Las estaciones son los periodos del año en los que las condiciones climáticas imperantes se mantienen, en una determinada región, dentro de un cierto rango. Estos periodos duran aproximadamente tres meses y se denominan primavera, verano, otoño e invierno aunque en las regiones de la tierra cercanas al ecuador las estaciones son sólo dos, la estación seca y la lluviosa ya que en ellas varía drásticamente el régimen de lluvias, pero no así la temperatura.
Ciertas culturas como las indígenas de Australia dividen el año en seis estaciones.
Métodos de clasificación
Vista de la cara sur de la Sierra de Guadarrama (centro de España) en tres estaciones diferentes: invierno (arriba), primavera (centro) y otoño (abajo).Existen cuatro métodos principales para dividir el año en estaciones:
el método astronómico o tradicional, que se basa en los acontecimientos astronómicos relacionados con la posición de la tierra respecto al sol,
el método meteorológico, que se basa en acontecimientos climáticos, sobre todo en la temperatura,
el método fenológico, que se basa en acontecimientos relacionados con los cambios en la naturaleza al pasar el tiempo (fauna y flora).
el método tradicional asiático/irlandés, basado en la insolación o radiación solar.
Método astronómico [editar]Las cuatro estaciones tradicionales tienen su inicio y final marcados por acontecimientotes astronómicos (equinoccios y solsticios).
Primavera (entre el equinoccio de primavera y el solsticio de verano)
Verano (entre el solsticio de verano y el equinoccio de otoño)
Otoño (entre el equinoccio de otoño y el solsticio de invierno)
Invierno (entre el solsticio de invierno y el equinoccio de primavera).
Debido a la inercia térmica de la atmósfera terrestre y sus océanos, el clima de cada región está desfasado ligeramente con respecto a los períodos de mayor y menor insolación solar. Por ejemplo, en el hemisferio sur el día de mayor insolación es el 21 de diciembre, pero la masa terrestre y oceánica tarda en calentarse y la temperatura máxima se da en enero, un mes después.
Método meteorológico
El modelo de las estaciones del año basado en la astronomía presenta limitaciones cuando se analiza el año de manera meteorológica teniendo en cuenta indicadores como la temperatura y la precipitación. Así, el verano astronómico no coincide con la fase del año con mayor temperatura ni el invierno con la de menor temperatura, y la primavera astronómica en casi todos los casos es ligeramente más cálida que el otoño astronómico.
Por tal razón, en la meteorología la división del año en estaciones es ligeramente diferente:
Primavera: trimestre con ascenso de temperatura (marzo, abril y mayo en el hemisferio norte; septiembre, octubre y noviembre en el hemisferio sur)
Verano: trimestre con mayor temperatura (junio, julio y agosto en el hemisferio norte; diciembre, enero y febrero en el hemisferio sur)
Otoño: trimestre con descenso de temperatura (septiembre, octubre y noviembre en el hemisferio norte; marzo, abril y mayo en el hemisferio sur)
Invierno: trimestre con menor temperatura (diciembre, enero y febrero en el hemisferio norte; junio, julio y agosto en el hemisferio sur)
Ciertas culturas como las indígenas de Australia dividen el año en seis estaciones.
Métodos de clasificación
Vista de la cara sur de la Sierra de Guadarrama (centro de España) en tres estaciones diferentes: invierno (arriba), primavera (centro) y otoño (abajo).Existen cuatro métodos principales para dividir el año en estaciones:
el método astronómico o tradicional, que se basa en los acontecimientos astronómicos relacionados con la posición de la tierra respecto al sol,
el método meteorológico, que se basa en acontecimientos climáticos, sobre todo en la temperatura,
el método fenológico, que se basa en acontecimientos relacionados con los cambios en la naturaleza al pasar el tiempo (fauna y flora).
el método tradicional asiático/irlandés, basado en la insolación o radiación solar.
Método astronómico [editar]Las cuatro estaciones tradicionales tienen su inicio y final marcados por acontecimientotes astronómicos (equinoccios y solsticios).
