La ciencia del solsticio de invierno

El 21 de diciembre tiene lugar el solsticio de invierno. Marca la llegada de la estación más fría del año al hemisferio norte. Además, es también el día con la menor cantidad de horas de luz, y la situación inversa en el hemisferio sur. Pero… ¿por qué sucede?

Un solsticio que dura un momento

La ciencia del solsticio de invierno

Un bonito paisaje invernal.

Amanece tarde y el sol se pone pronto. Es un día corto y una noche muy larga. Al menos para los que vivimos en el hemisferio norte. El solsticio de invierno indca la noche más larga y el día más corto del año. Al mismo tiempo, el hemisferio sur vive la situación contraria. Allí tiene lugar el solsticio de verano, con el día más largo y la noche más corta del año. El solsticio tiene lugar a las 17:16 (hora peninsular española, 16:16 en las Islas Canarias).

El solsticio sucede en todo el mundo al mismo tiempo. Así que, llega a las 10:16 en Ciudad de México, 11:16 en Colombia (y otros países con la misma franja horaria) y la 13:16 en Argentina y Chile. Marca el momento en el que el sol alcanza el punto más al sur en la bóveda celeste. Tradicionalmente, se trata toda la jornada como el momento del solsticio, pero en realidad sucede en un momento muy concreto.

Es el momento en el que el Polo Norte alcanza su inclinación de 23,5 grados respecto al Sol. Marcando la llegada de seis meses de oscuridad en el polo norte, porque nuestra estrella nunca llega a elevarse por encima del horizonte en esa región. Al mismo tiempo, sucede lo contrario en el Polo Sur. Marca la llegada de los seis meses de iluminación porque, del mismo modo, el Sol nunca llega a ponerse en el horizonte.

¿Qué es el solsticio de invierno?

Stonehenge.

Los primeros seres humanos sabían que el recorrido del sol, a lo largo del cielo, la duración del día y el lugar del amanecer y el anochecer cambiaban de forma regular a lo largo del año. Construyeron monumentos como Stonehenge, en Inglaterra, o Machu Pichu, en Perú, para poder seguir el avance anual del sol. Hoy en día, entendemos el solsticio de invierno de una manera diferente gracias a la ciencia.

Es un evento astronómico, provocado por la inclinación del eje de la Tierra y el movimiento que describe nuestro planeta alrededor del Sol. La Tierra está inclinada respecto al plano imaginario en el que se mueve en el espacio. Esa inclinación de 23,5 grados provoca que los hemisferios norte y sur reciban diferentes cantidades de luz solar y calor de forma directa. De hecho, es la inclinación del eje, y no la distancia al Sol, la que provoca el invierno y el verano.

En el solsticio de invierno, el hemisferio norte alcanza su mayor inclinación, de todo el año, lejos del Sol. En ese momento, el planeta está colocada, en su órbita, de manera que nuestra estrella nunca se eleva por encima del horizonte del polo norte. Del mismo modo, visto desde 23,5 grados al sur del ecuador, en la línea imaginaria que recorre el planeta y que conocemos como el Trópico de Capricornio, el sol se encuentra justo encima en el mediodía. Es el punto más al sur que alcanza el Sol.

Las señales del solsticio de invierno en la naturaleza

Mapa de iluminación de la Tierra en el momento del solsticio de invierno de 2017.
Crédito: US Naval Observatory

Todas las ubicaciones al sur del ecuador tienen un día de más de 12 horas en el solsticio de invierno. Del mismo modo, todos los lugares al norte del ecuador tienen un día de menos de 12 horas. En el hemisferio norte, el día más corto llega en el solsticio de invierno. A partir de ahí, los días comienzan a alargarse y las noches a acortarse. Es un ciclo estacional que prácticamente cualquier persona puede identificar con el paso del tiempo.

Para la naturaleza el cambio no es menos notable. Para todos los seres vivos, la longitud del día es fundamental. A fin de cuentas, el Sol es la fuente de toda la luz y calor que llega a nuestro planeta. Si vives en el hemisferio norte, puedes notar que amanece más tarde y anochece más temprano. Además, el sol describe un arco bajo en el cielo. Quizá incluso hayas visto lo bajo que está, en el cielo, cuando llega el mediodía en tu región.

