Cielo

El cielo es una vista despejada hacia arriba desde la superficie de la Tierra . Incluye la atmósfera y el espacio exterior . También puede considerarse un lugar entre la Tierra y el espacio exterior, por lo que es distinto de este último.

En astronomía , el cielo también se denomina esfera celeste . Se trata de una esfera abstracta, concéntrica a la Tierra, sobre la cual el Sol , la Luna , los planetas y las estrellas parecen desplazarse . La esfera celeste se divide convencionalmente en áreas designadas llamadas constelaciones .

Por lo general, el término cielo se refiere informalmente a una perspectiva desde la superficie de la Tierra; sin embargo, el significado y el uso pueden variar. Un observador en la superficie de la Tierra puede ver una pequeña parte del cielo, que se asemeja a una cúpula (a veces llamada bóveda celeste ) que parece más plana durante el día que por la noche . ^{[ 1 ]} En algunos casos, como al hablar del clima, el cielo se refiere solo a las capas inferiores y más densas de la atmósfera.

El cielo diurno se ve azul porque las moléculas de aire dispersan las longitudes de onda más cortas de la luz solar más que las más largas (luz más roja). ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} El cielo nocturno se ve como una superficie o región mayormente oscura salpicada de estrellas. El Sol y a veces la Luna son visibles en el cielo diurno a menos que estén ocultos por las nubes . Por la noche, la Luna, los planetas y las estrellas son igualmente visibles en el cielo.

Algunos fenómenos naturales que se observan en el cielo son las nubes, los arcoíris y las auroras boreales . También se pueden ver relámpagos y precipitaciones . Ciertas aves e insectos, así como inventos humanos como aviones y cometas , pueden volar. Debido a la actividad humana , es frecuente observar contaminación atmosférica durante el día y contaminación lumínica durante la noche sobre las grandes ciudades.

La palabra «cielo» proviene del nórdico antiguo sky , que significa «nube, morada de Dios ». El término nórdico también es el origen del inglés antiguo scēo , que comparte la misma raíz indoeuropea que el latín clásico obscūrus , que significa «oscuro».

En inglés antiguo, el término «cielo» se usaba para describir la extensión observable sobre la tierra. Durante el período del inglés medio , «cielo» comenzó a evolucionar hacia su significado religioso actual. ^{[ 6 ]}

Excepto por la luz solar directa , la mayor parte de la luz en el cielo diurno se debe a la dispersión , que está dominada por un límite de partículas pequeñas llamado dispersión de Rayleigh . La dispersión debida a partículas del tamaño de una molécula (como en el aire) es mayor en las direcciones que se acercan y se alejan de la fuente de luz que en las direcciones perpendiculares a la trayectoria incidente. ^{[ 7 ]} La dispersión es significativa para la luz en todas las longitudes de onda visibles, pero es más fuerte en el extremo más corto (azul) del espectro visible , lo que significa que la luz dispersada es más azul que su fuente: el Sol . La luz solar directa restante, al haber perdido algunos de sus componentes de longitud de onda más corta, aparece ligeramente menos azul. ^{[ 5 ]}

La dispersión también se produce con mayor intensidad en las nubes. Las gotas de agua individuales refractan la luz blanca formando un conjunto de anillos de color . Si una nube es lo suficientemente densa, la dispersión de múltiples gotas de agua difuminará el conjunto de anillos de color y creará un color blanco deslavado. ^{[ 8 ]}

El cielo puede adquirir multitud de colores como rojo, naranja, púrpura y amarillo (especialmente cerca del atardecer o el amanecer) cuando la luz debe recorrer una trayectoria mucho más larga (o profundidad óptica ) a través de la atmósfera. Los efectos de dispersión también polarizan parcialmente la luz del cielo y son más pronunciados en un ángulo de 90° con respecto al Sol. La luz dispersa desde el horizonte viaja a través de una masa de aire hasta 38 veces mayor que la luz del cenit , lo que provoca un gradiente azul que se ve vívido en el cenit y pálido cerca del horizonte. ^{[ 9 ]} La luz roja también se dispersa si hay suficiente aire entre la fuente y el observador, lo que provoca que partes del cielo cambien de color a medida que sale o se pone el Sol. A medida que la masa de aire se acerca al infinito, la luz diurna dispersa aparece cada vez más blanca. ^{[ 10 ]}

Aparte del Sol, las nubes distantes o las cumbres nevadas pueden aparecer amarillas. El efecto no es muy evidente en días despejados, pero es muy pronunciado cuando las nubes cubren la línea de visión, reduciendo el tono azul de la luz solar dispersa. ^{[ 10 ]} A mayor altitud, el cielo tiende a tener colores más oscuros, ya que la dispersión se reduce debido a la menor densidad del aire . Un ejemplo extremo es la Luna, donde no se produce dispersión atmosférica, lo que hace que el cielo lunar sea negro incluso cuando el Sol es visible. ^{[ 11 ]}