Primavera (entre el equinoccio de primavera y el solsticio de verano)
Verano (entre el solsticio de verano y el equinoccio de otoño)
Otoño (entre el equinoccio de otoño y el solsticio de invierno)
Invierno (entre el solsticio de invierno y el equinoccio de primavera).
Debido a la inercia térmica de la atmósfera terrestre y sus océanos, el clima de cada región está desfasado ligeramente con respecto a los períodos de mayor y menor insolación solar. Por ejemplo, en el hemisferio sur el día de mayor insolación es el 21 de diciembre, pero la masa terrestre y oceánica tarda en calentarse y la temperatura máxima se da en enero, un mes después.
Método meteorológico
El modelo de las estaciones del año basado en la astronomía presenta limitaciones cuando se analiza el año de manera meteorológica teniendo en cuenta indicadores como la temperatura y la precipitación. Así, el verano astronómico no coincide con la fase del año con mayor temperatura ni el invierno con la de menor temperatura, y la primavera astronómica en casi todos los casos es ligeramente más cálida que el otoño astronómico.
Por tal razón, en la meteorología la división del año en estaciones es ligeramente diferente:
Primavera: trimestre con ascenso de temperatura (marzo, abril y mayo en el hemisferio norte; septiembre, octubre y noviembre en el hemisferio sur)
Verano: trimestre con mayor temperatura (junio, julio y agosto en el hemisferio norte; diciembre, enero y febrero en el hemisferio sur)
Otoño: trimestre con descenso de temperatura (septiembre, octubre y noviembre en el hemisferio norte; marzo, abril y mayo en el hemisferio sur)
Invierno: trimestre con menor temperatura (diciembre, enero y febrero en el hemisferio norte; junio, julio y agosto en el hemisferio sur)
Método fenológico
La fenología investiga los ciclos y cambios en la naturaleza a lo largo del año. Ejemplos son el crecimiento vegetal, el florecimiento de las distintas especies o los ciclos reproductivos y las migraciones de animales por razones climáticas. Para esta disciplina de la ciencia, tanto la división tradicional como la meteorológica son demasiado imprecisas para determinar las estaciones del año. Además, en cada zona climática las estaciones se dan de manera diferente. Un ejemplo: Para la fenología el invierno consiste en el período de tiempo sin crecimiento vegetal. Este período no siempre dura tres meses, por ejemplo en zonas con clima boreal/continental puede durar hasta nueve (Ej. Siberia).
De acuerdo al desarrollo de su naturaleza, para la fenología cada zona climática tiene estaciones diferentes y también existen bastantes más que cuatro subdivisiones. En Europa central, por ejemplo, la fenología divide el año en 12 estaciones diferentes, de las cuales siempre tres son subdivisiones de las cuatro estaciones principales.
Método tradicional asiático/irlandés
En algunas culturas del hemisferio norte existe, además de los tres métodos más reconocidos, un método alternativo basado en la insolación o radiación solar. Según este método, los equinoccios y solsticios no marcan el paso de una estación a otra, sino el "día central" de la estación. El verano, como base de la clasificación, es el trimestre con mayor insolación. Por lo tanto se da un desfase de alrededor de 7 semanas con el método astronómico tradicional y uno de 4 semanas con el método meteorológico. Las estaciones se clasifican de la siguiente manera, de acuerdo a sus comienzos, que varían según la cultura:
Primavera: entre el 2 y el 7 de febrero
Verano: entre el 4 y el 10 de mayo
Otoño: entre el 3 y el 10 de agosto
Invierno: entre el 5 y el 10 de noviembre
Como consecuencia, al igual que con el método tradicional astronómico se da un desfase con los datos de la temperatura, pero invertido a éste: el otoño aquí es más cálido que la primavera.
La causa de las estaciones
Contrariamente a lo que piensa mucha gente, la sucesión de las estaciones no se debe a que en su movimiento elíptico la Tierra se aleje y acerque al Sol. Esto tiene un efecto prácticamente imperceptible.
La causa es la oblicuidad de la inclinación del eje de giro del globo terrestre. Este eje se halla siempre orientado en la misma dirección (salvo el fenómeno de la precesión) y por tanto los hemisferios boreal y austral son desigualmente iluminados por el sol. Cada seis meses la situación se invierte.
