| Estamos acostumbrados a la sucesión de las estaciones del
año, Primavera, Verano, Otoño e Invierno. Son cambios que influyen
poderosamente en la Naturaleza y en nuestras vidas y a cada estación asociamos
determinadas imágenes:
la explosión de flores y hojas en primavera...
la playa y las vacaciones en verano...
la caída de las hojas en otoño...
y los paisajes nevados en invierno.
Sin embargo, si nos preguntan por qué se producen no
estaríamos muy seguros de saber la causa. Trataríamos de recordar lo
aprendido en la escuela pero, aún así, la mayoría
respondería que en verano estamos más cerca del Sol que en invierno,
seguramente influidos por los dibujos que nos representan siempre a la Tierra girando
alrededor del Sol en una órbita elíptica muy achatada como ésta.
¡Nada más falso! En realidad, la trayectoria de la Tierra es,
ciertamente, una elipse, pero tan poco achatada que haría falta un compás
para notar que no es completamente circular. Ahí la tenemos a escala. Podemos
ver que el Sol no está en el centro pero la diferencia entre la máxima
distancia y la mínima es tan pequeña que no tiene ninguna influencia
sobre las estaciones. De hecho, cuando estamos un poquito más cerca del Sol es
el 3 de Enero, en pleno invierno en nuestro Hemisferio Norte.
No olvidemos, además, que cuando es invierno en un
Hemisferio, es verano en el otro.
¿Cuál es, entonces, la verdadera causa?
Es el hecho de que el eje de rotación de la Tierra
está inclinado unos 23 grados y medio respecto al plano de la órbita y eso
hace que el Sol caliente más el Norte de la Tierra en una parte de su
trayectoria, es decir, en una determinada época del año, y el Sur en
otra, como veremos a continuación.
Todos tenemos la experiencia de que el Sol calienta muy poco al
amanecer, cuando asoma por el horizonte y más a mediodía, conforme sube
en el cielo. Cuando lo vemos en esta posición decimos que está bajo y
cuando llega al mediodía, que está alto sobre el horizonte aunque en los
dos momentos el Sol está a la misma distancia de nosotros, a unos 150 millones
de kilómetros. ¡Es sólo el efecto de un giro de la Tierra y de
nosotros con ella!
Sin embargo, el Sol calienta más cuanto más alto
está en el cielo porque los rayos caen más perpendiculares al suelo igual
que un cubo recoge más agua cuando le llueve perpendicularmente que cuando la
lluvia llega muy inclinada.
Pues bien, un cambio en la inclinación de los rayos
solares sobre la Tierra se produce gradualmente a lo largo del año.
Aquí tenemos el recorrido que hace el Sol desde el
amanecer hasta el atardecer el día 21 de Junio en Granada. Es
prácticamente igual en toda Andalucía y muy parecido en el resto de
España.
Ese día el Sol sale 30 grados al norte del Este, hace un
recorrido muy largo, (está durante 14 horas y media alumbrándonos y
calentándonos desde una posición muy alta en el cielo) y se pone
también otros 30 grados al norte del oeste. Es el comienzo del verano en
nuestro Hemisferio que seguirá calentándose durante los meses de Julio
y Agosto.
En Septiembre, el Sol hace un recorrido intermedio. El día
en que empieza el Otoño, hacia el 22 de este mes, el Sol sale exactamente por el
Este y se pone por el Oeste describiendo media circunferencia en el cielo por lo que
hay doce horas de día y doce de noche.
Y, por último, en Diciembre, el Sol hace su recorrido
más corto y más bajo. Hacia el 22 del mes comienza el invierno. El
día durará sólo 9 horas y media y los rayos solares calientan
mucho menos al llegar al suelo tan inclinados.
Aquí vemos ahora las tres trayectorias superpuestas para
poder compararlas. ¿Se notan bien las diferencias del verano al invierno? No
se trata, pues, de estar más lejos o más cerca del Sol sino de la
duración de los días y las noches y de la altura del Sol sobre el
horizonte
Pero, como ocurre siempre en la Ciencia ( y esta noche estrellada
es un buen escenario para detenerse a pensar), una duda resuelta nos lleva
inmediatamente a otra pregunta: ¿y por qué cambian las trayectorias del
Sol?
Imaginemos que estamos situados en el interior de la
órbita terrestre y que el Sol es el proyector principal, en el centro del
Planetario: así veríamos a la Tierra en su traslación a lo largo
de un año: Enero... Marzo... Junio... Octubre... y Diciembre.
Vemos que conforme va avanzando a lo largo de los meses, el eje
de la Tierra se mantiene paralelo apuntando siempre a la estrella Polar pero va
cambiando su dirección respecto al Sol.
