La sucesión de las estaciones (intermedio)

La sucesión de las estaciones (intermedio)

Debido a la inclinación del eje de rotación de la Tierra, el ángulo de los rayos solares cambia continuamente durante el año.

Geografía

Palabras clave

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Escenas

Órbita de la Tierra

  • primavera
  • 21 de marzo: equinoccio de primavera
  • verano
  • 22 de junio: solsticio de verano
  • otoño
  • 23 de septiembre: equinoccio de otoño
  • invierno
  • 22 de diciembre: solsticio de invierno

Las estaciones se suceden porque la Tierra, que tiene un eje oblicuo, gira alrededor del Sol. Los rayos del sol caen sobre diferentes lugares de la Tierra en diferentes ángulos a lo largo del año, calentándola con una intensidad diferente.
Los rayos solares caen perpendicularmente a la superficie a mediodía entre los trópicos, fuera de los trópicos eso es imposible.

Debido a la inclinación axial de la Tierra, el máximo ángulo de los rayos solares (90°) no está siempre en el ecuador, sino que cambia su posición entre las latitudes 23,5° en el norte y 23,5° en el sur. Alcanza cada una de estas latitudes una vez al año (durante el solsticio de invierno y el de verano), pero viaja por la franja entre ellas dos veces. Estas latitudes se llaman trópico de Cáncer y trópico de Capricornio. La zona entre los dos trópicos es la más cálida de la Tierra, ya que en ella los rayos solares inciden solo verticalmente sobre la superficie terrestre.

Debido a la inclinación axial de la Tierra, más allá de las latitudes de 66,5° tanto en el norte como en el sur, hay, como mínimo, un día cada año, cuando el Sol no sale o no se pone. Estas dos latitudes se denominan el círculo polar ártico y antártico respectivamente. Las áreas polares de la Tierra (delimitadas por los círculos polares) son las más frías, ya que el ángulo de los rayos del Sol es más bajo, y una vez al año estas regiones experimentan una total oscuridad durante 24 horas continuas. Por otro lado, en los polos, el Sol no sale durante medio año. El ángulo de los rayos del Sol es menor a 90° entre los trópicos y los círculos polares, pero el Sol sale y se pone cada día. Estas regiones reciben menos calor que los trópicos, pero más que las zonas polares.

En los equinoccios, el Sol sale exactamente por el este y se pone por el oeste en todos los lugares de la Tierra, y el Sol pasa el mismo tiempo encima y debajo del horizonte: la duración del día y la noche es la misma. En estos días el Sol está directamente sobre la cabeza a mediodía solar sobre el ecuador.

Encima de los trópicos solo hay un día al año en el que el Sol está directamente sobre la cabeza a mediodía: este fenómeno se llama solsticio. Después, los trópicos “hacen retroceder” al Sol, causando que esté más bajo es el cielo, y hacen que regrese hacia el ecuador. Es necesario un año para que la Tierra complete una órbita alrededor del Sol, por eso, las estaciones se repiten en la secuencia cada año.

Definiciones de los términos:

Equinoccio: los dos días al año en los que las noches y los días tienen exactamente la misma duración en ambos hemisferios de la Tierra. Los rayos solares caen perpendicularmente sobre el ecuador. El equinoccio de primavera ocurre el 21 de marzo, cuando en el hemisferio norte comienza la primavera astronómica. El equinoccio de otoño ocurre el 23 de septiembre, cuando en el hemisferio norte comienza el otoño astronómico.

Solsticio: el momento del año en el que el Sol alcanza su mayor o menor altura aparente en el cielo encima de los trópicos.
El 22 de junio el Sol está directamente sobre la cabeza a mediodía sobre el trópico de Cáncer, entonces empieza el verano astronómico en el hemisferio norte (y el invierno en el hemisferio sur).
El 22 de diciembre, el Sol está directamente sobre la cabeza a mediodía sobre el trópico de Capricornio, entonces empieza el verano astronómico en el hemisferio sur (y el invierno en el hemisferio norte).

Altura solar al mediodía: es el punto más alto del movimiento diario aparente del Sol en el cielo a una latitud dada; cambia junto con las estaciones: está en su punto más bajo durante el invierno y en su punto más alto durante el verano.

Primavera

  • 21 de marzo
  • 22 de junio
  • 23 de septiembre
  • 22 de diciembre
  • 23,5°
  • 66,5°
  • 90°
  • 66,5°
  • 23,5°
  • primavera
  • verano
  • otoño
  • invierno
  • Círculo Polar Ártico
  • Trópico de Cáncer
  • Ecuador
  • Trópico de Capricornio
  • Círculo Polar Antártico

La primavera astronómica comienza en el hemisferio norte el 21 de marzo y dura hasta el 22 de junio. El 21 de marzo los rayos del sol caen a la Tierra en ángulo recto sobre el ecuador. Mientras pasan los días, el área en el que los rayos caen sobre la superficie perpendicularmente se mueve hacia el norte y llega al trópico de Cáncer el último día de la primavera. El hemisferio norte se calienta cada vez más. Mientras tanto en el hemisferio sur el ángulo de los rayos del Sol va disminuyendo y así hace cada vez más frío.

