Bienvenido, invierno

22/12/2014

Llegó el invierno...

¿Lo han notado? No, si han notado algo no es precisamente cómo la posición del Sol visto desde la Tierra ha pasado por su punto más meridional del año. Pero sus efectos, si se notan: vivimos en una región del hemisferio norte donde precisamente el cambio de la posición aparente del Sol hace que la insolación cambie a lo largo del año y las estaciones astronómicas se convierten en patrones del clima... Desde el 22 de septiembre el día ha sido más corto y la altura máxima del Sol sobre el horizonte ha ido disminuyendo, de manera que la energía recibida ha sido menor, propiciando un enfriamiento paulatino de estos territorios de la zona templada del hemisferio norte, atemperado -evidentemente- por el calor que había ido acumulando el mar. El proceso del clima es muchísimo más complejo que las órbitas de los planetas, porque son muchos los factores que se introducen, pero en el fondo de todo está el Sol, como siempre pasa en nuestro Sistema Solar. Sirva todo ello para explicar que en efecto, esta medianoche (hora civil, justo 3 minutos después de la medianoche que abría el lunes 22 de diciembre de 2014) el Sol se colocaba más al sur, marcando el punto que denominamos solsticio de invierno, y que resumimos con eso tan habitual de que es "el día más corto del año". Pero nos podemos hacer una pregunta: ¿qué día realmente queda como más corto? Podría ser el domingo 21, o el lunes 22... aunque la diferencia no vaya más allá de un minuto entre los dos. Pero las cosas del cielo no son siempre tan sencillas, y a ello contribuye que los movimientos que están implicados en esto de las estaciones son un poco más complejos de lo que parece. Todos sabemos (nos lo han contado muchas veces en el cole, y lo hemos repetido una y otra vez) que la Tierra orbita en torno al Sol describiendo una órbita elíptica, con el Sol en uno de sus focos. Es lo que dedujo Johannes Kepler hace 4 siglos. Cierto es que la revolución terrestre es muy cercana a una circunferencia, es decir, que la excentricidad (lo "ahuevado") de nuestra órbita es baja. Esto hace que realmente la distancia entre la Tierra y el Sol no varíe mucho, nada parecido a esos dibujos que solían aparecer en los libros de texto y donde la órbita de la Tierra parecía más la de un cometa... [caption id="attachment_1683" align="alignnone" width="559"]diagrama-erroneo-orbita-terrestre Un típico diagrama, MUY EXAGERADO, de la órbita terrestre como elipse, con el Sol en su foco. Lo hemos cogido de la red, y viene del Instituto Meteorológico Danés (autor: Bjarne Siewersten)[/caption] GEO_GlobeEn el momento más cercano al Sol (el perihelio), la Tierra está a 147 millones de kilómetros de su estrella. Y en el momento más alejado (el afelio), a 152. Unos 5 millones de kilómetros, que parece mucho, pero que es un 1,39% en relación a la distancia que nos separa del Sol. Hay mucha gente que cree erróneamente que es esta distancia cambiante entre la Tierra y el Sol la que produce las estaciones, pero no es así. De hecho, el perihelio lo alcanzamos precisamente los primeros días de enero, y el afelio los primeros días de julio. Lo que influye es el otro movimiento fundamental de nuestro planeta, la rotación diaria, que nuestro planeta realiza en torno a ese eje que une los dos polos geográficos. Esta rotación no coincide en el mismo plano que la órbita de la Tierra en torno al Sol, y esto es algo que no solemos tener en cuenta (a pesar de que si recuerdan cómo era la esfera terrestre que había en clase, esta estaba puesta inclinada, de manera que el ecuador no estaba horizontal). Ese ángulo es de unos 23,5 grados, y es el factor fundamental para las estaciones. En la wikipedia vemos un diagrama de esta oblicuidad de la eclíptica (¡qué nombres...!). 600px-Eclíptica-plano-lateral-ES-2326

