Solsticios y equinoccios

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El área de cobertura de la luz depende del ángulo de incidencia.

Antes de entrar en materia es preciso recordar los conceptos de afelio y perihelio:

Perihelio: cuando un planeta está más cerca del Sol. El perihelio de la Tierra tiene lugar a comienzos de enero.

Afelio: cuando un planeta está más lejos del Sol. El afelio terrestre ocurre a principios de julio.

También es importante recordar que, dejando de lado las líneas imaginarias latitudinales, los rayos solares inciden en la superficie terrestre con ángulos distintos, esto debido a la esfericidad del planeta, a la mayor o menor distancia al sol, y si a esto le agregamos la diferente constitución de la superficie terrestre,  veremos que sus efetos calóricos son distintos.

Al caer en forma vertical, la incidencia es mayor, produciéndose más calor. Por el contrario, si caen oblicuos o inclinados, la incidencia es menor y generan menos calor.

La energía calorífica que recibe la Tierra por unidad de superficie depende de la tangencia con que llegan los rayos del sol y del tipo de superficie que los recibe (agua, tierra, roca o hielo) .

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Gráfico para entender eso de la inclinación del eje de la Tierra respecto a su plano orbital alrededor del sol.

 

El eje de la Tierra

Ahora,  como consecuencia de la inclinación del eje terrestre (23º 27’ respecto a su plano orbital con el sol) , de la división imaginaria en hemisferios y del movimiento de traslación, un hemisferio recibirá más rayos y más calor y el otro menos, esto en forma alternativa durante la traslación orbitando al sol.

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Claramente, el reparto horizontal de las temperaturas sobre el globo terrestre viene determinado principalmente por la latitud y por la configuración o reparto de las tierras y de los océanos.

Esto significa que la latitud determina la insolación terrestre.

En el ejemplo gráfico a la izquierda vemos que una mitad de la tierra recibe el calor, pero si consideramos los dos hemisferios, divididos imaginariamente por la línea del ecuador (imagen a la derecha),  el hemisferio sur (coloreado en verde) recibe mucho menos calor que el norte (coloreado en celeste).

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Si "enderezamos" el eje de la Tierra, el dibujo nos muestra la inclinación de los rayos solares respecto al ecuador terrestre.

http://www.robertobenitez.com/astralvision/astronomia/traslacion.htm


Recordemos que traslación es el movimiento por el cual la Tierra describe una órbita completa alrededor del Sol, y que el tiempo que emplea en hacerlo es el equivalente a un año.

Ese movimento de traslación es el que permite diferenciar las estaciones del año, las cuales tienen, cada una una, fecha de inicio distinta.

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Los dos ejes en la órbita elíptica de la Tierra alrededor del sol.

 

La órbita de la Tierra no es exactamente circular, sino ovalada o elíptica, por eso en ella no se puede definir un radio, sino dos ejes, uno mayor y otro menor.

Cada vez que la Tierra pasa por alguno de los extremos de esos ejes (cuatro extremos) se produce el cambio de una estación a otra.

Solsticios


El punto o instante de la órbita de la Tierra que coincide con cada uno de los dos extremos del eje mayor recibe el nombre de solsticio, que puede ser solsticio de verano en un hemisferio y simultáneamente solsticio de invierno en el otro hemisferio.

En ambos extremos se dan, entonces, simultáneamente el solsticio de verano y el de invierno.

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Las letras en blanco señalan las estaciones para el hemisferio norte, como contrapartida, las letras coloreadas indican las estaciones en el hemisferio sur.

 

De modo científico, podemos decir que solsticio es un término astronómico relacionado con la posición del Sol en el ecuador celeste. El nombre proviene del latín solstitium (sol sistere o Sol quieto).

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La línea roja representa el eje de rotación de la tierra, que va de polo a polo.

Como vemos, hay dos solsticios, uno coincide con el inicio del verano (solsticio de verano) en uno de los hemisferios, mientras en el opuesto se inicia el invierno en ese mismo momento (solsticio de invierno) y el otro solsticio coincide con el inicio del invierno (solsticio de invierno) para el mismo hemisferio anterior, y ahora en el opuesto se inicia el verano (solsticio de verano).

El solsticio de verano también es el día que tiene la noche más corta del año (con el día más largo), y el de invierno tiene la noche más larga del año (con el día más corto).

En rigor, deberíamos decir que cuando se da el solsticio de verano en el hemisferio norte simultáneamente se da el solsticio de invierno en el hemisferio sur.

Como esto ocurre el 2 de junio, lo más sensato es llamarlo solsticio de junio, que marca el inicio del verano en el hemisferio norte y el inicio del invierno en el hemisferio sur.

Cuando la Tierra llegue al otro extremo del eje mayor (el 22 de diciembre), será solsticio de invierno para el hemisferio norte y solsticio de verano para el hemisferio sur. Por ende, lo sensato es llamarlo solsticio de diciembre.

