Los fotometeoros son fenómenos luminosos que se producen en la atmosfera terrestre por diversas propiedades de la radiación luminosa. Es decir, ocurren cuando se producen efectos especiales en la atmósfera con la luz solar. Estos efectos especiales pueden ser fenómenos de difracción, de reflexión, refracción, dispersión o interferencia de la luz solar directa o reflejada por la superficie. El más conocido por todos es por supuesto el arco iris, que se produce por la refracción de los rayos de luz en las gotas de lluvia. Pero existen otros, como los fenómenos de halo luminoso o corona solar y lunar, el espejismo en sus diversas manifestaciones o la coloración del cielo. En este grupo de fenómenos también se incluye la refracción atmosférica, que da por resultado el titilar de las estrellas y la deformación de las imágenes, como se ve en la figura 8, de la misma manera en que para un objeto inmerso en el agua se deforma su imagen y cambia su posición aparente viéndose en otro lugar. No obstante, la cantidad de fenómenos ópticos (y también eléctricos) que se producen en la atmósfera, es de tal magnitud que muchos de ellos se desconocen, tanto los fenómenos en sí como el origen de su formación.
Figura 8 Esquema de refracción en la atmósfera.
El arco iris.
El arco iris es un arco luminoso de todos los colores del espectro de la luz: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, y violeta (figura 9). Se forma por refracción, reflexión total y por la dispersión de la luz. Es visible cuando el sol brilla a través del aire que contiene las gotas de agua y esto ocurre durante o inmediatamente después de la lluvia. Cuando la luz del sol penetra las gotas de agua, se refleja en las superficies interiores de éstas. Mientras pasa a través de las gotas, la luz se separa en los colores que la componen, lo que produce un efecto muy similar al de un prisma. Por un instante, cada gota de lluvia destella sus colores al observador, antes que otra gota de lluvia tome su lugar.
Figura 9 Arco iris.
Usualmente, un arco iris se puede observar en la dirección opuesta del sol. La luz del arco iris es reflejada al ojo, a un ángulo de 42 grados en relación con el rayo de sol, como se muestra en la figura 10. La forma de arco, es debida al cono de luz que es cortado por el horizonte. Debido a que el ángulo de inclinación de 42 grados es medido desde el ojo de cada observador, no hay dos personas que vean exactamente el mismo arco iris. Cada persona se encuentra en el vértice de su propio cono de luz. Desde un punto panorámico de lo alto de una montaña o de un avión, se puede observar en ciertas ocasiones, el circulo completo del arco iris.
Figura 10 Descripción de la forma de arco del arco iris.
El orden de sus colores.
A menudo se observa un arco iris secundario rodeando al primario. Es más débil que éste y forma 51º con el eje. El orden de los colores del arco iris primario es, del exterior al interior, rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul y violeta, siendo inverso el orden en el arco iris secundario. La anchura y el brillo de cada banda varían grandemente. Es posible incluso ver varias bandas “supernumerarias” alternantes de color rosa y verde en la parte interna del primario e incluso, a veces, en el secundario. El cielo entre ambos arco iris es más oscuro que fuera de ellos, zona conocida como la “banda de Alexander”, debido a la poca dispersión que sufre la luz solar entre los dos arcos.
La “pureza” de los colores del arco iris depende del tamaño de las gotas de agua. Las gotas grandes (diámetros de algunos milímetros) producen los arco iris brillantes con colores bien definidos; las gotitas pequeñas (diámetros de cerca de 0,01 milímetros) producen los arco iris de colores lechosos casi blancos. Como nunca las gotas de lluvia tienen un solo tamaño sino una mezcla de muchos tamaños y formas, los arco iris no son homogéneos sino compuestos.
Por otro lado, cuando quedan 5 ó 10 minutos para que se ponga el sol desaparecen todos los colores, salvo el rojo; por dentro del arco iris el cielo toma un color rosa salmón y, por fuera gris azulado. Incluso con el sol puesto el arco iris puede seguir viéndose durante unos 10 minutos más, aunque con su base oculta por la sombra terrestre (no olvidar que al final del arco iris se encuentra una marmita llena de monedas de oro).
Los halos luminosos.
A menudo habremos observado un halo o sombra luminosa y coloreada alrededor del Sol o de la Luna, que sin tocarlo lo rodea formando un anillo de luz a su alrededor (figura 11). Este es el fenómeno del halo o corona solar o lunar. Los halos son fotometeoros que aparecen alrededor del Sol en forma de un gran arco o de circunferencia, ya sea completa o no. Este círculo luminoso se forma con el Sol en su centro geométrico cuando los rayos del sol inciden en los cristales de hielo de forma regular de las capas superiores de la atmósfera, que se encuentran en nubes altas, como cirros o cirroestratos. Estos cristales actúan a modo de prismas, produciendo un fenómeno de refracción de la luz. El halo se suele situar a unos 22 grados de radio, aunque en ocasiones se puede comprobar la existencia de un segundo halo mayor y exterior, de 46 grados de radio, concéntrico al halo principal.
La coloración de un halo luminoso.
El halo tiene la coloración típica del arco iris, ya que como éste, se produce por refracción de la luz. Sin embargo, los colores se encuentran en él invertidos. Es decir, la coloración rojiza se encuentra en el interior, produciéndose una gradación cromática hacia el azul a medida que se avanza hacia el exterior del halo. En el segundo halo, el orden se invierte, quedando distribuida de forma similar a lo que ocurre con el arco iris: la coloración rojiza en el exterior y la azulada en el interior del halo.
Figura 11 Halo o corona solar.
Los dos halos mencionados antes pueden ir acompañados de otros fenômenos luminosos: podemos encontrar arcos luminosos tangentes al halo de 22 grados, o arcos espectaculares que duran incluso horas. O incluso un par de pequeños globos luminosos, los denominados parhelios o falsos soles (figura 12), que como su nombre indica, parecen ser dos pequeños soles, situados a la derecha e izquierda del arco menor. Normalmente los halos son difíciles de observar a simple vista, ya que la potente luz del Sol dificulta su observación directa. La cosa mejora si para observarlos se utilizan gafas de sol. Por tanto, los halos indican siempre presencia de hielo, pero combinada con una ausencia de turbulencia, ya que exigen una orientación definida de las caras de los prismas de hielo. Los fenómenos de halo se han asociado a la aparición de frentes: suelen observarse uno o dos días antes de la llegada del frente.