De hecho, si miras tu propia sombra en el mediodía del solsticio de invierno, en el hemisferio norte, estarás observando tu sombra más larga de cualquier mediodía del año. En el hemisferio sur, todo esto se invierte. Amanece cada vez más temprano y amanece cada vez más tarde. El sol describe un arco mucho más alto en la bóveda celeste y, por supuesto, tu sombra, al mediodía, es la más corta de cualquier otro momento del año.

El solsticio de invierno no marca el atardecer más temprano del año

Recorrido del sol en el firmamento, visto desde Alberta, en Canadá. El lapso de tiempo es desde el solsticio de verano (el 21 de junio) hasta el solsticio de invierno (21 de diciembre).
Crédito: Ian Hennes

Parece lógico suponer que el día del solsticio de invierno es, también, el día en el que atardece más temprano. El solsticio de invierno marca el día más corto del año en el hemisferio norte, y el más largo del hemisferio sur. Sin embargo, el atardecer más temprano del año (o el amanecer más temprano si estás en el hemisferio sur) tiene lugar antes del solsticio de diciembre. ¿Cuál es la explicación de esta aparente contradicción?

La clave para entender por qué no coincide con el solsticio está en no observar el momento de amanecer o de atardecer. En su lugar, hay que prestar atención a algo llamado el mediodía solar real. Es decir, el momento del día en el que el sol alcanza el punto más alto en su recorrido a través del cielo. A principios de diciembre, el mediodía solar real tiene lugar unos 10 minutos antes que en el momento del solsticio.

Como el mediodía solar tiene lugar algo más tarde en la jornada del solsticio, también amanece y anochece algo más tarde. De ahí que el atardecer más temprano, en el hemisferio norte, y el amanecer más temprano, en el hemisferio norte, tengan lugar antes de la llegada del solsticio. Por cierto, el amanecer más tardío tampoco tiene lugar en el solsticio. Tiene lugar (en el hemisferio norte) en los primeros días de enero.

¿Cuál es la explicación?

Un bonito paisaje invernal.

Hay dos motivos por los que no se produce esa coincidencia con el solsticio. El primero es la inclinación del eje de la Tierra. El segundo es que la órbita de la Tierra es ligeramente elíptica. Como no es un círculo perfecto, cuando está más cerca del Sol, se mueve algo más rápido en su órbita. El punto más cercano al Sol, el perihelio, tiene lugar a principios de enero. Así que en estas fechas es cuando la Tierra se mueve más rápido. Unos 30 kilómetros por segundo más rápido que la velocidad media.

Eso sí, la fecha exacta del atardecer más temprano tiene que ver con la latitud. En latitudes no demasiado alejadas del ecuador, tiene lugar a primeros de diciembre cada año. En latitudes más al norte, como en Canadá o Alaska, sucede a mediados de mes. Cerca del círculo ártico, tanto el atardecer más temprano como el solsticio ocurren casi a la vez. Las fechas exactas varían, pero la secuencia es siempre la misma: el amanecer más temprano llega a primeros de diciembre, el día más corto en el solsticio de invierno, y el amanecer más tardío a principios de enero.

Así que, si alguna vez te has preguntado por qué el invierno llega al hemisferio norte cuando la Tierra está más cerca del Sol, ahora seguramente tengas la respuesta. No tiene nada que ver con la distancia a la que estamos de nuestra estrella. En su lugar, todo viene regido por la inclinación de nuestro planeta respecto al plano de la eclíptica. Ese plano imaginario en el que todos los planetas se mueven en el Sistema Solar. ¡Feliz invierno (o verano, según donde estés) a todos!

Referencias: EarthSky

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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1 respuesta

  1. Bonderman dice:

    Muchas gracias, Alex, y sí. Me había preguntado por qué, cuando la tierra está más cerca del sol, se daba el invierno en el hemisferio norte.

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