De niña,
mi comprensión de las estaciones
indicaba que diciembre y enero eran fríos
y estaban cubiertos de nieve,
abril y mayo rebosaban de flores,
julio y agosto eran cálidos y soleados,
y septiembre y octubre eran un caleidoscopio de hojas de colores.
Así funcionaba el mundo
y eso era mágico.
Si me hubieran dicho en ese entonces
que un tercio de la población del planeta
nunca había visto la nieve
o que el 4 de julio no era incuestionablemente un día de playa,
yo habría pensado que estaban locos.
Pero en realidad, el cambio de estaciones, con 4 estaciones bien diferenciadas
solo ocurre en 2 regiones del planeta.
E, incluso en estas 2,
las estaciones están invertidas.
Pero, ¿por qué?
Mucha gente ha oído hablar de un astrónomo
llamado Johannes Kepler
que demostró que las órbitas planetarias son elípticas
y que el sol no está en el centro de la órbita.
Ese descubrimiento fue muy importante
hace cientos de años.
Resolvió muchos problemas matemáticos
que tenían los astrónomos
con las mediciones de la órbita planetaria.
Si bien es cierto que nuestra órbita no es perfectamente circular,
esas fotos de nuestros libros de ciencia,
de la TV y de las películas
dan una imagen exagerada
de lo alargada que es nuestra órbita.
De hecho, la órbita terrestre es casi un círculo perfecto.
Sin embargo, como la órbita terrestre técnicamente es una elipse,
a pesar de que no lo parece,
y de que el sol no está justo en el centro,
eso significa que nuestra distancia al sol
cambia a lo largo del año.
¡Ajá!
¡El invierno ocurre cuando la Tierra está más lejos del sol!
Bueno, no, no tan rápido.
La Tierra está más cerca del sol
en enero que en julio,
5 millones de kilómetros.
Enero está exactamente en el medio
de la estación más fría del año
para la gente del norte.
¿Todavía no están convencidos?
¿Qué tal esto?
El verano y el invierno ocurren en simultáneo
en la superficie del planeta.
Cuando es invierno en Connecticut,
es verano en Nueva Zelanda.
Entonces, si no se trata de la distancia al sol,
¿qué otra cosa podría ser?
Bueno, también tenemos que saber
que la Tierra no está en un eje vertical.
Está inclinada.
Esa inclinación axial del planeta
es una de las principales razones de las estaciones.
La Tierra gira sobre su eje
que tiene una inclinación vertical de 23,5 grados.
Al mismo tiempo, gira alrededor del sol
con el eje siempre apuntando en la misma dirección en el espacio.
Junto con la inclinación,
la rotación hace que la cantidad
de horas de luz en una región cambie
con el transcurrir del año
con más horas en verano
y menos en invierno.
Así, cuando el sol brilla sobre la Tierra, esta que se calienta.
Después de la puesta del sol, tiene tiempo de enfriarse.
Así, en verano,
cualquier lugar que esté a unos 40 grados al norte del ecuador,
como Hartford, en Connecticut,
recibirá 15 horas de luz al día
y 9 horas de oscuridad.
Se calienta más de lo que se enfría.
Esto ocurre día tras día,
hay un efecto neto de calentamiento.
¡Recuerden esto para más tarde!
En invierno ocurre lo opuesto.
Hay muchas más horas de enfriamiento
que horas de calentamiento,
y día tras día, esto se traduce en un efecto de enfriamiento.
Lo interesante es que, conforme avanzamos hacia el norte,
la cantidad de horas de luz se incrementa en verano.
Así Juneau, en Alaska, recibe unas 19 horas de luz
el mismo día de verano en que Tallahassee, en Florida, recibe unas 14 horas.
De hecho, en el verano del Polo Norte,
el sol nunca se pone.
Bien, se trata de las horas de luz, ¡lo entendí!
Bueno, no, hay otra pieza importante en este rompecabezas.
Si las horas de luz fueran lo único
que determinara la temperatura media,
el Polo Norte, ¿no sería el lugar más cálido
del planeta en el verano del norte
dado que recibe 24 horas de luz
en los meses del solsticio de verano?
Pero es el Polo Norte.
Todavía hay témpanos en el agua
y nieve en el suelo.
Entonces, ¿qué está pasando?
La Tierra es una esfera
por eso la cantidad de energía solar que recibe un área
cambia en función de lo alto que esté el sol en el cielo,
lo que, como saben, cambia durante el día
entre el amanecer y el atardecer.
Pero, la altura máxima también cambia durante el año,
con la altura máxima del sol durante los meses estivales
y la máxima absoluta al mediodía del solsticio de verano,
que es el 21 de junio en el hemisferio norte
y el 21 de diciembre en el hemisferio sur.
Esto se debe a que conforme gira la Tierra,
el hemisferio norte termina inclinado
opuesto al sol en invierno
y hacia el sol en verano,
lo que pone al sol más directamente sobre la cabeza
durante períodos más largos.
¿Recuerdan el aumento de horas de luz en verano?
La energía solar por kilómetro cuadrado aumenta
conforme el sol está más alto en el cielo.
Así, cuando el sol está en ángulo,
la cantidad de energía suministrada
a cada cuadrado de zona iluminada es menor.
Por lo tanto, a pesar de que el Polo Norte recibe 24 horas
de luz de sol para calentarse,
la luz que recibe está tan esparcida
que entrega menos energía que en un lugar más al sur,
donde el sol está más alto en el cielo
porque está más inclinado hacia el sol.
Además, el Polo Norte tiene mucho que compensar.
Se estuvo enfriando en ausencia total de luz solar
durante 6 meses seguidos.
Por lo tanto, en el cambio de estaciones, donde quiera que estén,
pueden apreciar no solo la belleza de cada nueva estación
sino la complejidad astronómica
que nos brindan.