Si el eje de la Tierra no estuviese inclinado respecto a la Eclíptica, el Sol se hallaría todo el año sobre el ecuador; culminaría todos los días del año a la misma altura sobre el horizonte, que sería igual a la misma latitud N y S, y tanto menor cuanto mayor fuese la latitud h=90-latitud, por lo cual no habría estaciones.
Las estaciones no tienen la misma duración, ya que la Tierra recorre su trayectoria alrededor del Sol con una velocidad variable. Va más deprisa cuanto más cerca está del Sol ya que proporciona mayor energía y más despacio cuanto más alejada ya que proporciona menos energía.
El rigor de las estaciones en cada hemisferio no depende de la distancia al Sol. Como el hemisferio Norte tiene más superficie sólida que el hemisferio Sur, cuando es Verano en el Norte la superficie se calienta más rápido y reemite el calor a la atmósfera, generando temperaturas más elevadas. En cambio, como el hemisferio Sur tiene una superficie cubierta mayormente por agua, en el Verano del Sur el calor proveniente del Sol es absorbido por el agua de los océanos y es reemitido a la atmósfera más lentamente, por lo que la temperatura alcanzada no es tan alta como en los veranos del Norte. Durante el Invierno ocurre algo similar. Cuando el Sol calienta el hemisferio Norte en el Invierno, el calor es reemitido a la atmósfera muy rápido, por lo cual la temperatura no se eleva ya que los días son cortos y el Sol no calienta por mucho tiempo. Cuando se produce el Invierno en el hemisferio Sur el calor del Sol es absorbido por los océanos y reemitido a la atmósfera de forma más gradual, y por lo tanto moderando la temperatura. Todo esto se produce a pesar de que cuando el hemisferio Sur se encuentra en Verano, la Tierra se ubica más cerca del Sol, y sin embargo el Norte tiene un Invierno más intenso.
Movimiento anual
De acuerdo al desarrollo de su naturaleza, para la fenología cada zona climática tiene estaciones diferentes y también existen bastantes más que cuatro subdivisiones. En Europa central, por ejemplo, la fenología divide el año en 12 estaciones diferentes, de las cuales siempre tres son subdivisiones de las cuatro estaciones principales.
Método tradicional asiático/irlandés
En algunas culturas del hemisferio norte existe, además de los tres métodos más reconocidos, un método alternativo basado en la insolación o radiación solar. Según este método, los equinoccios y solsticios no marcan el paso de una estación a otra, sino el "día central" de la estación. El verano, como base de la clasificación, es el trimestre con mayor insolación. Por lo tanto se da un desfase de alrededor de 7 semanas con el método astronómico tradicional y uno de 4 semanas con el método meteorológico. Las estaciones se clasifican de la siguiente manera, de acuerdo a sus comienzos, que varían según la cultura:
Primavera: entre el 2 y el 7 de febrero
Verano: entre el 4 y el 10 de mayo
Otoño: entre el 3 y el 10 de agosto
Invierno: entre el 5 y el 10 de noviembre
Como consecuencia, al igual que con el método tradicional astronómico se da un desfase con los datos de la temperatura, pero invertido a éste: el otoño aquí es más cálido que la primavera.
La causa de las estaciones
Contrariamente a lo que piensa mucha gente, la sucesión de las estaciones no se debe a que en su movimiento elíptico la Tierra se aleje y acerque al Sol. Esto tiene un efecto prácticamente imperceptible.
La causa es la oblicuidad de la inclinación del eje de giro del globo terrestre. Este eje se halla siempre orientado en la misma dirección (salvo el fenómeno de la precesión) y por tanto los hemisferios boreal y austral son desigualmente iluminados por el sol. Cada seis meses la situación se invierte.
Si el eje de la Tierra no estuviese inclinado respecto a la Eclíptica, el Sol se hallaría todo el año sobre el ecuador; culminaría todos los días del año a la misma altura sobre el horizonte, que sería igual a la misma latitud N y S, y tanto menor cuanto mayor fuese la latitud h=90-latitud, por lo cual no habría estaciones.
