Solsticio de invierno: la ciencia detrás del día más corto del año

El solsticio de invierno anuncia el inicio astronómico del invierno, marcando el día del año con la menor cantidad de luz solar. Pero, ¿cuál es la ciencia detrás de los días más cortos y las noches más largas?

El solsticio de invierno, las cuatro estaciones, para el caso, se produce porque la Tierra está inclinada en un ángulo de unos 23,5 grados con respecto al sol. Michael SF Kirk dice que nuestro planeta no gira sobre un eje recto, sino que «se inclina un poco» (se abre en una nueva pestaña)astrofísico investigador en la División de Ciencias Heliofísicas del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Esta inclinación significa que los hemisferios norte y sur reciben diferentes cantidades de luz solar y, a medida que nuestro planeta gira alrededor del sol, cada hemisferio recibe una cantidad diferente de luz a lo largo del año, razón por la cual experimentamos estaciones. Gran parte del hemisferio norte recibe poca luz solar durante los meses de invierno, mientras que el hemisferio sur hace exactamente lo contrario: disfruta del verano durante el invierno del hemisferio norte y del invierno prolongado mientras disfruta del verano en el hemisferio norte.

Pero mientras que el solsticio de invierno en el hemisferio norte se reconoce como un día completo, ocurre en un instante, cuando el polo norte se inclina hasta 23,5 grados del sol. Esa posición mantiene al Polo Norte alejado del sol, dejándolo en completa oscuridad, dijo Kirk.

En 2023, el solsticio de invierno tendrá lugar en 21 de diciembre, hemisferio norte 4:48 p. m. EST (21:48 UTC).

En el hemisferio sur, ese momento marcará el solsticio de verano, o el día con más horas de luz del año, ya que el Polo Sur estará inclinado hacia el sol y recibirá más luz solar. «Esto [northern] El solsticio de invierno es cuando el Polo Norte está completamente envuelto en la oscuridad; el Polo Sur es completamente brillante, es lo opuesto allí, y es verano», dijo Kirk a WordsSideKick.com.

Debido a la inclinación de la Tierra con respecto al Sol, nuestro planeta tiene cuatro estaciones que comienzan y terminan con los solsticios y equinoccios. (Fuente de la imagen: Shutterstock)

¿Qué le sucede al sol en el solsticio de invierno?

En el solsticio de invierno de diciembre, cuanto más al norte vayas en el hemisferio norte, menos horas de sol hay. La gente de este hemisferio podría notar que el sol no está tan alto ni siquiera al mediodía.

Durante los equinoccios, los dos días del año en que ambos hemisferios experimentan la misma cantidad de día y noche, el sol aparece directamente sobre su cabeza, 90 grados sobre el ecuador al mediodía. Pero en el solsticio de invierno del hemisferio norte, el sol del mediodía aparece directamente sobre nosotros en latitudes más bajas: el Trópico de Capricornio, a unos 23,5 grados al sur del ecuador, que atraviesa Australia, Chile, el sur de Brasil y el norte de Sudáfrica.Según el Sistema de Observación del Océano de las Islas del Pacífico, el Trópico de Capricornio es la latitud más austral en la que el Sol puede aparecer directamente sobre su cabeza al mediodía. (se abre en una nueva pestaña)un proyecto basado en la Universidad de Hawaii.

Debido a que el sol alcanza su punto máximo en una latitud tan al sur al mediodía, en latitudes más altas del norte, el sol «simplemente sale y se pone justo sobre el horizonte», dijo Kirk.

En el solsticio de invierno, el sol aparece bajo en el cielo al mediodía. Por el contrario, el sol del mediodía aparece alto en el cielo en el solsticio de verano. (Fuente de la imagen: Shutterstock)

¿Por qué varían las fechas del solsticio de invierno?

Cada año, el solsticio de invierno en el hemisferio norte cae en uno de dos días: 21 de diciembre o 22 de diciembre. En el hemisferio sur, el solsticio de invierno ocurre el 20 o 21 de junio.

