Astronomía

¿Qué distancia recorre la Tierra alrededor del Sol durante cada mes del año?

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Después de leer sobre la órbita de la Tierra y cómo se mueve más rápido en enero que en julio (según su distancia del Sol), comencé a preguntarme ...

¿Qué distancia recorre la Tierra alrededor del Sol durante cada mes del año?

¿Cuáles son las matemáticas detrás de este cálculo?

Nota: No estoy preguntando por la distancia mensual promedio, sino por la distancia única recorrida para cada mes.


Mediante el uso de las fórmulas de coordenadas solares aproximadas en el sitio web del Observatorio Naval de EE. UU., Puede calcular la longitud eclíptica del Sol (L) y la distancia entre la Tierra y el Sol (R) para cualquier fecha. Entonces, la distancia recorrida entre dos fechas es aproximadamente s = R * (180 / pi) * (L2-L1), donde R es la distancia promedio durante el intervalo, y L2 y L1 son las longitudes de la eclíptica. Dado que la órbita de la Tierra es casi circular, este enfoque es razonablemente preciso incluso cuando se realiza el cálculo durante todo un mes. Estos son los resultados que obtengo, donde la distancia s está en Unidades Astronómicas (AU, la distancia promedio entre la Tierra y el Sol).

Mes Distancia recorrida, días ave. avda diaria. cambiar accl. Ene 2019 0.542 AU 31 .00175 AU 0 millas 0 f / ss Feb 0.488 28 .00174 AU - 475 millas 0.000672 Mar 0.536 31 .00173 AU - 1300 millas 0.001840 Abr 0.514 30 .00171 AU - 1490 millas 0.002104 Mayo 0.527 31 .00170 AU - 1210 millas 0.001709 Jun 0.508 30 .00169 AU - 651 millas 0.000921 Jul 0.525 31 .00169 AU 0 millas 0 Ago 0.526 31 .00170 AU 279 millas 0.000395 Sep 0.513 30 .00171 AU 1300 millas 0.001840 Oct 0.535 31 .00173 AU 1490 millas 0.002104 Nov 0.522 30 .00174 AU 1300 millas 0.001840 Dic 0.542 31 .00175 AU 744 millas 0.001053

Por supuesto, la variación de un mes a otro está muy influenciada por el número de días de cada mes, mientras que la variación de enero a julio se debe a la distancia del sol.

Como verificación, calculé la distancia recorrida por cada día en enero de 2019 y totalicé la distancia. Ese resultado fue s = 0,5419 AU en comparación con s = 0,5422 AU cuando se utilizó el cálculo para el primer y el final del mes.


¿Qué causa las estaciones en la Tierra?

Las estaciones ocurren porque el eje de la Tierra está inclinado en un ángulo de aproximadamente 23,4 grados y diferentes partes de la Tierra reciben más energía solar que otras.

La órbita de la Tierra alrededor del Sol es elíptica.

Debido a la inclinación axial de la Tierra (oblicuidad), nuestro planeta orbita al Sol en una inclinación, lo que significa que diferentes áreas de la Tierra apuntan hacia o lejos del Sol en diferentes épocas del año.

Alrededor del solsticio de junio, el Polo Norte está inclinado hacia el Sol y el Hemisferio Norte recibe más rayos directos del Sol. Por eso, junio, julio y agosto son meses de verano en el hemisferio norte.


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RADIACIÓN SOLAR EN LA TIERRA
Las diferentes partes de la Tierra reciben diferentes cantidades de radiación solar. ¿Qué parte del planeta recibe más insolación? Los rayos del sol golpean la superficie más directamente en el ecuador. Las diferentes áreas también reciben diferentes cantidades de luz solar en diferentes estaciones. ¿Qué causa las estaciones? Las estaciones son causadas por la dirección en la que el eje de la Tierra apunta con relación al Sol.