Vamos a fijarnos en cuatro posiciones que corresponden a cuatro
fechas determinadas. Empezaremos por ésta del 21 de Junio. El Polo Norte
está mirando hacia el Sol. Es el momento en que empieza el verano en el
Hemisferio Norte y el invierno en el Sur. Astronómicamente decimos que ha
llegado el Solsticio. Vemos cómo todo el círculo polar ártico
está iluminado durante las 24 horas que dura la rotación diaria de la
Tierra y que los rayos del Sol caen perpendiculares en esta línea que se llama
Trópico de Cáncer. No es perpendicular en España pero le falta
poco, por lo que el Sol calienta más. Además, como todo el Hemisferio
Norte está más iluminado que el Sur, los días son más
largos que las noches en esa mitad Norte.
Lo contrario ocurre en el Hemisferio Sur. El Sol no llega al Polo
Sur aunque la Tierra de una vuelta completa sobre su eje.
Tres meses más tarde, hacia el 22 de Septiembre, llegamos
al Equinoccio, día de la entrada del otoño en nuestro Hemisferio. En este
momento el Sol da de plano sobre el Ecuador y llega rasante a los dos Polos. Los dos
Hemisferios quedan igual de iluminados y, en esta fecha, el día y la noche
tienen doce horas cada uno en todos los puntos de la Tierra.
Hacia el 22 de Diciembre tenemos la situación opuesta a
Junio. Ahora es el Hemisferio Sur el que está más iluminado. El Sol cae
sobre la línea del Trópico de Capricornio y el Polo Sur está
permanentemente iluminado, mientras que no llega luz al Polo Norte. Vemos que los rayos
del Sol llegan ya a España muy inclinados lo que quiere decir que el Sol
estará muy bajito sobre el horizonte y calienta mucho menos. Ha llegado el
invierno para nosotros y el verano para los habitantes del Hemisferio Sur. ¡Los
argentinos, por ejemplo, celebran la Navidad bañándose en la playa!
Y llegamos así al 21 de Marzo, día del Equinoccio,
es decir, de la entrada de la Primavera para nosotros y del Otoño para el otro
Hemisferio. La situación es la misma que teníamos en Septiembre. El Sol
vuelve a estar sobre el Ecuador y no hay diferencias entre el Norte y el Sur.
Así que esa inclinación del eje terrestre es lo que
produce las diferencias de temperatura que caracterizan a las estaciones del año
porque hace que el Sol se vea más alto o más bajo sobre el horizonte al
mismo tiempo que los días se hacen más largos o más cortos.
Estos recorridos del Sol son idénticos si viajamos hacia
el Este o el Oeste, es decir, si no cambiamos de latitud. Por ejemplo, son iguales en
Taormina, Sicilia, sólo que allí sale el Sol una hora antes que en
España. Si nos vamos aún más lejos, a China, cerca de
Pekín, donde está la Gran Muralla, el Sol sale ocho horas antes pero se
mantienen los mismos recorridos del Sol y la duración de los días.
En cambio, las diferencias de duración de los días
y las noches se hacen mayores conforme viajamos hacia el norte de la Tierra.
Nos acabamos de trasladar a Oslo, la capital de Noruega, casi
3000 km al norte de aquí. Allí, en verano, los días son
larguísimos, más de 19 horas, aunque vemos que el Sol no llega tan alto
como en Andalucía por lo que no hace demasiado calor.
En cambio, en invierno, el Sol sólo luce durante menos de
5 horas. No amanece hasta cerca de las diez de la mañana y se hace de noche
antes de las 3 de la tarde.
¿Qué ocurriría si viajáramos
aún más al norte? ¿Por qué no nos llegamos al
círculo polar?
En el círculo polar, más al norte aún pero
todavía a 2600 km del Polo, ocurre algo extraordinario para nosotros, habitantes
de latitudes medias.
Si estamos allí el 21 de Junio veremos al Sol a esta
altura, exactamente al Sur, a las 12 del mediodía.
Conforme avance la tarde, irá bajando lentamente. A las 6
de la tarde habrá llegado al Oeste y seguirá acercándose al
horizonte... Estará aquí a las 9.... a las diez...a las 11... ¿de
la tarde o de la noche? ¡Nuestro lenguaje habitual ya no nos sirve!... Y a las
12 rozará el horizonte justo por el Norte para seguir su camino
elevándose en la mañana de un día que no ha tenido un solo momento
de noche. Hay muchos viajeros que van hasta el círculo polar cada año en
estas fechas para disfrutar de lo que se conoce como el Sol de Medianoche.
