58 CAPITULO 4. LA BOVEDA CELESTE

ORBITA DE LA TIERRA

BOVEDA CELESTE

SOL

Figura 4.12: El plano de la Tierra en torno al Sol da origen al concepto de eclıptica

4.4 Estaciones

Muchas personas creen que la explicacion de las estaciones descansa en el hecho de que laorbita que describe la Tierra en torno del Sol es ovalada, pues piensan que en perihelio (lamenor distancia entre ambos astros) ocurre el verano y en afelio (la mayor distancia) ocurreel invierno. Un rapido vistazo a la tabla 4.1 permite cotejar que el perihelio de la Tierraocurre en los primeros dıas del ano (cuando en el hemisferio norte ocurre el invierno, y enel hemisferio sur el verano). De igual forma, el afelio sucede en los primeros dıas de julio(cuando en el hemisferio norte ocurre el verano, y en el hemisferio sur el invierno). La razonverdadera de la ocurrencia de las estaciones en la Tierra es la existencia de un angulo deinclinacion ε diferente de cero.

El Sol, en el transcurso del ano, corta al ecuador celeste en dos puntos, que se llamanequinoccios. Esto ocurre dos dıas en el ano: el 20 (o 21) de marzo y el 21 (o 22) de septiem-bre. En estos dıas la duracion del numero de horas de luz es igual al numero de horas de

Perihelio Afelio5 horas de enero 3 de 2000 23 horas de julio 3 de 20009 horas de enero 4 de 2001 14 horas de julio 4 de 200114 horas de enero 2 de 2002 4 horas de julio 6 de 20025 horas de enero 4 de 2003 6 horas de julio 4 de 200318 horas de enero 4 de 2004 11 horas de julio 5 de 20041 hora de enero 2 de 2005 5 horas de julio 5 de 2005

Tabla 4.1: Perihelio y afelios de la Tierra entre 2000 y 2005. Horas en TU

4.4. ESTACIONES 59

PSC

PNC

EJE DE ROTACION

ET

ε

Π

PLANO DE TRASLACION TERRESTRE

Figura 4.13: La oblicuidad de la eclıptica

oscuridad. Una vez que el Sol pasa por el equinoccio se va alejando lentamente del ecuadorceleste hasta alcanzar la mayor separacion con este: la separacion maxima entre el Sol y elecuador celeste es un angulo ε, esto es, de 23.5 grados. Estos puntos que estan ubicados enla eclıptica se llaman solsticios y ocuren el 21 (o 22) de junio y el 21 (o 22) de diciembre. Esen los solsticios cuando ocurre la mayor diferencia de duracion entre los dıas y las noches.

El verano se presenta en aquel hemisferio que esta recibiendo mayor cantidad de radiacionsolar en terminos de mayor duracion del dıa, esto es, los observadores en este hemisferio ob-servaran el Sol sobre su horizonte un tiempo que es mayor de 12 horas (ver figura 4.16).Para observadores situados en o cerca del ecuador terrestre (como es el caso de observadoressituados en el territorio nacional) el efecto de las estaciones es muy poco perceptible. Laduracion del dıa y de la noche varıan solo unos pocos minutos en el transcurso del ano.En Bogota, por ejemplo, a finales del mes de mayo el Sol sale mas temprano (5h42m) pero

ε

ε

εECLIPTICAECLIPTICA=ECUADOR CELESTE

PNC

PNS Π’

EC

ΠPNC

Π

Figura 4.14: Ecuador celeste y eclıptica. A la izquierda el caso hipotetico ε = 0. A la derecha el caso real

60 CAPITULO 4. LA BOVEDA CELESTE

Π

ECUADOR CELESTE

ECLIPTICA

ε

ε

PUNTO VERNAL

PUNTOANTIVERNAL

PNC

PSC

Π’

Figura 4.15: Punto vernal y punto antivernal

se oculta a eso de las 18h3m; otro maximo lo vuelve a tener a finales de octubre (5h41m)ocultandose a eso de las (17h39m). El Sol sale mas tarde a finales de enero y comienzos defebrero (6h12m) ocultandose para esos dıas cerca de las (18h8m).

HS HS

PNCPNC

SOL

HN HN

Figura 4.16: Posicion del hemisferio norte (HN) y el hemisferio sur (HS) en los dos solsticios

Los solsticios y los equinoccios eran eventos que para los pueblos antiguos cobrabanespecial importancia. Muchos monumentos de la antiguedad, ası como numerosos emplaza-mientos de caracter religioso estaban debidamente orientados en la direccion de la salida ypuesta del Sol en los solsticios y los equinoccios1.

1La Navidad y el San Juan (celebrada principalmente en Espana) son dos fiestas religiosas cuyo origen

4.4. ESTACIONES 61

EN FE MAR AB MA JUN AG NOJUL SE OC DI

6 6

6 12

6 18

6 0

5 54

5 48

5 42

5 36

h m

EN FE ABMAR MA JUN JUL AG SE OC NO DI

h m

17 36

17 42

17 48

17 54

18 0

18 6

18 12

18 18

Figura 4.17: Tiempos de salida (izquierda) y puesta (derecha) del Sol para Bogota en el transcurso del

ano

A medida que la latitud del observador tienda hacia los polos, el efecto de la diferenciaentre el dıa y la noche es mas notorio: por ejemplo, cerca del solsticio de verano (para unobservador en el PNT) el Sol no se pondra sobre el horizonte: permanecera las 24 horasdel dıa sobre el horizonte; es el llamado sol de media noche. El invierno es justamente loopuesto: el otro hemisferio recibe menor cantidad de radiacion solar en terminos de mayorduracion de la noche que del dıa. Cerca del solsticio de invierno (para un observador en elPST) el Sol no saldra; existiran 24 horas de noche continua.

La tabla 4.2 contiene los tiempos (en tiempo universal) de la ocurrencia de los solsticiosy equinoccios de la Tierra para los anos 2000 a 2005.

Ano Equinoccio Solsticio Equinoccio Solsticiode marzo de junio de septiembre de diciembre

2000 dıa 20, 7h36m dıa 21, 1h48m dıa 22, 17h28m dıa 21, 13h38m

2001 dıa 20, 13h31m dıa 21, 7h38m dıa 22, 23h5m dıa 21, 19h22m

2002 dıa 20, 19h17m dıa 21, 13h25m dıa 23, 4h56m dıa 22, 1h15m

2003 dıa 21, 1h0m dıa 21, 19h11m dıa 23, 10h47m dıa 22, 7h4m

2004 dıa 20, 6h49m dıa 21, 0h57m dıa 22, 16h30m dıa 21, 12h42m

2005 dıa 20, 12h34m dıa 21, 6h47m dıa 22, 22h24m dıa 21, 18h36m

Tabla 4.2: Equinoccios y solsticios de la Tierra entre el 2000 y 2005

real fue la celebracion de los solsticios (de invierno y verano respectivamente) por parte de muchos pueblospaganos: la primera celebraba el fin de las noches largas y el inicio de los dıas de mayor duracion, interpretadapor los romanos como el renacimiento del dios solar Mitra y adoptada por la iglesia catolica como fecha denacimiento de Jesucristo tan solo hasta el ano 360 A.D.