◒ HORIZONTE - Earth Curve Calculator

Explorá lo que se vería.

Distancia, elevación y refracción en una misma vista.

Observador

Elevación total del observador:

Objeto

Terreno y base usan la misma referencia, por ejemplo el nivel del mar.

Objeto observado

OBSERVADOROBJETO
🔵 Parte visible▨ Parte oculta┄ Límite de visibilidad▒ Neblina

Representación 2D / 3D con escala vertical ampliada y autoajustada. La vista 3D extiende el perfil geométrico seleccionado como una franja ilustrativa; no representa el relieve real ni agrega precisión al cálculo. La línea azul representa un rayo hacia la cima; la línea punteada, cuando existe, marca el rayo rasante al modelo. No se incluye relieve intermedio.

Refracción atmosférica

Multiplicador:
Modelo de refracción constante.

¿Por qué puede perderse la base de un objeto?

La pérdida de la base no se limita a una obstrucción material o a la geometría curva de una superficie. También sobre una superficie plana, determinadas condiciones atmosféricas pueden impedir que la luz de zonas bajas alcance al observador: la trayectoria depende del medio que atraviesa. Esto no ocurre necesariamente a cualquier distancia ni bajo cualquier atmósfera.

Los gradientes de temperatura, presión y humedad pueden cambiar la trayectoria de la luz. Algunos perfiles atmosféricos producen espejismos con zonas que no llegan a verse. Aquí, el escenario ascendente sobre una superficie plana explora un umbral óptico mediante rayos de curvatura uniforme; no simula imágenes invertidas ni un espejismo completo.

La niebla y las gotitas de condensación reducen el contraste por dispersión de la luz. Una capa baja puede dificultar la visión de la base, pero no establece por sí sola un recorte fijo calculable con k. Desde esta versión, la neblina se modela de forma simplificada con la ley de Koschmieder: la transmitancia es exp(−3,912 × espesor / visibilidad) y se considera oculta cuando cae por debajo del 2 %. No se calculan perfiles de humedad, condensación, extinción espectral ni trazado completo de rayos; el oleaje se representa como una cresta local.

PARTE VISIBLE
PARTE OCULTADesde la base; incluye lo no resoluble
ALTURA MÍNIMA VISIBLEPor debajo de esta altura, el objeto queda oculto

Instrumento de observación

Mínimo ángulo que el observador distingue. Telescopios: 1,22 λ/D con λ = 550 nm, ≈ 138,4 / D (D en mm). Si la parte visible queda por debajo de este límite, no se cuenta como visible. La distancia máxima de detección se informa en los resultados.

Oleaje

Neblina en el trayecto

Comparación simultánea

Mismo modelo de superficie, observador y objeto; se comparan la ausencia de refracción, la referencia estándar y el coeficiente elegido.

ResultadoSin refracción
k = 0
Refracción estándar
k = 0,13
Escenario elegido

Detalle del cálculo seleccionado

Caída geométrica

Desviación neta (superficie − rayo)

Horizonte del observador

Fórmula rápida · cm / km²

Distancia máxima de detección con este instrumento

Límite angular del instrumento

Altura mínima resoluble a esa distancia

Tamaño angular de la parte visible

Factor de achicamiento perspectivo · vs 1 km

Altura mínima visible por el oleaje

Neblina

Predicción del modelo seleccionado, con aproximación parabólica y refracción uniforme. No incluye obstáculos ni relieve intermedio, ni variaciones atmosféricas fuera de la capa de neblina indicada. La resolución angular no modifica la geometría: solo indica si la parte visible puede distinguirse. La regla rápida pierde precisión a grandes distancias. «Visible» se refiere únicamente a la ocultación geométrica bajo estos supuestos.

Fórmulas, supuestos y bibliografía

EARTH CALCULATOR · NUR PARA TODOS

Documentación del modelo simplificado que ejecuta esta versión. Las fuentes permiten contrastar sus fundamentos y límites; no implican que los autores hayan desarrollado o validado esta aplicación. La calculadora no mide la atmósfera real ni ejecuta los métodos completos de estos trabajos.

Ver todo el proceso matemático

Variables y unidades

d: distancia horizontal en km; T: elevación del terreno del observador en m; c: altura de la cámara sobre ese terreno en m; z = T + c: elevación total del observador; b: elevación de la base del objeto en m; H: altura del objeto desde su base en m. T y b usan la misma referencia. S = 1 para el modelo esférico y 0 para el plano. k parametriza la curvatura del rayo con una escala de referencia fija; no es el índice óptico n.