La Comisión Internacional de Iluminación (CIE) ha recomendado modelos de distribución de la luminancia del cielo para el diseño de sistemas de iluminación natural . Los avances recientes se refieren a los "modelos de cielo completo" para modelar la luminancia del cielo en condiciones meteorológicas que van desde cielo despejado hasta cielo cubierto. ^{[ 12 ]}

El brillo y el color del cielo varían enormemente a lo largo del día, y la causa principal de estas variaciones también difiere. Cuando el Sol está bien alto sobre el horizonte , la dispersión directa de la luz solar ( dispersión de Rayleigh ) es la fuente de luz predominante. Sin embargo, durante el crepúsculo , el período entre la puesta del sol y la noche o entre la noche y el amanecer , la situación es más compleja.

Los destellos verdes y los rayos verdes son fenómenos ópticos que ocurren poco después del atardecer o antes del amanecer, cuando se observa una mancha verde sobre el Sol, generalmente durante no más de uno o dos segundos, o puede parecer un rayo verde que se dispara desde el punto de puesta del sol. Los destellos verdes son un grupo de fenómenos que se originan por diferentes causas, ^{[ 14 ]} la mayoría de las cuales ocurren cuando hay una inversión térmica (cuando la temperatura aumenta con la altitud en lugar de disminuir con la altitud, como es habitual). Los destellos verdes pueden observarse desde cualquier altitud (incluso desde un avión). Suelen verse sobre un horizonte despejado, como sobre el océano, pero también sobre nubes y montañas. Los destellos verdes también pueden observarse en el horizonte en asociación con la Luna y planetas brillantes, como Venus y Júpiter . ^{[ 15 ] [ 16 ]}

La sombra de la Tierra es la sombra que el planeta proyecta a través de su atmósfera hacia el espacio exterior. Este fenómeno atmosférico es visible durante el crepúsculo civil (después de la puesta del sol y antes del amanecer). Cuando las condiciones meteorológicas y el lugar de observación permiten una visión clara del horizonte, el borde de la sombra aparece como una banda azulada oscura o tenue justo por encima del horizonte, en la parte baja del cielo opuesta a la dirección del Sol (al amanecer o al atardecer). Un fenómeno relacionado es el Cinturón de Venus (o arco anticrepuscular), una banda rosada que es visible por encima de la banda azulada de la sombra de la Tierra en la misma parte del cielo. No hay una línea definida que divida la sombra de la Tierra y el Cinturón de Venus; una banda de color se funde con la otra en el cielo. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

El crepúsculo se divide en tres etapas según la profundidad del Sol bajo el horizonte, medida en segmentos de 6°. Tras la puesta del sol, comienza el crepúsculo civil , que finaliza cuando el Sol desciende más de 6° por debajo del horizonte. A este le sigue el crepúsculo náutico , cuando el Sol se encuentra entre 6° y 12° por debajo del horizonte (profundidad entre -6° y -12°), tras el cual llega el crepúsculo astronómico , definido como el período comprendido entre -12° y -18°. Cuando el Sol desciende más de 18° por debajo del horizonte, el cielo generalmente alcanza su brillo mínimo. ^{[ 19 ]}

Se pueden identificar varias fuentes como origen del brillo intrínseco del cielo, a saber: el brillo atmosférico , la dispersión indirecta de la luz solar, la dispersión de la luz de las estrellas y la contaminación lumínica artificial .

El término cielo nocturno se refiere al cielo tal como se ve por la noche. Generalmente se asocia con la observación astronómica y la astronomía , en referencia a la visión de cuerpos celestes como las estrellas, la Luna y los planetas, que se hacen visibles en una noche despejada tras la puesta del Sol. Las fuentes de luz natural en el cielo nocturno incluyen la luz de la Luna, la luz de las estrellas y el brillo atmosférico, según la ubicación y el momento. Es fácil observar que el cielo no está completamente oscuro por la noche. Si el cielo (en ausencia de la Luna y las luces de la ciudad) estuviera totalmente oscuro, no se podría distinguir la silueta de un objeto contra el firmamento.

El cielo nocturno y su estudio ocupan un lugar histórico tanto en las culturas antiguas como en las modernas. Antiguamente, por ejemplo, los agricultores utilizaban el estado del cielo nocturno como calendario para determinar el momento adecuado para la siembra. La antigua creencia en la astrología se basaba generalmente en la idea de que las relaciones entre los cuerpos celestes influyen en los acontecimientos terrestres o transmiten información al respecto. El estudio científico del cielo nocturno y de los cuerpos que se observan en él, por su parte, se enmarca dentro de la astronomía.