Las estaciones no tienen la misma duración, ya que la Tierra recorre su trayectoria alrededor del Sol con una velocidad variable. Va más deprisa cuanto más cerca está del Sol ya que proporciona mayor energía y más despacio cuanto más alejada ya que proporciona menos energía.
El rigor de las estaciones en cada hemisferio no depende de la distancia al Sol. Como el hemisferio Norte tiene más superficie sólida que el hemisferio Sur, cuando es Verano en el Norte la superficie se calienta más rápido y reemite el calor a la atmósfera, generando temperaturas más elevadas. En cambio, como el hemisferio Sur tiene una superficie cubierta mayormente por agua, en el Verano del Sur el calor proveniente del Sol es absorbido por el agua de los océanos y es reemitido a la atmósfera más lentamente, por lo que la temperatura alcanzada no es tan alta como en los veranos del Norte. Durante el Invierno ocurre algo similar. Cuando el Sol calienta el hemisferio Norte en el Invierno, el calor es reemitido a la atmósfera muy rápido, por lo cual la temperatura no se eleva ya que los días son cortos y el Sol no calienta por mucho tiempo. Cuando se produce el Invierno en el hemisferio Sur el calor del Sol es absorbido por los océanos y reemitido a la atmósfera de forma más gradual, y por lo tanto moderando la temperatura. Todo esto se produce a pesar de que cuando el hemisferio Sur se encuentra en Verano, la Tierra se ubica más cerca del Sol, y sin embargo el Norte tiene un Invierno más intenso.
Movimiento anual
En realidad el plano de la Eclíptica en el cual se mueve aparentemente el sol forma un ángulo de 23° 26' con el plano del ecuador. Por consiguiente este astro solo puede hallarse en el cenit de un observador ecuatorial cuando pasa por la intersección de ambos planos, línea de los equinoccios, lo cual ocurre sobre el 20 ó 21 de marzo cuando el Sol pasa del Hemisferio Sur al Norte, y el 22 ó 23 de septiembre cuando pasa del Norte al Sur. Entre esos dos momentos, el día 20 ó 21 de junio el Sol alcanza en el hemisferio boreal su máxima declinación (distancia angular al ecuador) lo que ocurre para el Hemisferio Sur el 21 ó 22 de diciembre.
El día que el Sol cruza el ecuador, el movimiento de rotación de la Tierra le hace describir una trayectoria ecuatorial aparente, estando 12h por arriba del horizonte y 12 por debajo, en cualquier latitud. Si es Marzo a partir de esa fecha el Sol culmina más alto en los lugares del Hemisferio Norte y cada vez más bajo sobre el H. Sur. Los días se alargan en el Norte y acortan en el Sur. Por si fuese poco los rayos solares caen cada vez más perpendiculares en el Norte y más rasantes en el Sur. La consecuencia de este proceso es un calentamiento primaveral del Norte y un enfriamiento otoñal del Sur, lo cual prosigue hasta el 22 de junio. En esta fecha el Sol pasa por el solsticio de verano y se inicia en el Norte esa estación mientras en el Sur comienza el invierno.
El Sol ese día alcanza en el Hemisferio Norte su máxima altura sobre el horizonte alcanzando al mediodía el cenit en el Trópico de Cáncer, es decir el paralelo 23°27'N. Todas las regiones situadas a latitud mayor que 66°33'N (correspondientes al círculo polar Ártico) reciben permanentemente la luz del Sol. En el resto del hemisferio los días son los más largos y las noches las más cortas. En el hemisferio austral por el contrario la situación es totalmente la contraria, es invierno, los días cortos y las noches largas, en el círculo polar Antártico es noche permanente.
A partir de esa fecha, la declinación solar disminuye y en consecuencia el sol culmina cada vez a menor altura en el Norte y a mayor altura en el Sur. El 22, 23 de Septiembre el sol vuelve a estar en el Ecuador y los días y las noches duran igual en los dos hemisferios. Las temperaturas en el Norte han ido bajando y subiendo en el Sur. Al llegar el 21 de Diciembre entra el invierno en el hemisferio boreal y el verano en el austral produciéndose la situación inversa a la del 21 de junio. Por último se llega al 21 marzo donde comienza de nuevo el ciclo anual. Este ciclo presenta ciertas irregularidades inherentes a la órbita terrestre que es una elipse con el sol ocupando uno de los focos.
