/ domingo 20 de junio de 2021

Llega el solsticio de verano: el día más largo y la noche más corta del año

Este domingo inicia el verano con el solsticio, pero ¿Por qué aumentan y disminuyen las horas de luz y obscuridad a lo largo del año?

A las 10:32 de la noche de hoy domingo 20 de junio, hora del centro de México, inicia el verano. Es el solsticio de verano, hoy es el día más largo y la noche más corta del año.

Luz y oscuridad

A lo largo del año, cada estación se caracteriza por tener una diferente duración del día y de la noche.

Recordará que el 21 de diciembre de 2020, cuando inició el invierno, tuvimos lo opuesto al día de hoy, el día más corto y la noche más larga: fue el día con el menor número de horas de luz y la noche con el mayor número de horas. A partir de ese día, las horas de luz fueron aumentando y las de noche disminuyendo. Hasta llegar al día cuando el día y la noche tuvieron la misma duración, el equinoccio e inicio de la primavera en marzo.

Las horas de luz siguieron aumentando y las de la noche disminuyendo, lo que nos trae al día de hoy, cuando tenemos el día más largo y la noche más corta del año: es el solsticio de verano, que marca el inicio de la estación.

A partir de hoy, las horas de luz irán disminuyendo y aumentando las de la noche. Llegará el momento en que el día y la noche duren lo mismo, otro equinoccio, pero está vez el de otoño, cuando inicie el otoño en septiembre. Las horas de luz seguirán disminuyendo y aumentando las horas de noche, hasta llegar otra vez hasta la noche más larga y el día el más corto del año, el solsticio de Invierno, cuando inicie el invierno en diciembre.

La Tierra avanza alrededor del Sol, manteniendo la misma dirección de inclinación. Vea cómo el Sol está sobre el hemisferio norte y seis meses después está sobre el sur. | Gráfico: Germán Martínez Gordillo

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Y volvemos a empezar.

Lo dicho aquí corresponde al hemisferio norte de la Tierra. En el hemisferio sur sucede lo opuesto. Hoy inicia el verano en el norte y el invierno en el sur. Aquí tenemos el día más largo y en el sur el día más corto. Aquí es el solsticio de verano y allá el de invierno. En diciembre, cuando aquí inicie el invierno y tengamos la noche más larga, en el sur iniciará el verano y tendrán la noche más corta y el día más largo. Cuando aquí es el equinoccio de primavera, en el sur es el equinoccio de otoño, seis meses después será lo opuesto, aquí será el equinoccio de otoño y allá, en el sur, el de primavera.

La inclinación de la Tierra, la dirección de la inclinación apunta por ahora a la estrella Polaris. | Gráfico: Germán Martínez Gordillo

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Pero ¿Por qué aumentan y disminuyen las horas de luz y oscuridad a lo largo del año?

La respuesta está en la inclinación de la Tierra y su traslación alrededor del Sol.

La inclinación

Imagine al Sistema Solar, al Sol y a todos los planetas a su alrededor. Imagine ahora una hoja que corta por la mitad al Sol y se extiende hasta la Tierra y más allá. Este hoja también corta por la mitad a la Tierra. No corta por igual a los demás planetas, porque las órbitas de los planetas están inclinados respecto a esta hoja. A esto le llamamos el Plano de la Eclíptica, y nos ayuda a medir también la inclinación de cada planeta. En el caso de la Tierra, nuestro planeta está inclinado 23.5°, lo que significa que el ecuador terrestre no está sobre el plano de la Eclíptica, sino inclinado 23.5°.

La inclinación de la Tierra y los demás planetas, así como la velocidad de rotación de cada planeta, en horas. | Vídeo: youtube

La precesión

La Tierra avanza en su camino alrededor del Sol y al mismo tiempo rota sobre su propio eje. El tercer movimiento de la Tierra es similar al que tiene un trompo inclinado. Cuando un trompo está por caer, gira de un lado a otro. Al igual que el trompo, la Tierra está inclinada y gira inclinada, completando una vuelta en 25 mil 776 años. Esto significa que durante nuestra vida y por algunos siglos, la dirección de la inclinación de la Tierra casi no ha variado.

Por ahora, el polo norte de la Tierra apunta a una estrella, a la estrella polar, o Polaris, en la cola de la constelación de la Osa Menor. Cuando la Tierra inclinada dé medio giro, dentro de casi 13 mil años, el polo norte de la Tierra apuntará a otra estrella, a Vega de la constelación de la Lira.

Le sorprenderá saber que este movimiento fue descubierto hace dos mil 200 años, por el más grande astrónomo de la antigüedad, Hiparco de Nicea. Este movimiento recibe el nombre de Precesión de los Equinoccios.

Hiparco de Nicea. | Gráfico: Hermann Goll, 1876

Las estaciones

Ya que la Tierra se mantiene inclinada en la misma dirección durante todo el año y algo más, es fácil darnos cuenta que en una época del año el Sol está sobre el hemisferio norte de la Tierra, ahí es verano y en el sur será invierno. Seis meses después, la Tierra estará del otro lado del Sol, y ahí el Sol estará sobre el hemisferio sur, en donde será verano y en el norte invierno. Al ir de un solsticio a otro, aumentan o disminuyen las horas de luz y obscuridad.