Conversión de la regla rápida

Se conserva la regla de entrada de 8 pulgadas por milla al cuadrado. Con 1 pulgada = 2,54 cm y 1 milla internacional = 1,609344 km:

C = (8 × 2,54) / 1,609344² = 7,845595861582499 cm/km²
Caída geométrica: G = S × (C / 100) × d²   [m]

La caída se mide desde la tangente inicial. No es por sí sola la altura oculta. La expresión es una aproximación parabólica de D²/(2R), con D en m y R en m. La regla de 8 pulgadas equivale aproximadamente a R = 6.373.002,24 m; no utiliza exactamente el radio medio de 6.371.000 m. Se retiene C sin redondear en las operaciones.

Refracción de coeficiente uniforme

R₀ = 6.373.002,24 m (referencia fija de la regla rápida)
k = R₀ / r (r: radio del rayo, con signo)
g = S × C / 100; q = k × C / 100
a = g − q = (C / 100) × (S − k)   [m/km²]
R efectivo = R₀ / (S − k), si S − k ≠ 0
Desviación neta: A = a × d²   [m]

En el modelo esférico, el botón estándar fija k = 0,13: multiplicador 1 − k = 0,87 y coeficiente C × 0,87 = 6,825668399576774 cm/km². Sin refracción: k = 0. La corrección conjunta es algebraicamente equivalente a restar (1 − k)D²/(2R), como en la documentación de Esri, aunque su radio predeterminado no es idéntico al de esta regla rápida.

Modelo plano y refracción

El modo plano impone g = 0 y conserva la curvatura del rayo q como parámetro independiente. Con k = 0, a = 0: no hay horizonte geométrico y no hay ocultación por curvatura para elevaciones no negativas. Con k positivo, a es negativo: tampoco aparece un horizonte por esta superficie. Con k negativo, a es positivo y la curvatura ascendente de los rayos puede producir un límite de visibilidad incluso sobre el plano. Es una extensión matemática de esta aplicación; los trabajos citados sobre el coeficiente geodésico no validan una geometría terrestre plana. El k = 0,13 del modo plano mantiene la misma curvatura del rayo de referencia del modo esférico, no un coeficiente medido o universal para una superficie plana.

Escenarios atmosféricos del modo plano

Al seleccionar el modo plano se carga el ejemplo ascendente k = −0,30; al seleccionar el esférico se carga k = 0,13. No existe aquí un valor estándar universal para el escenario plano. Los controles ofrecen rayos rectos (k = 0), curvatura ascendente (ejemplo k = −0,30), curvatura descendente (referencia k = +0,13) y un coeficiente manual. Se conservan el signo y la fórmula a = −q del modelo plano. No se obtiene ocultación cambiando artificialmente el signo de una refracción descendente: para el recorte óptico se usa un escenario ascendente distinto.

Los ejemplos son elecciones de parámetros, no condiciones atmosféricas medidas ni reproducción completa de fenómenos nombrados. Un espejismo inferior puede ocultar zonas bajas mediante una línea de desaparición e imágenes invertidas; ese comportamiento requiere un perfil de refractividad variable con altura y trazado de rayos más completo. Looming describe una elevación aparente y no equivale por sí solo a recorte de base.

Horizonte y umbral en el destino

Si a > 0: dₕ = √(z / a) [km]; U = a × [máx(0, d − dₕ)]² [m]
Si a ≤ 0: sin horizonte finito en este modelo; U = 0

dₕ es el horizonte aproximado del observador. U es la elevación mínima visible sobre la referencia común en el destino. Para d ≤ dₕ, U = 0 en este modelo. La expresión surge al exigir que la recta de visión sea tangente al perfil parabólico de la superficie efectiva.

Porción visible y oculta del objeto

O = mín(H, máx(0, U − b))   [m ocultos]
V = H − O   [m visibles]
Porcentaje visible = 100 × V / H   (si H > 0)

Se limita la ocultación al intervalo de cero a la altura total. Con H = 0 se informa un objeto sin altura, sin dividir por cero. La comparación simultánea repite estas mismas operaciones con k = 0, k = 0,13 y el coeficiente elegido.

Cómo se generan los gráficos

Superficie geométrica: y(x) = −g × x²
Base: y(d) + b; cima: y(d) + b + H
Rayo a la cima: yₗ(x) = z + [(b + H − z)/d − a × d] × x − q × x² (d > 0)
Rayo rasante: yᵣ(x) = z − 2√(a × z) × x − q × x² (a > 0)

x se expresa en km; las coordenadas verticales, en m. Si a > 0, la línea rasante toca el perfil en x = dₕ; si ese punto está más allá del objeto, el límite de ocultación se trunca a cero. La vista 3D proyecta el mismo perfil en una franja ilustrativa. La escala vertical está ampliada y autoajustada; girar o acercar la cámara gráfica no cambia los resultados.