En la astronomía de luz visible , la visibilidad de los objetos celestes en el cielo nocturno se ve afectada por la contaminación lumínica. Históricamente, la presencia de la Luna en el cielo nocturno ha dificultado la observación astronómica al aumentar la cantidad de luz ambiental. Sin embargo, con la llegada de las fuentes de luz artificial, la contaminación lumínica se ha convertido en un problema creciente para la observación del cielo nocturno. Los filtros especiales y las modificaciones en las luminarias pueden ayudar a mitigar este problema, pero para obtener las mejores vistas, tanto los astrónomos ópticos profesionales como los aficionados buscan lugares de observación alejados de las grandes áreas urbanas.

Junto con la tendencia de la presión, el estado del cielo es uno de los parámetros más importantes utilizados para pronosticar el tiempo en zonas montañosas. El engrosamiento de la capa de nubes o la invasión de una capa de nubes más alta indica lluvia en un futuro próximo. Por la noche, las nubes cirrostratos altas y delgadas pueden producir halos alrededor de la Luna, que indican la aproximación de un frente cálido y la lluvia asociada. ^{[ 20 ]} La niebla matutina presagia buen tiempo y puede estar asociada con una capa marina , un indicio de una atmósfera estable. ^{[ 21 ]} Las condiciones lluviosas están precedidas por viento o nubes que impiden la formación de niebla. La aproximación de una línea de tormentas eléctricas podría indicar la aproximación de un frente frío . Los cielos despejados indican buen tiempo en un futuro próximo. ^{[ 22 ]} El uso de la cobertura del cielo en la predicción meteorológica ha dado lugar a diversas creencias populares sobre el tiempo a lo largo de los siglos. ^{[ 23 ]}

ciclones tropicales

Dentro de las 36  horas posteriores al paso del centro de un ciclón tropical , la presión comienza a descender y un velo de nubes cirros blancas se aproxima desde la dirección del ciclón. Dentro de las 24  horas posteriores al punto más cercano al centro, comienzan a aparecer nubes bajas, también conocidas como la barra del ciclón tropical, a medida que la presión barométrica desciende más rápidamente y los vientos aumentan. Dentro de las 18  horas posteriores a la llegada del centro, es común el tiempo inestable, con aumentos repentinos del viento acompañados de chubascos o tormentas eléctricas. A las seis horas de la llegada del centro, la lluvia se vuelve continua. Una hora después de la llegada del centro, la lluvia se intensifica y se experimentan los vientos más fuertes dentro del ciclón tropical. Cuando el centro llega con un ciclón tropical fuerte, las condiciones meteorológicas mejoran y el sol se vuelve visible a medida que el ojo se desplaza sobre nuestras cabezas. Una vez que el sistema se aleja, los vientos cambian de dirección y, junto con la lluvia, aumentan repentinamente. Un día después del paso del centro, la capa nubosa baja es reemplazada por una capa nubosa más alta y la lluvia se vuelve intermitente. A las 36  horas del paso del centro, la capa de nubes altas se disipa y la presión comienza a estabilizarse. ^{[ 24 ]}

El vuelo es el proceso por el cual un objeto se mueve a través del cielo o más allá de él (como en el caso de los vuelos espaciales), ya sea generando sustentación aerodinámica , empuje propulsor , aerostáticamente mediante flotabilidad o mediante movimiento balístico , sin ningún soporte mecánico directo desde tierra. Los aspectos de ingeniería del vuelo se estudian en la ingeniería aeroespacial , que se subdivide en aeronáutica , que es el estudio de los vehículos que viajan por el aire, y astronáutica , el estudio de los vehículos que viajan por el espacio, y en balística , el estudio del vuelo de proyectiles. Si bien los seres humanos han sido capaces de volar mediante globos aerostáticos desde 1783, ^{[ 25 ]} otras especies han utilizado el vuelo durante mucho más tiempo. Animales como aves, murciélagos e insectos son capaces de volar. Las esporas y semillas de las plantas utilizan el vuelo, mediante el uso del viento, como método de propagación de su especie. ^{[ 26 ]}

Muchas mitologías tienen deidades asociadas especialmente con el cielo. En la religión egipcia , el cielo fue deificado como la diosa Nut y como el dios Horus . En la religión protoindoeuropea , Dyeus es reconstruido como el dios del cielo, o el cielo personificado, de donde proviene Zeus , el dios del cielo y el trueno en la mitología griega , y Júpiter , el dios romano del cielo y el trueno .

En la mitología aborigen australiana , Altjira (o Arrernte) es el dios principal del cielo y también el dios creador. En la mitología iroquesa , Atahensic era una diosa del cielo que cayó a la Tierra durante su creación. Muchas culturas han dibujado constelaciones entre las estrellas del firmamento, asociándolas con leyendas y mitos sobre sus deidades.

• Cianómetro
• Arqueoastronomía

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