Cuando el ecuador terrestre corta el plano de la Eclíptica, las horas de luz y obscuridad son las mismas, los equinoccios, y cuando el Sol alcanza la mayor o menor altura en el cielo, son los solsticios de verano o de invierno.

Las horas de luz y obscuridad en algunas ciudades del mundo en el solsticio de verano o invierno en junio. | Gráfico: Germán Martínez Gordillo

En las ciudades más alejadas del ecuador los cambios de horas de día y de noche son más notorios, por ejemplo, en Moscú, Rusia, en el solsticio de verano tienen más de 17 horas de luz, mientras que en el solsticio de invierno tienen solo 7 horas de luz. En San Petersburgo en julio no se pone el Sol, durante todo el mes es de día, son llamadas las Noches Blancas. El escritor Fiódor Dostoyevsky titulo así una de sus novelas cortas.

En el polo norte, en verano hay seis meses de luz, no hay noche. Al mismo tiempo, en el polo sur hay seis meses de noche, no sale el Sol. Seis meses después será lo opuesto en cada polo.

Por último, en verano los rayos del Sol caen perpendiculares, dan mucho calor. En invierno caen oblicuos, los rayos cruzan más atmósfera y se pierde mucha energía, por lo que calientan menos. Pero como la órbita de la Tierra alrededor del Sol es una elipse, la Tierra se acerca y se aleja del Sol en un año. Es en julio cuando la Tierra está más lejos del Sol, mientras que en enero está más cerca. Las temperaturas no dependen de la distancia al Sol, sino de la inclinación de la Tierra, lo que ocasiona una diferente caída de los rayos solares.

Las horas de luz y obscuridad en algunas ciudades del mundo en el solsticio de invierno o verano en diciembre. | Gráfico: Germán Martínez Gordillo

La Tierra se encuentra a 150 millones de kilómetros del Sol en promedio. Entre la menor distancia al Sol, el perihelio, y la mayor distancia al Sol, el afelio, hay una diferencia de unos cinco millones de kilómetros.

El 5 de julio de 2021 la Tierra estará en afelio, a 152 millones 100 mil 527 km del Sol. El 2 de enero de 2021 la Tierra estuvo en perihelio, a 147 millones 093 mil 163 km del Sol.

Solo por curiosidad, no vaya a creer que la Tierra tiene solo tres movimientos; no, son en realidad doce, pero ese es otro tema. german@astropuebla.org

A las 10:32 de la noche de hoy domingo 20 de junio, hora del centro de México, inicia el verano. Es el solsticio de verano, hoy es el día más largo y la noche más corta del año.

Luz y oscuridad

A lo largo del año, cada estación se caracteriza por tener una diferente duración del día y de la noche.

Recordará que el 21 de diciembre de 2020, cuando inició el invierno, tuvimos lo opuesto al día de hoy, el día más corto y la noche más larga: fue el día con el menor número de horas de luz y la noche con el mayor número de horas. A partir de ese día, las horas de luz fueron aumentando y las de noche disminuyendo. Hasta llegar al día cuando el día y la noche tuvieron la misma duración, el equinoccio e inicio de la primavera en marzo.

Las horas de luz siguieron aumentando y las de la noche disminuyendo, lo que nos trae al día de hoy, cuando tenemos el día más largo y la noche más corta del año: es el solsticio de verano, que marca el inicio de la estación.

A partir de hoy, las horas de luz irán disminuyendo y aumentando las de la noche. Llegará el momento en que el día y la noche duren lo mismo, otro equinoccio, pero está vez el de otoño, cuando inicie el otoño en septiembre. Las horas de luz seguirán disminuyendo y aumentando las horas de noche, hasta llegar otra vez hasta la noche más larga y el día el más corto del año, el solsticio de Invierno, cuando inicie el invierno en diciembre.

La Tierra avanza alrededor del Sol, manteniendo la misma dirección de inclinación. Vea cómo el Sol está sobre el hemisferio norte y seis meses después está sobre el sur. | Gráfico: Germán Martínez Gordillo

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Lo dicho aquí corresponde al hemisferio norte de la Tierra. En el hemisferio sur sucede lo opuesto. Hoy inicia el verano en el norte y el invierno en el sur. Aquí tenemos el día más largo y en el sur el día más corto. Aquí es el solsticio de verano y allá el de invierno. En diciembre, cuando aquí inicie el invierno y tengamos la noche más larga, en el sur iniciará el verano y tendrán la noche más corta y el día más largo. Cuando aquí es el equinoccio de primavera, en el sur es el equinoccio de otoño, seis meses después será lo opuesto, aquí será el equinoccio de otoño y allá, en el sur, el de primavera.