La Tierra gira alrededor del Sol una vez al año y gira sobre su eje de rotación una vez al día. Este eje de rotación está inclinado 23,5 grados con respecto a su plano de órbita alrededor del Sol. El eje de rotación apunta hacia Polaris, la Estrella Polar. A medida que la Tierra orbita alrededor del Sol, la inclinación de la Tierra y el eje # 8217s permanece alineado con la Estrella Polar.

VERANO DEL HEMISFERIO NORTE
El Polo Norte está inclinado hacia el Sol y los rayos del Sol y # 8217s golpean el hemisferio norte más directamente en verano. En el solsticio de verano, 21 o 22 de junio, los rayos del Sol y # 8217 golpean la Tierra más directamente a lo largo del Trópico de Cáncer (23,5 grados N), es decir, el ángulo de incidencia de los rayos del sol allí es cero (el ángulo de incidencia es la desviación en el ángulo de un rayo entrante desde recto). Cuando es solsticio de verano en el hemisferio norte, es solsticio de invierno en el hemisferio sur.

INVIERNO DEL HEMISFERIO NORTE
El solsticio de invierno para el hemisferio norte ocurre el 21 o 22 de diciembre. La inclinación de la Tierra y el eje # 8217s apunta en dirección opuesta al Sol. La luz del sol se extiende sobre un área más grande, por lo que el área no se calienta tanto. Con menos horas de luz en invierno, también hay menos tiempo para que el sol caliente el área. Cuando es invierno en el hemisferio norte, es verano en el hemisferio sur.

EQUINOCCIO
A mitad de camino entre los dos solsticios, los rayos del Sol y # 8217 brillan más directamente en el ecuador, llamado & # 8220equinoccio ”. Las horas de luz diurna y nocturna son exactamente iguales en un equinoccio. El equinoccio de otoño ocurre el 22 o 23 de septiembre y el equinoccio de primavera o vernal ocurre el 21 o 22 de marzo en el hemisferio norte.


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Tierra en el perihelio
Extraño pero cierto: la Tierra está más cerca del Sol durante el frío del invierno del norte.
volver a spaceweather.com

Lo aprendiste en la escuela, los astrónomos lo dicen todo el tiempo, es La Verdad. `` La tierra rodea al sol ''.

La Tierra viaja alrededor del Sol, pero el camino no es un círculo perfecto. Es una elipse, ligeramente torcida. Un extremo está un poco más cerca del Sol que el otro.

El 4 de enero de 2006, nuestro planeta se encuentra en el extremo más cercano, un punto que los astrónomos llaman "perihelio". Estaremos más cerca del Sol que en cualquier otra época del año.

“Todos los planetas de nuestro sistema solar viajan alrededor del Sol en órbitas elípticas. Es la primera ley de Kepler ”, dice el profesor de astronomía de la Universidad de Florida, George Lebo. "La excentricidad de la órbita de la Tierra es del 1,7%. En enero, cuando estamos más cerca del Sol (perihelio), la distancia es de 147,5 millones de km frente a 152,6 millones de km en julio, el punto más lejano (afelio).

Un sol cercano significa más luz solar para nuestro planeta. "En promedio en todo el mundo, la luz solar que cae sobre la Tierra en el perihelio es aproximadamente un 7% más intensa que en el afelio", dice Roy Spencer del Centro de Clima e Hidrología Global (GHCC) de la NASA.

Entonces, ¿por qué hace tanto frío afuera?

"Los patrones climáticos estacionales están formados principalmente por la inclinación de 23,5 grados del eje de rotación de nuestro planeta, no por el afelio o el perihelio", explica Lebo. "Durante el invierno del norte, el polo norte está inclinado en dirección opuesta al sol". El sol cuelga bajo en el cielo y los días son cortos. Eso es lo que hace que enero sea tan frío ". (Nota: las estaciones se invierten en los dos hemisferios, el norte y el sur. Por lo tanto, enero es generalmente cálido en el sur).

Hay más en la historia: dice Spencer, "la temperatura promedio de toda la tierra en el perihelio es aproximadamente 4 o F o 2.3 o C más baja que en el afelio". (Vea los datos de temperatura global en el sitio web de GHCC). es más frío cuando estamos más cerca del Sol. Extraño pero cierto.

