Céu vermelho e tempo frio

No Sul e Sudeste do país às vezes se ouve algo como "céu vermelho é sinal de frio". Isso sugere que alguma pessoas notaram que o nascer e o pôr do sol são particularmente avermelhados quando faz frio, pelo menos às vezes e, então, associaram isso ao fato das temperaturas estarem mais baixas. Mas a temperatura do ar não está diretamente ligada à aparência do céu, ainda que, no entanto, é comum que no inverno do Sul e Sudeste do Brasil realmente ocorram ocasos bastante avermelhados quando esfria. 

Para entender o que ocorre, é necessário explicar resumidamente o motivo de o céu parecer azul num dia sem nuvens. A luz visível é radiação eletromagnética dentro de um intervalo específico de comprimentos de onda. Isso parece bastante complicado, mas só quer dizer que o Raio X, os raios ultravioletas que queimam nossa pele quando nos expomos muito tempo à luz do sol, a luz que podemos ver, as ondas do microondas, as ondas de rádio e de celular, etc, são todos o mesmo fenômeno e cada qual um tipo específico de luz, diferente dos outros tipos apenas no tamanho da "distância entre um pedaço e outro da onda" de que são feitas.

Ondas muito curtas, que não podemos ver, são como o Raio X, uma "luz" que atravessa até nossos corpos, enquanto ondas muito longas, que também não podemos ver, são como ondas de rádio e atravessam longas distâncias sem serem muito perturbadas pelos objetos menores do que elas. Nós conseguimos ver as ondas que ficam no meio termo entre as muito curtas e as muito longas e chamamos isso de luz. Cada cor que enxergamos corresponde a um comprimento de onda dentro do intervalo de comprimentos de onda que nossos olhos conseguem perceber: ondas mais curtas são mais azuladas, ondas mais longas são mais avermelhadas. 

As moléculas de Nitrogênio e Oxigênio da atmosfera são realmente muito pequenas, muito menores do que o comprimento de onda da luz do Sol que atinge o planeta Terra. Quando um raio de luz do Sol "acerta" uma molécula que é muito menor do que seu comprimento de onda ele é espalhado em todas as direções e se transforma em luz difusa: só que moléculas muito pequenas espalham ondas muito curtas (as ondas muito longas passam "ao redor" do objeto e não se alteram). Sendo assim, o céu nos parece ser azul porque as moléculas de ar, bem pequeninas, espalham os raios de luz do Sol, que se transformam em luz difusa azulada. 

Se a luz do Sol atravessa uma distância muito longa na atmosfera, a luz azulada difusa que as moléculas de ar espalha vai enfraquecendo, mas as ondas mais longas (correspondentes às tonalidades avermelhadas e alaranjadas) não são afetadas pelas moléculas de ar. Quando o Sol está próximo ao horizonte sua luz atravessa uma distância muito maior na atmosfera do que quando o Sol está próximo ao alto do céu, perto do meio-dia: para o observador que contempla a aurora ou o ocaso chega muito mais raios de luz de onda longa (avermelhadas) do que de ondas curtas (azuladas) e o vermelho predomina.

Crepúsculo avermelhado. Adaptado de UCSB-ScienceLine

Isso explica o motivo de todo e qualquer pôr do sol ser alaranjado, mas não explica o que o tempo frio tem a ver com isso. Muitas vezes, quando o ar está ao mesmo tempo frio e seco, como ocorre em boa parte do Brasil durante o inverno, ocorre um fenômeno próximo à superfície chamado Inversão Térmica. Resumindo, este fenômeno deixa as camadas mais baixas da atmosfera, próximo à superfície, muito estável e dificulta a dispersão de poeira e de poluentes, concentrando-os a poucas centenas de metros a partir do chão. É por esta razão que a qualidade do ar das grandes cidades do Sul e Sudeste do país tende a piorar nos dias mais frios de inverno. 

Estas partículas de poeira e poluição são muito maiores do que as moléculas de ar e quando um raio de luz do Sol as atinge elas tendem a espalhar a luz incidente de uma forma diferente, resultando em luz difusa mais longa (e, portanto, avermelhada). Assim, como a atmosfera fria é mais estável, ela concentra uma quantidade maior de partículas de poeira, aerossóis e poluentes, que espalham mais ondas longas durante o nascer e pôr do Sol, que já são naturalmente avermelhados como foi explicado anteriormente: assim as tonalidades de laranja, rosa e vermelho são intensificadas.

Pôr do Sol em São Paulo, por Carol Campesi.

Então, algumas vezes o tempo frio pode, indiretamente, contribuir para um pôr do Sol mais bonito. E talvez seja por isso que às vezes digam que "céu vermelho é sinal de frio".