La inclinación de la Tierra, la dirección de la inclinación apunta por ahora a la estrella Polaris. | Gráfico: Germán Martínez Gordillo

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Pero ¿Por qué aumentan y disminuyen las horas de luz y oscuridad a lo largo del año?

La respuesta está en la inclinación de la Tierra y su traslación alrededor del Sol.

La inclinación

Imagine al Sistema Solar, al Sol y a todos los planetas a su alrededor. Imagine ahora una hoja que corta por la mitad al Sol y se extiende hasta la Tierra y más allá. Este hoja también corta por la mitad a la Tierra. No corta por igual a los demás planetas, porque las órbitas de los planetas están inclinados respecto a esta hoja. A esto le llamamos el Plano de la Eclíptica, y nos ayuda a medir también la inclinación de cada planeta. En el caso de la Tierra, nuestro planeta está inclinado 23.5°, lo que significa que el ecuador terrestre no está sobre el plano de la Eclíptica, sino inclinado 23.5°.

La inclinación de la Tierra y los demás planetas, así como la velocidad de rotación de cada planeta, en horas. | Vídeo: youtube

La precesión

La Tierra avanza en su camino alrededor del Sol y al mismo tiempo rota sobre su propio eje. El tercer movimiento de la Tierra es similar al que tiene un trompo inclinado. Cuando un trompo está por caer, gira de un lado a otro. Al igual que el trompo, la Tierra está inclinada y gira inclinada, completando una vuelta en 25 mil 776 años. Esto significa que durante nuestra vida y por algunos siglos, la dirección de la inclinación de la Tierra casi no ha variado.

Por ahora, el polo norte de la Tierra apunta a una estrella, a la estrella polar, o Polaris, en la cola de la constelación de la Osa Menor. Cuando la Tierra inclinada dé medio giro, dentro de casi 13 mil años, el polo norte de la Tierra apuntará a otra estrella, a Vega de la constelación de la Lira.

Le sorprenderá saber que este movimiento fue descubierto hace dos mil 200 años, por el más grande astrónomo de la antigüedad, Hiparco de Nicea. Este movimiento recibe el nombre de Precesión de los Equinoccios.

Hiparco de Nicea. | Gráfico: Hermann Goll, 1876

Las estaciones

Ya que la Tierra se mantiene inclinada en la misma dirección durante todo el año y algo más, es fácil darnos cuenta que en una época del año el Sol está sobre el hemisferio norte de la Tierra, ahí es verano y en el sur será invierno. Seis meses después, la Tierra estará del otro lado del Sol, y ahí el Sol estará sobre el hemisferio sur, en donde será verano y en el norte invierno. Al ir de un solsticio a otro, aumentan o disminuyen las horas de luz y obscuridad.

Cuando el ecuador terrestre corta el plano de la Eclíptica, las horas de luz y obscuridad son las mismas, los equinoccios, y cuando el Sol alcanza la mayor o menor altura en el cielo, son los solsticios de verano o de invierno.

Las horas de luz y obscuridad en algunas ciudades del mundo en el solsticio de verano o invierno en junio. | Gráfico: Germán Martínez Gordillo

En las ciudades más alejadas del ecuador los cambios de horas de día y de noche son más notorios, por ejemplo, en Moscú, Rusia, en el solsticio de verano tienen más de 17 horas de luz, mientras que en el solsticio de invierno tienen solo 7 horas de luz. En San Petersburgo en julio no se pone el Sol, durante todo el mes es de día, son llamadas las Noches Blancas. El escritor Fiódor Dostoyevsky titulo así una de sus novelas cortas.

En el polo norte, en verano hay seis meses de luz, no hay noche. Al mismo tiempo, en el polo sur hay seis meses de noche, no sale el Sol. Seis meses después será lo opuesto en cada polo.

Por último, en verano los rayos del Sol caen perpendiculares, dan mucho calor. En invierno caen oblicuos, los rayos cruzan más atmósfera y se pierde mucha energía, por lo que calientan menos. Pero como la órbita de la Tierra alrededor del Sol es una elipse, la Tierra se acerca y se aleja del Sol en un año. Es en julio cuando la Tierra está más lejos del Sol, mientras que en enero está más cerca. Las temperaturas no dependen de la distancia al Sol, sino de la inclinación de la Tierra, lo que ocasiona una diferente caída de los rayos solares.

Las horas de luz y obscuridad en algunas ciudades del mundo en el solsticio de invierno o verano en diciembre. | Gráfico: Germán Martínez Gordillo

La Tierra se encuentra a 150 millones de kilómetros del Sol en promedio. Entre la menor distancia al Sol, el perihelio, y la mayor distancia al Sol, el afelio, hay una diferencia de unos cinco millones de kilómetros.

El 5 de julio de 2021 la Tierra estará en afelio, a 152 millones 100 mil 527 km del Sol. El 2 de enero de 2021 la Tierra estuvo en perihelio, a 147 millones 093 mil 163 km del Sol.

Solo por curiosidad, no vaya a creer que la Tierra tiene solo tres movimientos; no, son en realidad doce, pero ese es otro tema. german@astropuebla.org

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