Sobre: Las masas de tierra de la Tierra se encuentran más al norte del ecuador que al sur. Pero no siempre fue así. Créditos de imagen y derechos de autor: el Proyecto PALEOMAP.

Esto sucede porque los continentes y océanos no están distribuidos de manera uniforme en todo el mundo. Hay más tierra en el hemisferio norte y más agua en el sur.

Durante el mes de julio, la mitad norte de nuestro planeta, atestada de tierra, está inclinada hacia el Sol. "La temperatura de la Tierra es un poco más alta en julio porque el sol brilla sobre toda esa tierra, que se calienta con bastante facilidad", dice Spencer.

Los físicos dirían que los continentes tienen poca capacidad calorífica. "Considere el desierto", dice Bill Patzert, oceanógrafo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. "Por la noche, el desierto es frío, quizás sólo 60 o F (16 o C). Cuando el sol sale por la mañana, la temperatura puede subir a 100 o F (38 o C) o más ". Tal comportamiento mercurial es característico de materiales como rocas y suelo con baja capacidad calorífica. No se necesita mucha luz solar para elevar sustancialmente su temperatura.

El agua es diferente. Tiene alta capacidad calorífica. "Digamos que saliste a navegar en la playa de Malibú al mediodía", continúa Patzert. "La temperatura en alta mar puede ser de 75 o F (24 o C), ¡bastante agradable!" ¿Qué sucede después de la puesta del sol? "La temperatura desciende, pero solo unos pocos grados porque la capacidad calorífica del océano es muy alta".

Todo esto explica por qué julio es el mes más cálido de nuestro planeta: los continentes del norte horneados por el afelio Sol elevan la temperatura promedio de todo el globo.

Enero, por otro lado, es el mes más frío porque es cuando nuestro planeta presenta al Sol su hemisferio dominado por el agua. "Estamos más cerca del Sol en enero", dice Spencer, "pero la luz solar adicional se esparce por los océanos." Por lo tanto, el verano del sur en enero (perihelio) es más frío que el verano del norte en julio (afelio).

Derecha: La órbita de la Tierra es excéntrica, pero no tanto como las órbitas de Marte o Mercurio. En este diagrama, las líneas continuas trazan la trayectoria elíptica de cada planeta alrededor del Sol. Las líneas de puntos muestran órbitas circulares con el mismo radio medio. Para obtener más información, visite el sitio web Interactive Planetary Orbits de Bridgewater College.

"Otra diferencia notable entre los veranos en los dos hemisferios es su duración", agrega Lebo. Según la segunda ley de Kepler, los planetas se mueven más lentamente en el afelio que en el perihelio. Como resultado, el verano del norte en la Tierra es de 2 a 3 días más largo que el verano del sur, lo que le da al Sol aún más tiempo para hornear los continentes del norte.

Autor: Dr. Tony Phillips

Estaciones de la Tierra - (Observatorio Naval de EE. UU.) Fechas y horas de equinoccios, solsticios, perihelia y afelia

Temperaturas diarias de la Tierra desde los satélites: vea las tendencias de la temperatura atmosférica global en diferentes capas de la atmósfera, cortesía del Centro Global de Hidrología y Clima.

Leyes de Kepler: animada (por el profesor de física Bill Drennon) una introducción matemática (NASA / GSFC)

Shaq's Solstice Shadows - (Science @ NASA) La sombra rechoncha de Shaquille O'Neal es una prueba de que nuestro planeta está inclinado de lado, y ha llegado el verano


¿Cómo se llama la trayectoria de la Tierra alrededor del Sol?

La trayectoria de la Tierra alrededor del sol se llama órbita. La Tierra tarda un año, o 365 días, en completar una órbita. Hace esta órbita a una distancia promedio de 93 millones de millas del sol.

