Introducción
Para responder a esta pregunta empecemos analizando su etimología, la palabra “horizonte” proviene del Antiguo griego ὁρίζων (horízōn, “límite definido”) participio del verbo ὁρίζω (horízō, “definir, determinar”) que proviene del sustantivo ὅρος (hóros, “límite”).
Para observar el horizonte es necesario un espacio tridimensional, en dimensiones físicas superiores también podría darse pero con otra geometría. También se precisa de una separación de medios para observarlo, en la cual el horizonte forma la base que separa ambos medios mientras la vertical sería la altura, en el caso de la tierra el horizonte separa la atmósfera de la superficie terrestre o mar.
El principal punto para entender el concepto de horizonte es que se trata de un fenómeno óptico independiente de la geometría de la superficie, siempre es una línea horizontal que forma un círculo alrededor de un observador, situada a la misma altura para cualquier distancia y altura. Y se produce debido al comportamiento de la luz en el medio en el que estemos inmersos, por lo general el aire.
La luz siempre viaja en línea recta y busca el camino óptico más corto, es decir el que tarda menos tiempo en recorrerlo por ello se dan los fenómenos de refracción y reflexión, y los rayos convergentes o divergentes según los tipos de lentes.
Ahora que sabemos que el horizonte viene condicionado por el comportamiento de la óptica, pasemos a tratar los factores que intervienen. Se pueden pueden agrupar en dos: visibilidad del medio (por lo general la atmósfera) y la perspectiva.
- La visibilidad depende de los factores ambientales con sus variables termodinámicas asociadas: las partículas del medio (número de moles (R)), la densidad del medio (d=m/V, m: masa y V: volumen), la carga electrostática ($\mu$), la temperatura (T), la presión (P); todos ellos intrínsecamente relacionados. Además influye el ángulo de incidencia de la luz, la intensidad y la iluminación del objeto. La visibilidad atmosférica principalmente se ve reducida por:
- La concentración de partículas en el aire como la niebla, la calima, humedad, lluvia.
- La densidad del aire que disminuye con la altura.
- La perspectiva viene determinada por la altura respecto a la superficie y la distancia a la que se observen los objetos en el horizonte, a medida que los objetos se alejan su tamaño se empequeñece. A mayor altura se pueden observar objetos más lejanos porque aumenta el campo de visión.
En este caso de VR se ve algo curvado porque al crear el video en 360º une las capturas de varias cámaras y las vista circular queda unida.
¿A qué distancia está el horizonte?
La distancia al horizonte no es fija y varía según los parámetros mencionados. El horizonte no se puede alcanzar ya que es un fenómeno óptico lo que si se puede alcanzar son los objetos que están antes
Ahora la forma del medio en el que estemos inmersos modifica la distancia al horizonte. Para un modelo esférico terrestre de 12 742 km de diámetro, su distancia máxima vendría determinada por la forma pero seguiría siendo un efecto óptico. Geométricamente sería imposible observar desde el nivel mar cualquier objeto (incluído el Everest) a partir de los 336 Km ya que la ocultación de objetos por curvatura es de 8858 metros mayor que el Everest.
Sin tener en cuenta la forma, la visibilidad atmosférica tiene un límite que varía según los factores mencionados anteriormente. A nivel del mar normalmente la visibilidad no supera los 100 Km, esto se puede comprobar con islas que están separadas a nivel de costa unos 100 Km y algunos días son visibles y otros no. La franja de los 30-60 Km suele ser visible en condiciones normales y en condiciones buenas la visibilidad alcanza hasta los 200-300 Km. Para que esto se de el aire tiene que estar muy limpio, la luz tiene que incidir con un ángulo al objeto que haga de foco (sea en el amanacer o el atardecer) y las nubes hacer de pantalla de luz con el reflejo de los rayos del Sol.
En la realidad no existe la curvatura terrestre, a nivel del mar se pueden observar objetos que deberían estar ocultos por varios kilómetros, más constatable a medida que subimos en altura teniendo más campo de visión y mejor visibilidad ya que pueden observarse objetos que deberían ocultarse por cientos de kilómetros.
Hay muchos casos donde objetos que deberían estar completamente ocultos, son visibles desde la base con menor visibilidad en la zonas bajas debido a la mayor densidad atmosférica y a las nubes que suelen tapar la superficie.
El corte por curvaura a nivel del mar depende de la altura, aquí una tabla a modo de esquema:
| Altitud | Distancia al corte por curvatura |
|---|---|
| 0.01 Km | 3.56 Km |
| 0.1 Km | 35 Km |
| 1 Km | 112 Km |
| 10 Km | 357 Km |
| 100 Km | 1133 Km |
| 1000 Km | 3707 Km |
Ejemplo: fotografía de El Teide (Tenerife) sacado desde Los Ajaches (Lanzarote) a 290 Km de distancia y 429 metros de altura. La ocultación por curvatura sería de 3663 metros y el Teide mide 3719 m, por lo que solo serían visibles los 56 m más altos. Sin embargo se ve el Teide desde los 2000 metros y la parte inferior queda tapada por el mar de nubes y por visibilidad, no por un corte. De echo comparando con otra foto se observa que la parte inferior de Tenerife es visible hasta los 1800 metros, y el resto queda oculto por visibilidad.
Cálculo de curvatura a 429 m altitud y 290 km de distancia