¿Por qué tenemos estaciones?
¿Sabías que la luz del Sol brilla de forma diferente en la Tierra en las distintas épocas del año? En esta visualización observa cómo la Tierra orbita alrededor del Sol, girando, como una peonza ligeramente inclinada. Esta rotación cambia el ángulo con el que la luz solar incide en la superficie de nuestro planeta, creando las diferentes estaciones que experimentamos aquí en la Tierra. ¿Puedes ver cómo la luz solar en diferentes momentos del año cambia la productividad de la vida en la tierra y en nuestros océanos?
Los educadores notarán una progresión natural de contenidos que abarcan las ciencias de la tierra y de la vida en esta serie de tres clips que utilizan amplios conjuntos de datos científicos. Comience su unidad con una actividad práctica que modele la causa de las estaciones de la Tierra (Actividad 1), utilizando el vídeo anterior como refuerzo. A continuación, explora el efecto de las estaciones en la fotosíntesis en todo el mundo en un impresionante lapso de tiempo. En el último vídeo se incluyen los animales, añadiendo a este mapa ya conocido un conjunto de datos sobre los patrones de migración de las aves.
El clip anterior sirve como seguimiento de una lección más larga que aclara por qué la Tierra tiene estaciones. Haz que tus alumnos se pongan de pie y utilicen sus propios cuerpos en un modelo activo. Esta actividad kinestésica demuestra a los alumnos que la inclinación de la Tierra es la responsable de los cambios en los patrones de luz y del cambio de las estaciones. Una vez que sus alumnos hayan comprendido mejor este concepto tradicionalmente confuso, utilice el clip anterior para repasar y reforzar su comprensión.
Cambio de la inclinación del eje terrestre 2021
Las estaciones no tienen nada que ver con la distancia de la Tierra al Sol. Si así fuera, en el hemisferio norte haría más calor en enero que en julio. En cambio, las estaciones se deben a que la Tierra está inclinada sobre su eje una media de 23,5 grados (la inclinación de la Tierra sobre su eje varía en realidad desde cerca de 22 grados hasta 24,5 grados). Así es como funciona:
La Tierra tiene una órbita elíptica alrededor de nuestro Sol. Dicho esto, la Tierra se encuentra en su punto más cercano al Sol en enero (llamado perihelio) y en el más lejano en julio (afelio). Pero este cambio de distancia no es lo suficientemente grande como para causar una diferencia sustancial en nuestro clima. Por eso, la inclinación de la Tierra, de 23,5 grados, es muy importante para el cambio de nuestras estaciones. Cerca del 21 de junio, el solsticio de verano, la Tierra se inclina de tal manera que el Sol se sitúa directamente sobre el Trópico de Cáncer a 23,5 grados de latitud norte. Esto sitúa al hemisferio norte en una trayectoria más directa de la energía del Sol. Esto significa que la luz solar se dispersa menos antes de llegar al suelo porque tiene menos distancia que recorrer a través de la atmósfera. Además, el elevado ángulo del sol produce días largos. Lo contrario ocurre en el hemisferio sur, donde el bajo ángulo solar produce días cortos. Además, una gran cantidad de la energía del Sol se dispersa antes de llegar al suelo porque la energía tiene que viajar a través de una mayor parte de la atmósfera. Por lo tanto, cerca del 21 de junio, el hemisferio sur tiene su solsticio de invierno porque se “inclina” hacia el Sol.
Rotación de la Tierra alrededor del Sol
La inclinación axial, también llamada oblicuidad, se refiere al ángulo que forma el eje de rotación de un planeta con el plano de su órbita. En la actualidad, la Tierra está inclinada 23,5° con respecto a este plano, lo que provoca muchos efectos notables, como las estaciones alrededor del planeta. La inclinación de la Tierra puede atribuirse al efecto estabilizador de la Luna[2]. La inclinación axial contribuye a los ciclos de Milankovitch que han cambiado el clima de la Tierra en el pasado.
La inclinación del eje de rotación de la Tierra es parte de lo que permite un clima apropiado para que la Tierra soporte la vida. Al alterar las partes de la Tierra que reciben la mayor parte de la luz solar, no se permite que ninguna región de la Tierra se caliente hasta alcanzar temperaturas extremas[2]. Esto puede verse en la Figura 1; a lo largo de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, los hemisferios norte y sur alternan qué lado está directamente orientado hacia el Sol, lo que impide que ninguna región se caliente de forma extrema.
Un error común es pensar que las estaciones se deben a que la Tierra se aleja o se acerca al Sol[3] La variación del hemisferio orientado al Sol en un momento dado, como se ha mencionado anteriormente, es en realidad lo que provoca las estaciones en la Tierra. Cuando el hemisferio norte está orientado hacia el Sol, como se ve en la figura 2, allí es verano. El primer día del verano, o el solsticio de verano, ocurre cuando el hemisferio norte está orientado al máximo hacia el Sol. Esto también marca el primer día de invierno en el hemisferio sur.
Inclinación del eje terrestre
En astronomía, la inclinación axial, también conocida como oblicuidad, es el ángulo entre el eje de rotación de un objeto y su eje orbital, que es la línea perpendicular a su plano orbital; equivalentemente, es el ángulo entre su plano ecuatorial y el plano orbital[1].
El eje de rotación de la Tierra, por ejemplo, es la línea imaginaria que pasa por el Polo Norte y el Polo Sur, mientras que el eje orbital de la Tierra es la línea perpendicular al plano imaginario por el que se mueve la Tierra al girar alrededor del Sol; la oblicuidad o inclinación axial de la Tierra es el ángulo entre estas dos líneas.
La oblicuidad de la Tierra oscila entre 22,1 y 24,5 grados[2] en un ciclo de 41.000 años. Basándose en una fórmula continuamente actualizada (aquí Laskar, 1986, aunque desde 2006 el IMCCE y la IAU recomiendan el modelo P03), la oblicuidad media de la Tierra (sin tener en cuenta la nutación en la oblicuidad) es actualmente de unos 23°26′11 0″ (o 23,4364°) y disminuyendo; según el modelo astronómico P03, su valor (sin tener en cuenta la nutación en oblicuidad) era de 23°26′11,570″ (23,4365472133°) el 1 de enero de 2021, 0 TT.