La órbita de la Tierra es elíptica, lo que significa que hay épocas del año en las que está más cerca del sol y épocas en las que está más lejos. El punto donde está más cerca del sol se llama perihelio. Ocurre en una fecha entre el 2 de enero y el 5 de enero de cada año. El punto más alejado se llama afelio. Ocurre en algún lugar entre el 3 de julio y el 5 de julio de cada año. Hay una diferencia de tres millones de millas entre cada uno de estos dos puntos, aunque esto no tiene un impacto importante en el clima o las estaciones. Las estaciones son el resultado de la inclinación de la Tierra, en lugar de su órbita alrededor del sol.

Para dar la vuelta al sol en 365 días, la Tierra tiene que viajar a una velocidad de aproximadamente 67.000 millas por hora. Gira sobre su eje mientras lo hace a la velocidad de una rotación por día. Como resultado, el sol brilla en la mitad de la Tierra en todo momento a medida que pasa por su órbita.


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La figura 1 a continuación muestra que la órbita de la Tierra alrededor del sol no es circular. El camino es alargado o elíptico. Esto significa que la distancia de la Tierra al sol varía a lo largo del año. En el diagrama se muestran dos eventos especiales. Afelio (4 de julio) es cuando la Tierra está lo más lejos posible del sol. El perihelio (3 de enero) es cuando la Tierra está más cerca del sol que nunca. Tenga en cuenta que estos eventos no corresponden a los meses más fríos y calurosos para nosotros en el hemisferio norte. El propósito de esto es mostrar que la distancia del sol no tiene nada que ver con las estaciones.

  • Una órbita alrededor del sol se llama revolución.
  • Una revolución tarda 365 días o 1 año en completarse (¡en cada cumpleaños, has completado una vuelta más alrededor del sol!).
  • La distancia del afelio es de 9,45 x 10 7 millas.
  • La distancia del perihelio es 9.15 x 10 7 millas.

La figura 2 parece bastante complicada. Sin embargo, sí revela algunos hechos muy importantes sobre la Tierra y su órbita abunda el sol. Primero observe el rectángulo morado. Esto representa el plano de la órbita de la Tierra alrededor del sol o el Plano de la Eclíptica. Ahora queremos medir la orientación de la Tierra con respecto al plano de su órbita, el plano de la eclíptica. Ahora observe el rectángulo naranja que representa el plano del ecuador. Podemos ver claramente que los dos planos no coinciden. Es decir, la Tierra está inclinada con respecto al plano de la eclíptica. La Figura 2 también muestra el eje de rotación de la Tierra. Si la Tierra no estuviera inclinada con respecto al plano de la eclíptica, entonces habría un ángulo recto (90 °) entre el eje y el plano de la eclíptica. Tenga en cuenta que el eje es tímido de 90 ° por 23 ° 30 '. Esta desviación o inclinación se llama inclinación. Descubriremos que esta inclinación es vital para las estaciones de la Tierra. ¡Asegúrate de memorizar la cantidad de inclinación ya que veremos aparecer este número una y otra vez!

  • El giro de la Tierra sobre su eje se llama Rotación.
  • Una rotación dura aproximadamente 24 horas o 1 día.


La Figura 3 revela dos partes más importantes de la historia de las temporadas. Primero tenga en cuenta que el 50% de la Tierra está a la luz del día y el 50% está en la oscuridad. Este es siempre el caso de toda la Tierra, pero es posible que partes iguales de cada hemisferio no estén a la luz del día y la oscuridad. La línea divisoria entre el día y la noche se llama Círculo de Iluminación. La orientación del círculo de iluminación cambia con las estaciones. Observe en la Figura 3 que el círculo de iluminación no pasa a través de los polos. Mire con atención y verá que una mayor parte del hemisferio norte está en la luz del día que en la oscuridad, lo que significa que el día es mucho más largo que la noche. Lo importante aquí es que la orientación cambiante del círculo de iluminación altera la duración de las horas de luz diurna y nocturna.