Las fechas varían porque el calendario gregoriano tiene 365 días, con un día bisiesto adicional agregado en febrero cada cuatro años.De hecho, la Tierra tarda 365,25 días en dar una vuelta alrededor del sol, informa la NASA (se abre en una nueva pestaña)Debido a esta diferencia, el solsticio de invierno no siempre ocurre el mismo día.

distancia de la tierra al sol

Algunas partes del hemisferio norte son tan frías en invierno que podrías pensar que la Tierra está más lejos del sol en este momento. «En realidad, todo lo contrario», dijo Kirk. «En el hemisferio norte, el invierno ocurre cuando estamos más cerca del sol».

La Tierra está en promedio a unos 150 millones de kilómetros (93 millones de millas) del sol, según la NASA. (se abre en una nueva pestaña)La Tierra estará más cerca del sol, o en perihelio, existir A las 11:17 a. m. EST del 4 de enero de 2023, se alcanzarán 147 098 924 kilómetros (91 403 034 millas) Según el almanaque, desde el sol (se abre en una nueva pestaña).

La Tierra estará más alejada del sol, o en Apogeo, existir 6 de julio de 2023 4:06 p. m. EST Cuando es 94,506,364 Millas (152,093,250 Kilómetros) Mantente alejado de nuestras estrellas.

¿Cuánto dura el invierno?

Astronómicamente, o en términos de solsticios y equinoccios, el invierno comienza en el solsticio y termina en el equinoccio. Así, el invierno en el Hemisferio Norte dura desde el 21 o 22 de diciembre hasta el 19, 20 o 21 de marzo.Debido a que la Tierra tiene una órbita elíptica o elíptica, las estaciones varían en duración; según timeanddate.com, el invierno dura un promedio de 89 días en el hemisferio norte y 93,6 días en el hemisferio sur. (se abre en una nueva pestaña).

Meteorológicamente (desde una perspectiva climática), el invierno en los EE. UU. dura del 1 de diciembre al 28 o 29 de febrero, que suelen ser meses fríos en la mayor parte de los EE. UU., según Weather Underground. (se abre en una nueva pestaña)Usando esta definición, el invierno dura 89 o 90 días.

¿Qué significa solsticio?

Según la NASA, el camino del sol a través del cielo se ve tan similar en los días anteriores y posteriores al solsticio de invierno que parece seguir el mismo camino todos los días, de ahí el nombre Solsticio, que significa «el sol se detiene» en latín. (se abre en una nueva pestaña)Pero, de hecho, no lo es. La trayectoria del sol es ligeramente diferente en estos días, pero eso es difícil de notar sin los instrumentos modernos.

¿Por qué el solsticio de invierno no es el día más frío?

Si hay tan poca luz solar en el hemisferio norte en el solsticio de invierno, ¿por qué no es el día más frío del año?

«La forma más intuitiva [to understand it] Es que todo toma tiempo para enfriarse”, dijo Kirk. “El sol recibe cada vez menos radiación, y hay cada vez menos calor en la Tierra. A la tierra y los océanos les lleva mucho tiempo irradiar toda esa energía y enfriarse por la falta de luz solar. «

Una vez que la tierra y el océano se enfrían, pueden pasar semanas o meses hasta que se calienten nuevamente. Después del solsticio de invierno, los días en el hemisferio norte comienzan a alargarse. Pero el sol todavía no dura tanto como en verano; por ejemplo, las latitudes medias del hemisferio norte experimentan alrededor de 9 horas de sol en las semanas posteriores al solsticio de invierno, mientras que reciben alrededor de 15 horas de sol al día alrededor del solsticio de verano. . Además, el hemisferio norte permanece alejado del sol, lo que lo hace más frío.

¿Cuándo es el solsticio de invierno?

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celebración del solsticio de invierno

Muchas culturas reconocen el solsticio de invierno. El sitio prehistórico más famoso asociado con el solsticio de invierno está en Stonehenge en Inglaterra. Cuando el sol se pone en el día más corto del año, los rayos del sol se alinean con el altar y matan piedras en el centro de Stonehenge, lo que puede tener un significado espiritual para quienes construyeron el monumento.

En la Península de Yucatán en México, la antigua ciudad maya de Tulum, con paredes de piedra, también tiene una estructura que conmemora el solsticio. Cuando sale el sol en los solsticios de invierno y verano, su luz brilla a través de un pequeño agujero en la parte superior de uno de los edificios de piedra, creando un efecto de estrella.

«Creo que existe una conexión profunda entre nuestras vidas como humanos y la cantidad de luz solar y los patrones estacionales que experimentamos», dijo Kirk.