Il sole al tramonto dà luogo a svariati effetti visivi, alcuni ben noti, altri più rari. Ne discutiamo i principali, per scoprire come essi siano legati in modo naturale alle leggi fondamentali della fisica. Nel passaggio dalla luce all’oscurità, al nostro sguardo giungono alcune sue trasformazioni, alcune osservate facilmente da tutti, altre meno palesi ma certo non meno suggestive. Effetti visivi analoghi si possono avere all’alba.
Riflessi rossi danzanti
Il primo effetto è la fulgida scia luminosa che il sole ci offre quando tramonta all’orizzonte di una distesa d’acqua, scia che, se l’acqua è mossa, sembra danzare come una cascata di astri. A incidenza della luce quasi radente, infatti, l’acqua presenta un potere riflettente prossimo al 100%, come uno specchio: le sue increspature fanno sì che la condizione di riflessione totale abbia luogo solo in zone privilegiate, le quali sono in perenne movimento.
La più affascinante delle visioni si ha poco prima che il sole tocchi l’orizzonte, quando prende una colorazione rosso-arancione. In tale circostanza, il percorso dei raggi solari nell’atmosfera è molto esteso, giacché essi la attraversano, diciamo così, per lungo.
Una stima approssimata si può fare prendendo per lo spessore dell’atmosfera una ventina di chilometri: applicando il teorema di Pitagora al triangolo rettangolo AOB e ricordando che il raggio della Terra è sui 6370 km, si trova che il percorso nell’atmosfera, per un raggio che arrivi tangente alla Terra, è di ben 500 km! Quando i raggi solari attraversano l’atmosfera, vengono diffusi per effetto delle collisioni con le molecole dell’aria.
Il fisico inglese Lord Rayleigh dimostrò nel secolo scorso che tale meccanismo diffusivo è tanto più efficace quanto più la lunghezza d’onda della radiazione è piccola, quindi assai più per il blu e il violetto che non per il rosso (ne abbiamo parlato qui). Allora il rosso arriva a noi in linea retta, quasi indisturbato, mentre blu e violetto sono deviati in tutte le direzioni e vanno a colorare la volta celeste. Tale effetto diventa sempre più importante quanto più il tragitto si allunga, e questo spiega perché al tramonto solo i raggi dal giallo al rosso riescono a raggiungerci.
Il rosso può anche estendersi alle zone circostanti il sole, soprattutto in presenza di vapori o sparsi annuvolamenti. Le nuvole che, rispetto all’osservatore, si trovino invece sul lato opposto del sole possono prendere colorazioni purpuree perché colpite dai raggi diretti, rossi come quelli che giungono a noi, eventualmente sovrapposti a raggi blu e violetti di origine diffusiva (i vari viola sono appunto mescolanze di rosso e azzurro). La tavolozza delle colorazioni del cielo al tramonto può così raggiungere vertici di bellezza.
Il sole gigante
Un sole al tramonto appare più grande di quando sta in mezzo al cielo. Qui non la fisica non c’entra, una delle varie spiegazioni è che è si tratti di una questione di psicologia percettiva.
A parità di immagine sulla retina, il nostro cervello tende a dare a un oggetto una dimensione commisurata a quella che ci aspettiamo in relazione alla distanza e allo scenario (un uomo che si allontana da noi produce sulla retina un’immagine via via più piccola, ma non per questo noi pensiamo che vada diminuendo di statura!). Bene, quando il sole è nei pressi dell’orizzonte, ci viene istintivo collocarlo ben oltre quella distanza, ossia molto più lontano da noi che non quando è sopra di noi, quando mancano possibili oggetti intermedi di riferimento. E allora un’eguale immagine retinica induce la percezione di un oggetto ingrandito.
Il sole ovalizzato
Talvolta, al tramonto, il sole appare ovalizzato in senso orizzontale. Qui invece ricadiamo nella fisica. Si tratta di un meccanismo rifrattivo. La pressione e la temperatura dell’aria, andando dal suolo verso l’alto, diminuiscono. Ciò corrisponde a un gradiente nella densità, che va diminuendo con la quota. La legge della rifrazione dice che, nel passare da un mezzo meno denso a uno più denso, i raggi luminosi cambiano direzione. Nel nostro caso, l’effetto è graduale e continuo per tutto il percorso nell’atmosfera, e tanto più cospicuo quanto più il tragitto è lungo.
Come conseguenza, l’osservatore riceve, dal fondo del sole e dalla sua sommità, due raggi che si piegano in grado diverso, cosicché, entrando nell’occhio, formano un angolo più piccolo del dovuto, dando la percezione di un sole schiacciato (raggi tratteggiati in figura: l’occhio, ignorando il percorso fatto dai raggi, assume sempre che i raggi siano rettilinei e giudica la posizione dell’oggetto dall’inclinazione con cui questi gli pervengono). Talvolta il fenomeno non si osserva perché gli effetti di temperatura e pressione possono compensarsi tra loro.
Il sole striato
Una visione che può assumere le fattezze più bizzarre si ha quando nubi in forma di sottili strisce si trovano presso l’orizzonte: l’immagine dell’astro può suddividersi in fettucce separate, quasi il sole stesse indossando un pigiama a righe orizzontali, con il quale andare a coricarsi. Mi è capitato di fotografarlo così acconciato d’inverno, all’orizzonte marino presso le foci del Rodano, in Camargue.
Quando il sole è visibile sotto l’orizzonte
Una particolarità notevole si ha quando il sole appare più alto nel cielo di quanto realmente non sia. Quindi noi continuiamo per qualche minuto a vederlo – grazie al piegamento dei raggi che segue la curvatura terrestre – anche dopo che esso è sceso sotto l’orizzonte. Si tratta di un miraggio superiore.
I miraggi superiori rendono possibile l’avvistamento di terre che in realtà si trovano sotto l’orizzonte. Poiché l’indice di rifrazione del mezzo cresce al diminuire della lunghezza d’onda, il piegamento è più marcato per le lunghezze d’onda brevi – verde, blu, violetto – e meno per la gamma giallo-rossa. Dovremmo aspettarci che l’ultimo sprazzo di sole, giusto poco prima della sparizione, sia costituito dai raggi della gamma verde-violetto. Ma il violetto e il blu sono fortemente indeboliti dalla diffusione, quindi l’optimum si ha per il verde, che è poco diffuso, sufficientemente rifratto, e in più corrisponde al picco della sensibilità dell’occhio umano. Questo fenomeno accade veramente ed è chiamato il raggio verde. Tuttavia, esso si manifesta solo in particolari condizioni atmosferiche e ambientali. Io non sono mai riuscito a fotografarlo. È l’ultimo addio del sole prima di lasciare il nostro emisfero.