Por qué se ofrece k = 0,13 y cuándo no alcanza

Es un valor convencional de referencia, no una constante universal. Hirt y colaboradores (2010), introducción, §3–4, explican el uso del coeficiente gaussiano y sus limitaciones cerca del suelo. Su experimento documenta una variabilidad que no queda descrita por asumir siempre 0,13.

Young revisa la relación entre estructura atmosférica y refracción. La temperatura, la presión y su variación espacial condicionan la trayectoria de la luz. Esta aplicación no incorpora un perfil atmosférico ni hace trazado físico de rayos: aplica un k uniforme elegido por el usuario.

El rango manual permitido, −0,5 ≤ k ≤ 0,9, es un límite de implementación de esta versión; no es el rango completo de valores atmosféricos posibles. No simula ductos, espejismos completos, imágenes múltiples ni k ≥ 1. El escenario ascendente puede producir un umbral óptico y recortar la base, pero no genera imágenes invertidas ni una línea de pliegue de un espejismo inferior. Sobre agua o cerca de superficies, el valor estándar puede no representar la observación concreta.

Alcance de la aproximación y lectura de resultados

Modelo esférico local o plano ideal según selección, aproximación parabólica para curvaturas, refracción constante y elevaciones no negativas. No incluye elipsoide, relieve intermedio, obstáculos, mareas, turbulencia ni condiciones meteorológicas medidas. El oleaje se representa como una cresta local y la neblina como una capa de espesor y visibilidad fijos; ambos son modelos simplificados. Permitir hasta 500 km en el formulario no garantiza precisión a esa distancia.

Los decimales muestran resolución numérica, no exactitud física. La variante 2D y la 3D comparten los mismos cálculos; la representación es esquemática. El resultado describe lo que predice el modelo bajo sus supuestos, no una certificación de visibilidad real.

Consultar las fuentes originales

PAPER · MEDICIÓN EXPERIMENTAL

Hirt, Guillaume, Wisbar, Bürki y Sternberg (2010)

Monitoring of the refraction coefficient in the lower atmosphere using a controlled setup of simultaneous reciprocal vertical angle measurements. Journal of Geophysical Research, 115, D21102. DOI: 10.1029/2010JD014067.

Definición de k, origen convencional de 0,13 y variabilidad medida cerca del suelo.

Leer paper de Hirt et al. ↗
PAPER · REVISIÓN

Andrew T. Young · vol. 23 (2022), publicación en línea 2023

Relations among atmospheric structure, refraction, and extinction. Comptes Rendus Physique, 23, S1, 179–212. DOI: 10.5802/crphys.125.

Relación entre estructura atmosférica, refracción y límites de los supuestos estándar.

Consultar artículo de Young ↗
DOCUMENTACIÓN TÉCNICA

Esri · correcciones de curvatura y refracción

Using Viewshed and Observer Points for visibility analysis. Sección “Curvature and refraction corrections”.

Expone la corrección conjunta proporcional a (1 − k) y el valor predeterminado 0,13. Su herramienta completa incorpora funciones que esta calculadora no implementa.

Ver fórmula de corrección · Esri ↗
METROLOGÍA · UNIDADES

NIST · conversiones de longitud

Tablas de conversión de unidades basadas en el pie internacional y Handbook 44, apéndice C.

Documentan las equivalencias utilizadas al pasar de pulgadas y millas a centímetros y kilómetros.

Ver conversiones NIST ↗Handbook 44 · unidades · PDF ↗
ÓPTICA ATMOSFÉRICA · SIMULACIONES

Andrew T. Young · espejismos y desplazamiento de imágenes

Las simulaciones de espejismo inferior muestran pérdida de zonas bajas y una línea de desaparición. La explicación de looming y sinking distingue la elevación o depresión aparente de las distorsiones. Estos ejemplos ilustran física atmosférica; no validan el escenario plano de esta aplicación.

Espejismo inferior · Young ↗Looming y sinking · Young ↗

Niebla y visibilidad: NOAA · fenómenos que reducen la visibilidad ↗
Referencias revisadas: 29 de octubre de 2026. La documentación matemática está incluida en este HTML y se puede leer sin conexión. Los enlaces bibliográficos requieren internet y abren una pestaña nueva. Referencias externas sin afiliación ni aval de sus autores.