El segundo concepto principal que se muestra en la Figura 3 es el Punto Subsolar. El punto subsolar es la latitud en la superficie de la Tierra donde los rayos del sol inciden en un ángulo de 90 grados, que es la posibilidad más alta. ángulo solar ble. La Figura 3 muestra un evento especial cuando el punto subsolar está tan al norte como siempre, el Trópico de Cáncer. El punto subsolar es donde los rayos del sol son más directos y, por tanto, más concentrados. La concentración de la energía solar calienta la superficie. De este hecho surgen reglas importantes:

  • Cuando el punto subsolar está lo más al norte posible, es el verano del hemisferio norte.
  • Cuando el punto subsolar está lo más al sur posible, es el invierno del hemisferio norte.

La figura 4 es una vista de la Tierra desde el espacio que muestra el círculo de iluminación. Nuevamente, puede ver que la mitad del planeta está en la oscuridad y la otra mitad está a la luz del día. Sin embargo, es posible que las cantidades de los hemisferios norte y sur a la luz del día y en la oscuridad NO sean iguales. Siga leyendo e intente responder una pregunta sobre este diagrama que se presenta a continuación.

La Figura 5 a continuación muestra la posición de la Tierra en relación con el sol en cuatro momentos del año. Puede ver que la órbita es elíptica, como se describió anteriormente, y que la Tierra exhibe una inclinación (inclinación) en relación con el plano de su órbita alrededor del sol (plano de la eclíptica). La Figura 5 también muestra cómo cambia el círculo de iluminación a lo largo del año. Hay un último elemento que muestra esta figura que tiene un efecto directo en las estaciones. Tenga en cuenta la orientación del eje de la Tierra. ¿Ves que el Polo Norte siempre apunta en la misma dirección en el espacio? El Polo Norte siempre apunta a la "Estrella Polar" (Polaris). Esta orientación constante del eje de la Tierra en el espacio se llama paralelismo. Mire el eje en la posición A y luego en la posición C. ¿Ve que el eje es paralelo en estas dos posiciones? Además, tenga en cuenta que el eje es nuevamente paralelo en las posiciones B y D. La inclinación de la Tierra junto con el paralelismo significa que en una época del año el Polo Norte apunta hacia el sol (A) y seis meses después apunta hacia el otro lado ( C). Este cambio de A a C y viceversa hace que el círculo de iluminación y el punto subsolar se muevan y que el planeta experimente estaciones. Al estudiar las estaciones, asegúrese de tener en cuenta la inclinación de la Tierra, la posición del punto subsolar, la orientación del círculo de iluminación y la duración relativa de las horas de luz diurna y nocturna.

Comencemos a hablar de temporadas el 21 de marzo (posición D en la Figura 5 arriba y en la Figura 6 abajo). En este momento, el eje no apunta hacia el sol ni se aleja del mismo. Esto hace que el punto subsolar caiga sobre el ecuador. El círculo de iluminación también pasa a través de ambos polos haciendo que las horas de luz diurna y nocturna sean iguales (ver más abajo). Cuando las horas de luz diurna y nocturna son iguales, el evento se llama Equinoccio. Nosotros, en el hemisferio norte, llamamos al 21 de marzo el Equinoccio Vernal.

Tres meses después llegamos al 21 de junio (posición A en la Figura 5 y en la Figura 7). Aquí la inclinación de la Tierra apunta al hemisferio norte hacia el sol. Esto hace que el punto subsolar esté tan al norte como siempre llega (23 & deg30 'N), el Trópico de Cáncer. El círculo de iluminación no atraviesa ambos polos, lo que hace que las horas de luz diurna y nocturna difieran en extremo. Tenga en cuenta que la mayor parte del hemisferio norte está a la luz del día que en la oscuridad. Esto representa el día más largo del año en el hemisferio norte o el solsticio de verano. El 21 de junio es también el día más corto del hemisferio sur o su solsticio de invierno. Dado que las estaciones son específicas del hemisferio, el evento del 21 de junio se llama Solsticio de junio. Tenga en cuenta que suceden cosas extrañas en el solsticio de junio. La Figura 7 muestra que Repulse Bay no se girará hacia la oscuridad en este día. En cualquier lugar de la latitud de Repulse Bay se experimentarán las 24 horas de luz del día. Esta latitud es de 23 & deg30 'del Polo Norte o en una latitud de 66 & deg30' N. Esto se llama Círculo Polar Ártico. El Círculo Antártico, a 66 ° 30 'S, experimenta 24 horas de oscuridad en el solsticio de junio.