Verano

  • 21 de marzo
  • 22 de junio
  • 23 de septiembre
  • 22 de diciembre
  • 23,5°
  • 66,5°
  • 90°
  • 66,5°
  • 23,5°
  • primavera
  • verano
  • otoño
  • invierno
  • Círculo Polar Ártico
  • Trópico de Cáncer
  • Ecuador
  • Trópico de Capricornio
  • Círculo Polar Antártico

El verano astronómico en el hemisferio norte comienza el 22 de junio, el mismo día que el invierno astronómico llega al hemisferio sur. Ese día el Sol está directamente sobre la cabeza a mediodía sobre el trópico de Cáncer. Sin embargo, el ángulo de los rayos solares es muy bajo en el trópico de Capricornio. Con el paso de los días, el punto donde el Sol está directamente sobre la cabeza a mediodía se aleja cada vez más del trópico de Cáncer y regresa gradualmente al ecuador.
Cuando es verano en el hemisferio norte, la superficie se calienta mucho más allí que en el hemisferio sur.

El verano en el hemisferio norte, y el invierno en el hemisferio sur dura hasta el 23 de septiembre.

Otoño

  • 21 de marzo
  • 22 de junio
  • 23 de septiembre
  • 22 de diciembre
  • 23,5°
  • 66,5°
  • 90°
  • 66,5°
  • 23,5°
  • primavera
  • verano
  • otoño
  • invierno
  • Círculo Polar Ártico
  • Trópico de Cáncer
  • Ecuador
  • Trópico de Capricornio
  • Círculo Polar Antártico

Para el 23 de septiembre el Sol regresa al ecuador, y está directamente sobre la cabeza a mediodía. Así, en el hemisferio norte el ángulo de sus rayos va disminuyendo gradualmente, por tanto su efecto de calentamiento también disminuye día tras día hasta el 22 de diciembre. Sin embargo, en el hemisferio sur todo ocurre al contrario, y hace cada vez más calor.

Invierno

  • 21 de marzo
  • 22 de junio
  • 23 de septiembre
  • 22 de diciembre
  • 23,5°
  • 66,5°
  • 90°
  • 66,5°
  • 23,5°
  • primavera
  • verano
  • otoño
  • invierno
  • Círculo Polar Ártico
  • Trópico de Cáncer
  • Ecuador
  • Trópico de Capricornio
  • Círculo Polar Antártico

El 22 de diciembre el Sol está directamente sobre la cabeza a mediodía sobre el trópico de Capricornio. Este día comienza el verano astronómico en el hemisferio sur y el invierno en el hemisferio norte. Según va pasando el tiempo, el Sol se está aproximando hacia el ecuador, alejándose cada vez más del trópico de Capricornio.

Cuando es invierno en el hemisferio sur, el calentamiento es considerablemente mayor aquí que el del hemisferio norte.
El verano astronómico en el hemisferio sur, y el invierno en el hemisferio norte dura desde el 23 de diciembre hasta el 21 de marzo.

Fechas importantes

  • primavera
  • 21 de marzo: equinoccio de primavera
  • verano
  • 22 de junio: solsticio de verano
  • otoño
  • 23 de septiembre: equinoccio de otoño
  • invierno
  • 22 de diciembre: solsticio de invierno

Animación

  • primavera
  • 21 de marzo: equinoccio de primavera
  • verano
  • 22 de junio: solsticio de verano
  • otoño
  • 23 de septiembre: equinoccio de otoño
  • invierno
  • 22 de diciembre: solsticio de invierno

Narración

La temperatura media en un lugar dado de la Tierra no es constante durante el año. Esto se debe al cambio de las estaciones, lo cual es el resultado de tres factores: la Tierra orbita alrededor del Sol, es esférica y cuenta con un eje de rotación inclinado.

La Tierra gira alrededor del Sol en una órbita elíptica y tarda un año en completarla. Su forma es esférica y, por esa razón, los rayos solares caen en su superficie en diferentes ángulos, lo que también determina la intensidad del calentamiento del aire.

Avanzando desde el ecuador hacia los polos, el ángulo de los rayos solares que llegan a la Tierra disminuye gradualmente. Mientras que en el ecuador el ángulo de los rayos solares puede alcanzar los 90°, es decir, el ángulo recto, en los polos este valor puede ser tan bajo como 0°. Cuanto mayor sea el ángulo, más fuertemente calentarán los rayos la superficie y el aire.
Como resultado, la intensidad del calentamiento va gradualmente disminuyendo hacia los polos, con lo cual la temperatura también baja.

Sin embargo, solamente la órbita de la Tierra alrededor del Sol y la forma esférica del planeta no pueden explicar la sucesión de las estaciones, la inclinación axial de la Tierra también contribuye a ella. Si el eje de la Tierra fuera perpendicular al plano orbital, la energía solar entrante sería constante en un punto dado a cierta latitud a lo largo del año.

En realidad, en diciembre en la región entre el trópico de Cáncer y el círculo ártico, y en junio en la región entre el trópico de Capricornio y el círculo antártico el ángulo de los rayos solares es pequeño, por tanto la cantidad de energía solar recibida también es pequeña. A este período le llamamos invierno.

Al contrario, en junio entre el trópico de Cáncer y el círculo ártico, y en diciembre entre el trópico de Capricornio y el círculo antártico el ángulo de los rayos del Sol se aproxima a un ángulo recto, por tanto, hay una gran la cantidad de energía recibida del Sol. Esta estación le llamamos verano.
Entre los trópicos y cerca de las regiones polares el ángulo de los rayos solares es relativamente constante, así, no ocurre un cambio significativo en la temperatura durante el año.

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