Comienzo de las estaciones
Las estaciones varían su inicio porque el año civil dura 365 o 366 días mientras el año astronómico o trópico dura 365,2422 días.
Como el año bisiesto dura más que el astronómico, después de un año bisiesto las estaciones empiezan más pronto. Luego con cada año normal las estaciones retrasan su inicio unas 6 horas, de modo que en los tres años normales retrasan su inicio 18 horas, hasta que un nuevo año bisiesto devuelve su inicio casi al momento de empezar el ciclo.
Se calcula el comienzo de las estaciones usando las siguientes fórmulas:
Equinoccio primavera del año Y: JD = 1721139,2855 +365,2421376*Y +0,067919*(Y/1000)2-0,0027879*(Y/1000)3
Solsticio de verano del año Y: JD =1721233,2486 +365,2417284*Y -0,053018*(Y/1000)2+0,009332*(Y/1000)3
Equinoccio otoño del año Y: JD =1721325,6978 +365,2425055*Y -0,126689*(Y/1000)2+0,0019401*(Y/1000)3
Solsticio de invierno del año Y: JD =1721414,392 +365,2428898*Y -0,010965*(Y/1000)2-0,0084885*(Y/1000)3
Luego hay que convertir la fecha juliana al calendario gregoriano. Restando las fechas julianas se obtiene la duración de las estaciones, excepción hecha de la duración del invierno; para obtener esta última se suma la cantidad aproximada de la duración del año trópico 365,2422 al comienzo de la Primavera del año Y obteniendo la del año Y+1 y se resta del comienzo del invierno.
Estaciones en otros planetas del Sistema Solar
Como el año bisiesto dura más que el astronómico, después de un año bisiesto las estaciones empiezan más pronto. Luego con cada año normal las estaciones retrasan su inicio unas 6 horas, de modo que en los tres años normales retrasan su inicio 18 horas, hasta que un nuevo año bisiesto devuelve su inicio casi al momento de empezar el ciclo.
Se calcula el comienzo de las estaciones usando las siguientes fórmulas:
Equinoccio primavera del año Y: JD = 1721139,2855 +365,2421376*Y +0,067919*(Y/1000)2-0,0027879*(Y/1000)3
Solsticio de verano del año Y: JD =1721233,2486 +365,2417284*Y -0,053018*(Y/1000)2+0,009332*(Y/1000)3
Equinoccio otoño del año Y: JD =1721325,6978 +365,2425055*Y -0,126689*(Y/1000)2+0,0019401*(Y/1000)3
Solsticio de invierno del año Y: JD =1721414,392 +365,2428898*Y -0,010965*(Y/1000)2-0,0084885*(Y/1000)3
Luego hay que convertir la fecha juliana al calendario gregoriano. Restando las fechas julianas se obtiene la duración de las estaciones, excepción hecha de la duración del invierno; para obtener esta última se suma la cantidad aproximada de la duración del año trópico 365,2422 al comienzo de la Primavera del año Y obteniendo la del año Y+1 y se resta del comienzo del invierno.
Estaciones en otros planetas del Sistema Solar
Entre los diferentes planetas del Sistema Solar como Marte, Saturno y Urano cuentan con inclinaciones de su eje de rotación elevadas similares en el caso de los dos primeros a la Tierra y de hasta 98º en el caso de Urano. En la actualidad se ha podido estudiar el ciclo de estaciones en Marte (similar al Terrestre) y se comienza a comprender el extendido ciclo estacional de Urano. La densa atmósfera de Saturno no parece tener importantes efectos estacionales aunque sí podrían existir efectos estacionales importantes en la generación de tormentas y nubes de metano en su satélite Titán, único satélite de Saturno con una atmósfera destacada
No hay comentarios:
Publicar un comentario