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Refração da luz na atmosfera: o horizonte geométrico e o horizonte visual

Se um objeto se encontra no horizonte do mar e um observador da praia olha para ele, a refração da luz pode fazer ele parecer estar mais a cima da curvatura ou mais a baixo?

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

A refração da luz na atmosfera pode fazer com que um objeto seja visto onde na verdade não está, acima ou abaixo da sua localização real, dependendo das condições do ar atmosférico. A figura a seguir, retirada da Wikipedia, mostra esquematicamente algumas dessas possibilidades.

fada_morgana

Existem muitos exemplos documentados de efeitos surpreendentes, miragens fata-morgana como a figura abaixo ilustra.

fata_morgana

Há diversas postagens do CREF que tratam da localização do horizonte, por exemplo, Distância ao horizonte: navio “afundado”! , Ainda sobre a distância ao horizonte!

A distância que o horizonte geométrico (ou horizonte geográfico) se encontra de um observador depende da altura H da sua visada e do raio R da Terra em acordo com a figura que segue, implicando que o horizonte se afasta do observador quando ele se eleva.

horizonte

Um excelente calculador sobre a curvatura da Terra está disponível em earth/curve-calc . Outro calculador que inclui a refração padrão está disponível https://www.metabunk.org/curve/.

O horizonte geométrico não é idêntico ao horizonte visual de um observador devido aos desvios que a luz sofre por refração. O raio de curvatura das luz que viaja na atmosfera em condições “normais” é cerca de sete vezes o raio de curvatura da Terra e nestas condições o horizonte visual se encontra a cerca de 8% mais distante do observador do que o horizonte geométrico. Assim pode-se demonstrar a conhecida “correção para a distância ao horizonte” – DC= 1,08 D – , muito usada em topografia, explicitada na  próxima figura.

Esta correção para a distância ao horizonte pode determinar uma subestimativa para a distância real ao horizonte visual, devendo sempre ser usada com cautela. Em situações inusuais pode acontecer que o raio de curvatura da luz por refração seja semelhante ao da própria Terra, levando assim a que se perceba objetos muito distantes, muito atrás do horizonte geométrico.

Um calculador completo, incluindo a refração e outros parâmetros (inclusive capaz de simular a Terra Plana), está disponível em  Curvature App: Simulation of Globe-Earth and Flat-Earth.

Um artigo extenso e completo sobre refração atmosférica na Astronomia se encontra disponível em articles.adsabs.harvard.edu/

Vide a palestra realizada na UNISNOS em 31/05/2017: Sobre a forma da Terra

Vide o artigo Sobre a forma da Terra

Outras postagens relacionadas ao tema do horizonte e da propagação das ondas eletromagnéticas:

Ondas eletromagnéticas, curvatura da Terra e difração

Por que a curvatura da Terra interfere no sinal de micro-ondas?

Refutando a Terra Plana

AS ATUAIS TECNOLOGIAS DE TELECOMUNICAÇÕES EVIDENCIAM A ESFERICIDADE DA TERRA

Elevação sobre o horizonte do satélite geoestacionário

Alcance dos faróis no mundo real e na mítica Terra Plana

“Docendo discimus.” (Sêneca)

Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 1286.


13 comentários em “Refração da luz na atmosfera: o horizonte geométrico e o horizonte visual

  1. Josiel disse:

    Estava procurando um artigo com essas informações há dias.
    Muito bom!
    Posso fazer um vídeo mostrando esse artigo?
    Me dê uma resposta.

  2. Josiel disse:

    Prof. Lang.

    Ao tentar me cadastrar recebi uma notificação de segurança, já aconteceu isso antes?

  3. Josiel disse:

    Bom dia! A correção para refração da figura (Dc =1,08.D) é diferente da do texto, acredito que foi um erro de digitação.

  4. RAFAEL VENZON disse:

    Prezado Prof. Lang, seria correto afirmar que em condições de observação que apresentam um índice mais ELEVADO de refração atmosférica, podemos observar objetos que estariam bem mais distantes geograficamente? Desculpe a pergunta parecer redundante. Aguardo.

    • Fernando Lang disse:

      Importante para o encurvamento dos raios luminosos que viajam na atmosfera é como o índice de refração varia e não o índice de refração em si. Ou seja, os gradientes de densidade, de temperatura e de outras variáveis que afetam o índice de refração é que definem se um raio de luz se curva mais ou menos e como ele se curva.

  5. José Egídio da Silva Neto Egídio disse:

    Essa frase de que existe refração que “simula a Terra é Plana” foi ótima.
    Não existe redação que simule Terra Globo ?? Poxa mas que azar….

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