Las fluorescencias en la atmósfera.

 

La fluorescencia es la capacidad de absorber una determinada longitud de onda y emitir después otra con una longitud de onda superior. La longitud de onda que absorbe tiene mas energía que la que se emite.

Hay dos gases en la atmósfera que presentan fluorescencia el oxígeno y el nitrógeno. La del oxigeno es responsable del azul del cielo durante el día; y la del nitrógeno producen las auroras boreales o australes.

La del oxígeno está provocada por la luz ultravioleta que es absorbida produciendo después luz azul. De ahí el color azul del cielo durante el dia, y de noche el cielo es oscuro.

El proceso de absorción de la radiación UV es un poco mas complejo, porque interviene el ozono como un producto intermedio que desaparece en el proceso de la fluorescencia.

El proceso para que el cielo sea azul requiere que llegue luz UV al oxígeno para romper la molécula diatómica de oxígeno. Estos átomos de oxígeno se deben encontrar con una molécula de oxígeno para formar una molécula de 3 átomos, el ozono.

El ozono formado es en realidad el fluorescente, absorbe UV emite luz azul y se descompone. Como lo que emite es menos energética que la que absorbe se calienta en la descomposión.

Como cualquier gas que se caliente asciende, pero cuanto más asciende mas radiación UV formándose mas ozono que se descompone y mas se calienta y asciende.

Asciende el oxígeno pero el ozono es una molécula mas pesada, tiene de masa molecular 48 uma, a diferencia del oxígeno que tiene 32 uma, por lo que no puede llegar tan lejos. Alcanza el oxígeno y el ozono una altura de equilibrio que es la llamada “capa de ozono”, que en realidad es capa de oxígeno donde se produce ozono.

El oxigeno calentado por los UV sube por encima de la troposfera, ascendiendo mas en zonas ecuatoriales que en las polares porque hay mayor incidencia de luz solar. Al haber mas cantidad de “capa de ozono” en los trópicos este se difunde hacia latitudes polares, pero hay poca incidencia de radiación UV.

La “capa de ozono” no se produce en latitudes polares, y el ozono dado su mayor masa molecular se va perdiendo camino de los polos. Así la “capa de ozono” suele estar ausente de ozono en latitudes polares, y sobre todo en zonas con anticiclones polares permanentes. Por eso el agujero de la capa de ozono en el polo Sur suele ser frecuente porque toda la Antártida esta con altas presiones muy estables donde dominan vientos descendentes.

De cualquier manera en los polos donde no llega practicamente radiación UV es irrelevante que haya o no “capa de ozono”.

En cuanto al nitrógeno tiene también fluorescencia que es debida a la descomposición la molécula de nitrógeno. En este proceso nada puede hacer los UV, no tienen energía suficiente, y tienen que ser rayos cósmicos o viento solar. Y dado que son partículas cargadas son desviadas por el campo magnético terrestre dirigiéndolos hacia los polos magnéticos que al coincidir con los geográficos, producen allí las auroras polares.

Estos rayos cósmicos el primer gas que se encuentran es nitrógeno y provocan la fluorescencia amarilla, pero si encuentran oxígeno la fluorescencia es azul y el resultado es una fluorescencia verdosa. 

Villanueva de la Serena, a 20 de Marzo de 2023.