¿Porque existen las estaciones del año?

¿Por qué se producen las estaciones? Si le preguntas a cien personas el motivo, al menos 90 te dirán: tiene que ver con la distancia de la Tierra al Sol. En detalle la hipótesis seria:

Las estaciones del año

Hay un momento, según la órbita elíptica de la Tierra, en que la distancia de la Tierra al Sol es mínima y, por lo tanto, haría más calor y sería verano. Hay otro momento en que esta distancia será máxima, y sería el invierno.


Cuando quieres saber si una hipótesis es correcta, la reducción al absurdo puede ser un buen camino para saber la realidad.

Reducción al absurdo

Es usado para demostrar la validez de una proposición.

Se empieza suponiendo que la hipótesis a probar es verdadera, y mediante una concatenación de inferencias lógicas válidas, se pretende derivar una contradicción lógica, un absurdo. Si se logra demostrarlo, se deduce que la hipótesis inicial es absurda (falsa) también.

Si la distancia de la Tierra al Sol es decisoria de las estaciones, entonces, cuando esta lejos debería ser invierno y cuando esta cerca Verano. Podemos concluir también que en todo el planeta debería ser la misma estación de año.

Sin embargo, todos sabemos que cuando en el hemisferio norte es verano,  en el sur es invierno, (por ejemplo Navidad en USA es con nieve, en cambio en el sur no) y como claramente la Tierra no puede estar partida con una mitad lejos y la otra cerca, concluimos por este absurdo, que no debe ser correcta la premisa inicial. Las estaciones NO están determinadas por la distancia al Sol.

Otra hipótesis

Vamos a analizar la otra hipótesis, que es la verdadera: Las estaciones se producen a raíz de la inclinación del eje de la Tierra. La Tierra mantiene siempre el mismo eje. Su inclinación respecto de la eclíptica (el plano de su órbita), es de unos 23 grados.

Diagrama general del movimiento de la Tierra alrededor del Sol (fuente wikipedia).

En este sentido, cuando la luz del Sol pega de lleno sobre el hemisferio norte y suavemente sobre el hemisferio sur, (cerca del 21 de junio – Solsticio) en el hemisferio norte se acumula más calor y es verano, además de que el Sol esta más tiempo sobre el horizonte.

PN = polo norte – PS = Polo sur. La linea celeste representa el Ecuador terrestre.  En este caso, el Sol esta mas alto en el hemisferio norte que el sur (nota que el ángulo A es mayor que el B). Esto hace que en el hemisferio septentrional acumule mas calor y sea verano, y en el Austral, invierno.

Sucede lo mismo a la inversa: cuando el Sol le da toda su energía al hemisferio sur y es verano, el hemisferio norte recibe suavemente la energía del Sol y es invierno (cerca del 21 de diciembre – Solsticio). En los puntos intermedios será el otoño y la primavera. (21 de mayo y 23 de septiembre – Equinoccios).

PN = polo norte – PS = Polo sur. La linea celeste representa el Ecuador terrestre.  En este segundo caso, el Sol esta mas alto en el hemisferio sur que el norte (nota que el angulo A es menor que el B). Esto hace que en el hemisferio septentrional sea invierno, y en el Austral, verano.

Analema

 

Una foto real de 365 días de duración. Es el Sol tomado aproximadamente un a vez a la semana. La forma de ocho se denomina “analema”. La parte mas alta, corresponde al verano (21 de junio -hemisferio norte!). La mas baja, el invierno. Los trazos están formados por el Sol (con filtro) y con el obturador de la cámara abierto, para que se vea el camino que sigue nuestra estrella por la rotación terrestre. Nota que en verano, el trazo es mucho mas brillante y largo que en invierno. Esto es porque esta mas alto sobre el horizonte, y esta mas tiempo. Esta combinación de efectos hace que caliente mas el hemisferio considerado, y se produzca el verano. Creo que es la primera foto tomada del analema, sacada por uno de los mejores astrofotografos del mundo, Dennis di Cicco.

Y en los otros planetas?

Los otros planetas tendrán sus estaciones dependiendo de la inclinación de cada uno de sus ejes. Marte, por ejemplo, tiene una inclinación muy parecida a la de la Tierra y, por lo tanto, tiene estaciones similares a ella aunque, obviamente, no llega a las temperaturas de la Tierra porque está más lejos y tiene menos atmósfera. Además, como el año marciano es mucho más largo cada estación mide el doble de lo que miden en la Tierra: en vez de ser tres meses cada una es de seis meses. En el caso de Urano las estaciones son completamente diferentes porque el Sol le da 40 años de un lado y 40 años del otro lado, ya que casi va “rodando” sobre su órbita, de tan inclinado que esta.

Puedes ir al siguiente link (picando en la imagen) que te simula con gran exactitud como se producen las estaciones del año.

Seasons Simulator (NAAP)