Para afianzar la idea, los solsticios de verano y de invierno ocurren simultáneamente (opuestos de un hemisferio a otro) una vez en el perihelio y una vez en el afelio.

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Otra forma de graficar cómo inciden los rayos del sol sobre la línea del ecuador tanto en los solsticios  como en los equinoccios.

 

Equinoccios

Los puntos o instantes de la órbita en los que la Tierra coincide con los extremos del eje menor se llaman equinoccios.

La palabra equinoccio proviene del latín aequinoctĭum y significa «noche igual».

También son dos, que coinciden con el inicio de la primavera (equinoccio de primavera) y el otoño (equinoccio de otoño), y se dan simultáneamente en los dos hemisferios.

Ocurre dos veces por año: el 20 ó 21 de marzo y el 22 ó 23 de septiembre de cada año, épocas en que los dos polos de la Tierra se encuentran a igual distancia del Sol, cayendo la luz solar por igual en ambos hemisferios.

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La línea roja representa la posición del ecuador con respecto a los rayos del sol: en los solsticios los rayos caen por arriba o por abajo de dicha línea; en los equinocccios, caen exactamente sobre el ecuador  (marcados con línea oscura).

 

Esta caracterítica da pie para que los equinoccios sean los días del año en los que el día y la noche duran lo mismo en todos los lugares de la tierra.

Como ambos equinoccios se dan en forma simultánea en cada hemisferio es más sentato llamarlos equinoccio de marzo y equinoccio de septiembre.

Equinoccio de marzo, el día 21 de marzo (aproximadamente):

En el Polo Norte, se pasa de una noche de seis meses de duración a un día de seis meses.

En el hemisferio norte, se pasa del invierno a la primavera; y para ese hemisferio  se llama el equinoccio primaveral.

En el hemisferio sur, se pasa del verano al otoño; y para ese hemisferio se llama el equinoccio otoñal.

En el Polo Sur, se pasa de un día de seis meses de duración a una noche de seis meses.

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Durante seis mese el polo norte queda a oscuras (no recibe rayos del sol) y durante esos mismos seis meses el polo sur recibe luz solar.


Equinoccio de septiembre, el día 21 de septiembre (aproximadamente):

En el polo Norte, se pasa de un día de seis meses de duración a una noche de seis meses.

En el hemisferio norte, se pasa del verano al otoño; y en ese hemisferio se llama se llama el equinoccio otoñal (autumnal).

En el hemisferio sur, se pasa del invierno a la primavera; y en ese hemisferio se llama el equinoccio invernal o de invierno.

En el polo Sur, se pasa de una noche de seis meses de duración a un día de seis meses.

 

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Dos imágenes que ilustran cómo llegan los rayos del sol cuando la Tierra está en uno u otro extremo del eje mayor de su órbita elíptica.

Los equinoccios realmente son un momento particular en el calendario, un instante de tiempo que ocurre a una hora determinada; en vez de todo un día (aunque acostumbramos llamar equinoccio o día equinoccial a la jornada en que ocurre este instante).
A modo de corolario:

Los dos equinoccios y los dos solsticios, marcan los cuatro puntos en los que inician las estaciones del año para cada hemisferio.

 

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La ilustración grafica los solsticios y equinoccios para el hemisferio sur: Solsticio de verano (22 de diciembre), equinoccio de otoño (21 de marzo), solsticio de invierno (21 de junio) y equinoccio de primavera (21 de septiembre). En las mismas fecha se dan los solsticios y equinoccios contrarios en el hemisferio norte.

 

 Nota importante para los estudiantes y docentes:

Cuando estudien esta materia deben tener muy claro dónde se encuentran ustedes: hemisferio norte o hemisferio sur, ya que las páginas alusivas al tema trabajan con los nombres solsticios de verano o de invierno referidos a sus propios hemisferios.

Por qué es importante esta digresión: porque las personas del hemisferio norte asocian el concepto de verano con los meses de junio, julio y agosto y las personas del hemisferio sur asocian el concepto de verano con los meses de diciembre, enero y febrero.

Si un estudiante del hemisferio sur toma una página donde se alude a los solsticios o equinoccios del hemisferio norte, tendrá un gran ennredo mental.

 

Fuentes Internet:

http://es.wikipedia.org/wiki/Solsticio

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/Astro/contenido12.htm#

http://www.astromia.com/tierraluna/estaciones.htm

http://solsticioyequinoccio.blogspot.com/

http://museovirtual.csic.es/salas/universo/astro8.htm

http://www.iniciados.org/invierno.htm

http://aupec.univalle.edu.co/informes/junio98/solsticio.html

http://rbtigmol.wordpress.com/2009/12/15/solsticio-de-invierno-21-diciembre-2009/

Ver en You Tube

http://www.youtube.com/watch?v=gsZrTYeW0Tw

 

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