Para el 22 de septiembre (posición B en la Figura 5 y la Figura 8) la Tierra ya no apunta hacia el sol ni se aleja del mismo, y el punto subsolar ha regresado al ecuador. El círculo de iluminación pasa nuevamente por ambos polos haciendo iguales las horas de luz diurna y nocturna. Este es el segundo equinoccio conocido como Equinoccio de Otoño en el Hemisferio Norte.

El 21 de diciembre, el polo norte apunta en dirección opuesta al sol (C en la Figura 5 y la Figura 9). Esto hace que el punto subsolar esté lo más al sur posible, 23 ° 30 'S (el Trópico de Capricornio). El círculo de iluminación se compensa una vez más, esta vez haciendo que el día sea corto y la noche larga en el hemisferio norte. Este es el solsticio de invierno del hemisferio norte. ¿Ves que se cumple la regla con respecto a la ubicación del punto subsolar? El punto subsolar está lo más al sur posible, lo que hace que el período sea el invierno para el hemisferio norte. Al mismo tiempo, esto marca el comienzo del verano en el hemisferio sur. Este evento se llama técnicamente el solsticio de diciembre. Note una vez más dónde suceden cosas extrañas. La Figura 9 muestra que el Círculo Polar Ártico experimenta 24 horas de oscuridad mientras que el Círculo Antártico tiene 24 horas de luz diurna.


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Veamos ahora cómo brilla el sol sobre la tierra en diferentes épocas del año.

Posición del resorte de la tierra. - Aproximadamente el 21 de marzo de cada año la tierra está en la posición A, figura 16, donde la línea del sol a la tierra forma un ángulo recto con el eje de la tierra. Entonces, el sol ilumina todo el hemisferio de la tierra que se dirige hacia él, de polo a polo. Los días y las noches son iguales en toda la tierra. Esta vez se llama la de la Equinoccio de primavera, porque la estación en nuestro hemisferio es primavera, y los días y las noches son iguales.

Posición de verano de la Tierra. - Tres meses después, alrededor del 21 de junio, la tierra estará en la posición B, con el extremo norte de su eje ahora inclinado hacia el sol. Entonces, el sol brilla en la región que rodea el polo norte, mientras que la que rodea el polo sur está en la oscuridad, como vemos en la figura 17, que representa a la Tierra en la posición B, pero a mayor escala.

El círculo C.A. alrededor del polo norte de la tierra, que toca el borde del hemisferio iluminado en este momento, se llama el círculo Artico. Su radio será el 23 & # 189 & # 176 del meridiano terrestre, el mismo que la oblicuidad de la eclíptica. A medida que la Tierra gira sobre su eje en esta posición, la región dentro del círculo polar ártico nunca será llevada fuera de donde brilla el sol. Por lo tanto, para un observador en esta región, el sol no se pondrá el 21 de junio, sino que parecerá girar alrededor del cielo en la dirección de sur a oeste, norte y este.

A continuación, imagina un círculo, Minnesota, dibujada alrededor del polo sur de la tierra, de modo que toque el borde del hemisferio iluminado. Esto se llama circulo Antartico. Vemos que, a medida que la tierra gira, la región dentro de este círculo no se iluminará en absoluto. Por lo tanto, el sol nunca saldrá dentro de este círculo el 21 de junio.

A una distancia de 23 & # 189 & # 176 al norte del ecuador Ecualizador, hay un circulo FG en el que el sol estará en el cenit al mediodía del 21 de junio. Este círculo se llama trópico de Cáncer.

En el ecuador Ecualizador los días serán iguales a las noches. Cuanto más al norte nos alejemos del ecuador, mayor será la fracción de un círculo de latitud alrededor de la tierra que será la luz del sol. Por tanto, el 21 de junio los días son más largos y las noches más cortas a medida que avanzamos hacia el norte.

