Las razones de las estaciones

El cambio de estaciones es uno de esos fenómenos que la gente da por sentado. Saben que sucede en la mayoría de los lugares, pero no siempre se detienen a pensar por qué tenemos estaciones. La respuesta está en el ámbito de la astronomía y la ciencia planetaria..

La razón más importante de las estaciones es que el eje de la Tierra está inclinado en relación con su plano orbital. Piense en el plano orbital del sistema solar como una placa plana. La mayoría de los planetas orbitan alrededor del Sol en la "superficie" de la placa. En lugar de tener sus polos norte y sur apuntando directamente perpendicular a la placa, la mayoría de los planetas tienen sus polos inclinados. Esto es particularmente cierto en la Tierra, cuyos polos están inclinados 23.5 grados.

La Tierra puede tener una inclinación debido a un gran impacto en la historia de nuestro planeta que probablemente causó la creación de nuestra Luna. Durante ese evento, la Tierra infantil fue golpeada bastante fuerte por un impactador del tamaño de Marte. Eso hizo que volcara de lado por un tiempo hasta que el sistema se calmara. 

La mejor teoría sobre la formación de la Luna dice que la Tierra infantil y un cuerpo del tamaño de Marte llamado Theia colisionaron temprano en la historia del sistema solar. Los restos fueron lanzados al espacio y finalmente se fusionaron para formar la Luna.. NASA / JPL-Caltech 
 

Eventualmente, la Luna se formó y la inclinación de la Tierra se asentó a los 23.5 grados que es hoy. Significa que durante parte del año, la mitad del planeta está inclinada lejos del Sol, mientras que la otra mitad está inclinada hacia él. Ambos hemisferios aún reciben luz solar, pero uno lo recibe más directamente cuando está inclinado hacia el Sol en verano, mientras que el otro lo recibe menos directamente durante el invierno (cuando está inclinado). 

Este diagrama muestra la inclinación axial de la Tierra y cómo afecta a los hemisferios que están inclinados hacia el Sol a través de diferentes partes del año. NASA / CMGlee

Cuando el hemisferio norte se inclina hacia el Sol, las personas en esa parte del mundo experimentan el verano. Al mismo tiempo, el hemisferio sur recibe menos luz, por lo que el invierno ocurre allí. Los solsticios y equinoccios se utilizan principalmente en calendarios para marcar el comienzo y el final de las estaciones, pero no están relacionados con las causas de las estaciones..

Cambios estacionales

Nuestro año se divide en cuatro estaciones: verano, otoño, invierno, primavera. A menos que alguien viva en el ecuador, cada temporada ofrece diferentes patrones climáticos. En general, es más cálido en primavera y verano, y más fresco en otoño e invierno. Pregunte a la mayoría de las personas por qué hace frío en invierno y hace calor en verano, y probablemente dirán que la Tierra debe estar más cerca del Sol en verano y más lejos en invierno. Esta parece tener sentido común Después de todo, cuando alguien se acerca al fuego, sienten más calor. Entonces, ¿por qué la cercanía al Sol no causaría la cálida temporada de verano??

Si bien esta es una observación interesante, en realidad lleva a una conclusión incorrecta. He aquí por qué: la Tierra está más alejada del Sol en julio de cada año y más cercana en diciembre, por lo que la razón de "cercanía" es incorrecta. Además, cuando es verano en el hemisferio norte, el invierno ocurre en el hemisferio sur, y viceversa. Si la razón de las estaciones se debió únicamente a nuestra proximidad al Sol, entonces debería ser cálido tanto en el hemisferio norte como en el sur en la misma época del año. Eso no pasa. Es realmente la inclinación la razón principal por la que tenemos temporadas. Pero, hay otro factor a considerar.

Todos los planetas tienen una inclinación axial, incluidos los gigantes gaseosos. La inclinación de Urano es tan severa que "rueda" alrededor del Sol de lado. NASA

Hace más calor al mediodía también

La inclinación de la Tierra también significa que el Sol parecerá ascender y ponerse en diferentes partes del cielo durante diferentes épocas del año. En verano, el Sol alcanza su punto máximo casi directamente sobre la cabeza y, en general, estará por encima del horizonte (es decir, habrá luz diurna) durante más tiempo del día. Esto significa que el Sol tendrá más hora calentar la superficie de la Tierra en el verano, haciéndola aún más cálida. En invierno, hay menos tiempo para calentar la superficie y las cosas son un poco más frías..

Los observadores generalmente pueden ver este cambio de posiciones aparentes del cielo con bastante facilidad. En el transcurso de un año, es bastante fácil observar la posición del Sol en el cielo. En el verano, estará más arriba y más arriba y se establecerá en diferentes posiciones que en el invierno. Es un gran proyecto para que cualquiera lo intente, y todo lo que necesitan es un dibujo aproximado o una imagen del horizonte local hacia el este y el oeste. Los observadores pueden mirar el amanecer o el atardecer cada día, y marcar las posiciones del amanecer y el atardecer cada día para tener una idea completa.

Volver a la proximidad

Entonces, ¿importa qué tan cerca esté la Tierra del Sol? Bueno, sí, en cierto sentido, sí, pero no de la manera que la gente espera. La órbita de la Tierra alrededor del Sol es solo ligeramente elíptico. La diferencia entre su punto más cercano al Sol y el más distante es un poco más del tres por ciento. Eso no es suficiente para causar grandes cambios de temperatura. Se traduce en una diferencia de unos pocos grados Celsius en promedio. La diferencia de temperatura entre verano e invierno es mucho más que eso. Por lo tanto, la cercanía no hace tanta diferencia como la cantidad de luz solar que recibe el planeta. Es por eso que simplemente asumir que la Tierra está más cerca durante una parte del año que otra está mal. Las razones de nuestras estaciones son fáciles de entender con una buena imagen mental de la inclinación de nuestro planeta y su órbita alrededor del Sol..

Para llevar clave

• La inclinación axial de la Tierra juega un papel importante en la creación de estaciones en nuestro planeta..
• El hemisferio (norte o sur) inclinado hacia el Sol recibe más calor durante ese tiempo..
• La cercanía al sol NO es una razón para las estaciones..

Fuentes

• "¡La inclinación de la Tierra es la razón de las estaciones!" Comentarios sobre el hielo-albedo: cómo derretir el hielo hace que se derrita más hielo - Windows to the Universe, www.windows2universe.org/earth/climate/cli_seasons.html.
• Greicius, Tony. "El estudio de la NASA resuelve dos misterios sobre la tierra tambaleante". NASA, NASA, 8 de abril de 2016, www.nasa.gov/feature/nasa-study-solves-two-mysteries-about-wobbling-earth.
• “En profundidad | Tierra - Exploración del sistema solar: Ciencia de la NASA ". NASA, NASA, 9 de abril de 2018, solarsystem.nasa.gov/planets/earth/in-depth/.

Editado por Carolyn Collins Petersen.