A propósito de Kepler... nuestro veloz planeta

Queríamos saludar al invierno y nos hemos metido a dar un curso de astronomía. Pero vamos a ir abreviando, aunque conviene volver a acordarse de las leyes del movimiento de los planetas que describió Johannes Kepler. Posteriormente, cuando Isaac Newton formuló la física y explicó el movimiento de los planetas por la gravedad, esa atracción entre el Sol y la Tierra en lo que nos afecta para conocer la órbita terrestre, parecía que todo quedaba bien explicado. Y es así... pero no nos vamos a poner a escribir las fórmulas y todo eso, sino solamente a recordar que en algún momento supimos -o debimos haber entendido- cómo se organizaba esta especie de juego cósmico de atracciones y órbitas. Como resultado de ello, cuando un planeta está en la parte de la órbita más cercana al Sol va más rápido que cuando está más lejos. En promedio, la Tierra avanza 30 km por segundo en su órbita, es decir, que la velocidad de traslación es de unos 108 000 km/h. (A esa velocidad se va de la Tierra a la Luna en solo cuatro horas...). Y cerca del perihelio va un poco más deprisa, unos 0,4 km/s más rápidamente, y otro tanto, pero más lentamente, en el afelio. No es demasiado, pero acumulado supone una diferencia en la duración de las estaciones perfectamente apreciable (¿no te habías dado cuenta? no son cosas que notemos, con tantas preocupaciones... pero estaban ahí y solo hacía falta mirar el calendario). En efecto, el invierno es la estación más corta del año, y dura 89 días. Y el verano la más larga, con 93,7 días de duración. Visto desde la Tierra, como cada día vemos levantarse el Sol por la zona oriental y ponerse por la occidental, parece que todo esto no afecta. Pero cuando medimos con precisión podemos ver que el momento exacto del orto solar (es decir, cuando el Sol apunta por el horizonte) puede cambiar un poco de lo que nos parecía evidente. Tengamos en cuenta, además, que medimos el tiempo en base a la rotación terrestre, otro movimiento ciertamente complejo del que quizá otro día hablemos un poco... Ojo, no es que todo esto sea un misterio sin resolver, simplemente que debido a cómo contamos los días y cómo hacemos los calendarios, nos encontramos con algunas cosas curiosas. Y aquí es donde queríamos llegar... por aquello de que hoy comenzamos el invierno y mañana estaremos ya con la programación especial del Planetario para las navidades. Como no es cosa de ponerse a echar cuentas aquí, o de que te pongamos a hacer deberes a tí, aprovechamos que en el Instituto Geográfico Nacional tienen muy bien hecho este trabajo y podemos acceder a través de la red a los datos de sus cálculos sobre los ortos y ocasos solares para muchas poblaciones de nuestro país: salidas y puestas de Sol en España (IGN).  

¿Qué día es el más corto? La respuesta...

Nosotros vamos a usar los datos de Pamplona, y a lo largo de estas semanas de diciembre tenemos los siguientes valores (hora civil) ortos-ocasos Recordemos que estos datos de cuándo sale y se pone el Sol, y por lo tanto la duración del día y de la noche, se obtienen a partir de las ecuaciones que describen el movimiento de nuestro planeta: la rotación diaria y la revolución anual. ¿Veis algo curioso? En efecto, resulta que con los cálculos concretos el día más corto del año es... ¡TRES DÍAS DIFERENTES! Ayer domingo 21 de diciembre fue el día más corto de 2014... junto con el pasado viernes 19, y con mañana martes 23. Es cierto que son solo 1 minuto más largos que los días que tienen entre medio, porque la variación en la duración del día es muy lenta cuando se llega al extremo meridional. Lo mismo podríamos habernos fijado si estuviéramos fotografiando el punto del horizonte por el que sale el Sol cada mañana. Desde finales de junio cada día el Sol salía un poco más hacia el Sur que el día anterior. Y en septiembre ese cambio era muy grande de día a día. Pero en diciembre ese desplazamiento hacia el Sur se iba frenando y en los últimos días apenas se notaba. El Sol parece haberse parado hoy precisamente: y de ahí es de donde viene ni más ni menos el término solsticio (viene de tiempos de Plinio, en el siglo primero antes de nuestra era, y se compone de "Sol" y "stitium", que quiere decir "parada": la parada del Sol). En torno al solsticio, por lo tanto, el cambio en la posición del orto, y del ocaso consecuentemente, y la hora a la que estos fenómenos se producen, varía poco. Y el efecto de que poco a poco la Tierra se va acelerando en su órbita solar se va notando en que esos fenómenos se producen un poco antes a lo largo del mes de diciembre. Es una cosa curiosa, que produce alguna otra sorpresa (y os recomendamos que volváis a mirar la tabla). El Sol sale a lo largo del mes bastante tarde, y la hora más tardía del orto solar (visto desde Pamplona) es las 8:37. Esto se produce varios días, en concreto desde el 29 de diciembre hasta el 5 de enero. Si no fuera por esta complicada combinación de los movimientos, el día en que el Sol salía más tarde debería haber sido también el 21 ó 22, el del solsticio. Y la puesta de Sol también parece engañarnos: la más temprana se produjo, de hecho, unas semanas atrás: a eso de las 17:32 y entre el 6 y el 10 de diciembre. Así que ya sabéis, si tenéis un ratito en estas fiestas, fijaos por dónde sale el Sol, y a qué hora lo hace. Poco a poco irá saliendo antes, poco a poco irá haciéndolo por un punto más septentrional que el día anterior. Poco a poco a mediodía las sombras serán más pequeñas. Y sin embargo, estaremos en pleno invierno: aunque el Sol comience a mandarnos cada día un poco más de energía, la inercia del sistema del clima de nuestro planeta, hará que todavía dentro de un mes lleguemos a las temperaturas más bajas del año. Pero eso será ya en el año que viene. Y esperamos poder celebrarlo con todos vosotros. 2014-navidad-felicitacion  

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