El sol y las estacionesEl sol y las estacionesFactores astronómicos Factores astronómicos

Elementos de Meteorología y ClimaPrimer Semestre 2012Dr. Gustavo V. NeccoIMFIA – FING/ IF - FCIEN

Rotación de la tierra sobre su eje : 360º en 24 horasNoche y día

Polo norte

Polo sur

Plano orbital terrestre

Translación de la Tierra alrededor de sol : 365 días

Ecliptica

En Astronomía, se llama Eclíptica al círculo máximo que visto desde la Tierra, traza el Sol, de forma aparente durante el año. Su denominación viene de los antiguos que se dieron cuenta de que todos los eclipses ocurrían cuando la Luna transitaba por esa trayectoria o muy próxima a ella.

Perihelio y afelio

Afelio (del griego απο = lejos de, y ηλιοs = el Sol) es el punto más alejado de la órbita de un planeta alrededor del Sol. Es el opuesto al perihelio (de peri- alrededor de, y helios ηλιος, Sol) , el punto más cercano al Sol.

Translación de la Tierra alrededor de sol : 365 días

Translación alrededor de la TierraPerigeo y apogeo

Se denomina perigeo (del adjetivo griego περίγειος) al punto de la órbita elíptica que recorre un cuerpo natural o artificial alrededor de la Tierra, en el cual dicho cuerpo se halla más cerca del centro de la misma. El punto opuesto, el más lejano al centro de la Tierra, se llama apogeo.

Cuando la Tierra se encuentra en perihelio, está a aproximadamente 147 millones de kms. del Sol. Cuando se encuentra en afelio, está a aproximadamente 152 millones de kms. del Sol. Durante el afelio, la Tierra se encuentra a unos 5 millones de kms. más distante del Sol que durante el perihelio.

La diferencia de distancias no es lo que origina las estaciones. Las estaciones son producto de la inclinación del eje de la Tierra, respecto al plano en el que se encuentra su órbita alrededor del Sol.

Equinoccios

Se denomina equinoccio al momento del año en que el Sol está situado en el plano del ecuador terrestre, donde alcanza el cénit. La palabra equinoccio proviene del latín aequinoctĭum y significa «noche igual».En los equinoccios el Sol sale exactamente por el Este y se pone exactamente por el Oeste, siendo la duración del día igual a la duración de la noche.

Cenit o cénit (Zenith) es la intersección de la vertical de un lugar y la esfera celeste. Es el punto más alto en el cielo con relación al observador, que se encuentra justo sobre su cabeza (90°).

El día de los equinoccios, el Sol sale exactamente por el punto Este y se pone por el punto Oeste, en todos los lugares de la Tierra -excepto en los polos dónde no sale, ni se pone-. En el ecuador el Sol alcanza el cénit.Por otra parte, y para cualquier día del año, nótese que desde el hemisferio norte el Sol culmina hacia el sur, moviéndose en sentido horario, mientras que desde el hemisferio sur culmina hacia el norte y se mueve en sentido anti-horario.

Equinoccios

Solsticios

Los solsticios son los momentos del año en los que el Sol alcanza su mayor o menor altura aparente en el cielo, y la duración del día o de la noche son las máximas del año, respectivamente.

Astronómicamente, los solsticios son los momentos en los que el Sol alcanza la máxima declinación norte (+23º 27’) o sur (−23º 27’) con respecto al ecuador terrestre.

junio diciembre

SOLSolsticio de junio

Solsticio de diciembre

Equinoccio de septiembre

Equinoccio de marzo

Plano orbital

Estaciones del año

Luz solar Luz solar

Verano H.N.Invierno H.N.

Máxima recepción de radiación por unidad de superficie

Mínima recepción de radiación por unidad de superficie

23.5°

amanecer

crepúsculo

Cambio estacional en la posición del sol para latitudes medias en el Hemisferio Norte

NE

La variación diurna de la temperatura del aire está controlada por la energía entrante (primariamente del sol) y la energía saliente de la superficie terrestre. Cuando la energía entrante excede la saliente (zona naranja) la temperatura del aire aumenta. En la inversa (zona celeste) la temperatura baja.

Variación diurna

S

N

Variación estacional de la energía recibida por radiación solar (en el tope de la atmosfera)

Variación estacional

Promedio anual de la radiación solar incidente absorbida por la tierra (línea roja) y promedio anual de la radiación saliente en onda larga emitido por la tierra y la atmósfera (línea azul).

Ene

rgía

radi

ante

an

ual

Transferencia de calor

Latitud ºNºS

Distribución global del desequilibrio neto (promedio anual) entre la radiación solar incidente neta y la radiación saliente en onda larga. Los valores positivos indican un flujo descendente. Ref NASA ERBE

El cambio promedio en la TSI durante el ciclo solar es de aproximadamente 1,5 W/m2 o aproximadamente el 0,1 por ciento. FUENTE: Dr. Greg Kopp, Universidad de Colorado,

Evolución temporal de la irradiancia solar total (TSI) observada a partir de siete monitores órbitales diferentes de la TSI, junto con el número  mensual de manchas solares. 

Energía irradiada por el Sol

Balance de radiación Tierra - Atmósfera

U.S. Weather Service

342 W/m2

IPCC

Mediciones recientes indican que la Tierra está absorbiendo actualmente 0,85 ± 0,15 W/m2 más de lo que emite hacia el espacio (Hansen et al.2005). 

Excentricidad Inclinación u oblicuidad Precesión

Ciclos de Milankovitch

nutación

Parámetros orbitalesExcentricidad

Periodo de variación de unos 100000 años

sol

Tierra

Parámetros orbitalesInclinación u oblicuidad

Período de variación alrededor de 41000 años.

Varía entre 21,5º y 24,5º

Actualmente es de 23,5º

Parámetros orbitalesPrecesión orbital

El cambio de dirección del eje de rotación  altera la orientación de la Tierra con respecto al perihelio y afelio.

Período de variación de unos 20000 años

PRECESION(APROX. 20000 AÑOS)

Excentricidad

Oblicuidad

Precesión

Insolación(W/m2)Verano boreal

Excentricidad

Derivada de la concentración de CO2 en hielos de las perforaciones en Vostok