La contrapartida llega el 22 de Diciembre. Ese día el Sol
no llega a salir sobre el horizonte. No hay día. Sólo noche y
crepúsculo.
Todo lo contrario ocurre al viajar hacia el Ecuador. Las
diferencias de las estaciones del año van desapareciendo hasta tal punto que
siempre hemos oído decir que en el Ecuador no hay estaciones. Es cierto y ahora
podemos ver por qué:
En los Equinoccios, Marzo y Septiembre, el Sol hace este
recorrido pasando al mediodía por el cénit, es decir, por lo más
alto del cielo. Vimos antes que estos días el Sol cae completamente vertical
sobre el Ecuador. Pero en Junio hace este otro recorrido que es casi igual al anterior
y en Diciembre este otro que es completamente simétrico al de Junio. El Sol se
desplaza hacia el Norte y hacia el Sur pero calienta igual en una época que en
otra y todos los días del año tendrán 12 horas de día y 12
de noche. No puede haber, entonces, veranos ni inviernos en las zonas ecuatoriales.
Hay otro cambio importante asociado a las estaciones. Podemos
saber en qué época estamos, mirando al cielo estrellado.
Debido a la rotación de la Tierra, a lo largo de la noche
podemos ver distintas estrellas pero, como en un año, la Tierra da una vuelta en
torno al Sol, también las estrellas son diferentes en cada estación.
Cuando estamos en esta posición podremos ver las que
están al otro lado del Sol, en donde es de noche, es decir, todas éstas
pero seis meses después la tierra estará aquí y las que
podrán verse serán estas otras.
El cielo que tenemos ahora mismo sobre nuestras cabezas es el
típico de Invierno. Su constelación más característica es
Orión, la figura del gigante cazador mitológico.
Como hemos visto, debido a la traslación anual de la
Tierra, cada noche, a la misma hora, las estrellas habrán avanzado un poquito
y al llegar la Primavera podremos ver la constelación de Leo.
Tres meses después, en el verano, aparecen estas tres
estrellas que forman el llamado Triángulo de Verano: Vega, Deneb y Altair, cuyo
avance hacia el Oeste podremos seguir a lo largo del estío.
Y así llegamos al Otoño en el que destaca el
cuadrado de Pegaso cuyo interior tiene muy pocas estrellas.
Para terminar la sesión dedicaremos unos minutos a
reconocer el cielo de esta época del año y aprender las figuras y los
nombres de algunas constelaciones visibles estos días.
Quizás convenga señalar que una constelación
no es más que un conjunto de estrellas a las que una tradición muy
antigua agrupó de manera caprichosa para representar alguna figura en el cielo
tal como se ven desde la Tierra pero que en realidad no tienen conexión entre
sí sino que están separadas a distancias enormes. Si las viéramos
desde otro lugar de nuestra galaxia cambiaría completamente su aspecto.
Por ejemplo, la conocida Osa Mayor que vemos desde la Tierra con
la forma de un carro se vería cambiar de esta manera si viajáramos a su
alrededor por todo el brazo de nuestra galaxia la Vía Láctea. Un viaje
de cientos de miles de años luz todavía completamente fuera de nuestras
posibilidades que podemos, sin embargo, recrear en el planetario.
Como en estas noches de Otoño se hace de noche cada vez
más temprano se puede contemplar ya el cielo a las 9 de la tarde. A esta hora
aún podemos contemplar el triángulo de verano, con Vega, de la
constelación de la Lira, formada por un rombito debajo de la brillante y joven
estrella principal...
Deneb, la cola de la constelación del Cisne, ... A la que
se le llama a veces la Cruz del Norte. Podemos ver, en un cielo limpio, oscuro y
despejado, estas dos ramas formando la cruz pero fijándonos bien descubriremos
el pico, el cuello, la cola y las dos alas completas.
Y Altair, de la constelación del Aguila.
En el centro del cielo está el Cuadrado de Pegaso, el
caballo alado... de uno de cuyos vértices parten las dos ramas de
Andrómeda
Un poco más al este aparece Perseo. Se reconoce una Y boca
abajo. Es el héroe mitológico que salva a Andrómeda del monstruo
marino.
Y un poco más al norte está la constelación
de Casiopea, precisamente, la madre de Andrómeda. Tiene la forma de una M o una
W, según cómo se mire.
Conforme avance la noche, las estrellas se irán moviendo
debido a la rotación de la Tierra y aparecerán las constelaciones propias
del invierno, entre las que destaca la de Orión que veremos desplazarse poco a
poco hacia el oeste hasta que comience a perderse con la luz del amanecer.
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