Óptica atmosférica
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Óptica atmosférica lida com a forma como as propriedades óticas únicas da atmosfera terrestre causam uma vasta gama de espetaculares fenômenos ópticos. A cor azul do céu é uma consequência direta da dispersão de Rayleigh, que redireciona as ondas de maior frequência da luz solar, como o azul, de volta para o campo de visão do observador. Porque a luz azul é dispersa mais facilmente do que a luz vermelha, o Sol tem um tom avermelhado quando ele é observado através de uma atmosfera densa, como durante o nascer do sol ou opôr do sol. Partículas adicionais no céu podem dispersar cores diferentes em diferentes ângulos criando céus coloridos e brilhantes ao entardecer e ao amanhecer. Dispersão fora de cristais de gelo e outras partículas na atmosfera são responsáveis por halos, crepúsculos, coronas, raios de luz do sol, e o parélio. A variação desses tipos de fenômenos é devido aos diferentes tamanhos de partículas e formas geométricas.[1]
Miragens são fenômenos óticos em que os raios de luz são dobrados devido a variações térmicas no índice de refração do ar, produzindo imagens deslocadas ou distorcidas de objetos distantes. Outro fenômeno ótico associado a este incluí o efeito da Nova Zembla , onde o sol parece subir mais cedo ou se por mais tarde do que o previsto com uma forma distorcida. Uma forma espetacular de refração ocorre com uma temperatura de inversão chamada Fata Morgana onde os objetos no horizonte, ou até mesmo além do horizonte, como ilhas, falésias, navios ou icebergues, aparecem alongados e elevados, como "castelos de contos de fadas".[2]
Arco-íris são o resultado de uma combinação de reflexão interna, dispersão e refração da luz nas gotas de chuva. Porque o arco-íris é visto do lado oposto do sol no céu, o fenômeno é mais proeminentes quanto mais perto o sol está no horizonte, devido à sua maior distância.[3]