Al sur del ecuador los días se acortan y las noches se alargan, a medida que viajamos hacia el sur, hasta llegar al círculo antártico, cuando el sol simplemente se mostrará en el horizonte al mediodía.

Posición otoñal de la tierra. -- A C, el plano del ecuador pasa nuevamente a través del sol, y este último brilla sobre un hemisferio de la tierra, desde el polo norte al sur. A esta hora, los días y las noches vuelven a ser iguales en todo el mundo. Esto se llama Equinoccio de otoño, porque los días y las noches vuelven a ser iguales y la temporada es otoño.

Posición invernal de la Tierra. - El 21 de diciembre la tierra está en la posición D, con el extremo norte del eje inclinado en dirección opuesta al sol y el extremo sur inclinado hacia él. Ahora el día y la noche son lo contrario de lo que eran con la tierra en B. La figura 17 seguirá respondiendo por nosotros, solo que ahora es de noche donde se representa como día en la figura, y viceversa. Toda la región dentro del círculo polar ártico está a oscuras, y toda la del círculo antártico bajo la luz del sol. Al norte del ecuador las noches son más largas que los días al sur de él, los días son más largos que las noches.

El sol atraviesa el cenit de cada lugar en la latitud 23 & # 189 & # 176 sur al mediodía de este día. Este círculo de latitud se llama Trópico de Capricornio.


CONDICIONES DEL EQUINOX

Los rayos del sol siempre dividen la Tierra en dos hemisferios: uno que está bañado en luz y otro que está envuelto en oscuridad. El círculo de iluminación es el círculo que separa el hemisferio diurno del hemisferio nocturno. El punto subsolar es el único punto en la superficie de la Tierra donde el Sol está directamente sobre nuestras cabezas en un momento particular.

En el equinoccio, el círculo de iluminación pasa por los polos norte y sur, como vemos en la figura 1.22. Los rayos del sol rozan la superficie en ambos polos, por lo que las superficies en los polos reciben muy poca energía solar. El punto subsolar cae sobre el Ecuador. Aquí, el ángulo entre los rayos del Sol y la superficie de la Tierra es de 90 °, por lo que ese punto recibe toda la fuerza de la iluminación solar. Al mediodía en latitudes intermedias, como 40 ° N, el Sol golpea la superficie en un ángulo inferior a 90 °. El ángulo que marca la elevación del Sol sobre el horizonte se conoce como ángulo del mediodía. La geometría simple muestra que para las condiciones del equinoccio el ángulo del mediodía es igual a 90 ° menos la latitud, de modo que a 40 ° N, el ángulo del mediodía es de 50 °.

Una característica importante del equinoccio es que el día y la noche tienen la misma duración en todo el mundo. Puede ver esto imaginándose a sí mismo ubicado en un punto en el paralelo 40 ° N. A medida que el mundo gira, estarás a la luz del día exactamente la mitad del día y de noche la otra mitad.


Órbita elíptica de la Tierra

La au no es la distancia exacta, sino la distancia promedio entre la Tierra y el Sol, lo que significa que la distancia a veces puede variar. La Tierra, como la mayoría de los planetas, gira alrededor del Sol, con una revolución completa que tarda 365,25 días. Sin embargo, la Tierra no se mueve alrededor del Sol en un círculo perfecto. La órbita de la Tierra es de forma elíptica u ovalada, o como un círculo estirado, con el Sol aproximadamente en el centro de la órbita. En diferentes épocas del año, la Tierra se acerca o se aleja del Sol. En el perihelio, la distancia más cercana de la Tierra al Sol, la distancia entre el Sol y la Tierra es de 91,4 millones de millas. La Tierra está más cerca del Sol a principios de enero. En el afelio, cuando la Tierra está más lejos del Sol, la distancia entre ellos es de aproximadamente 94,5 millones de millas. La Tierra está más alejada del Sol a principios de julio.


El Día del Sol y la Tierra presenta: Eclipse, bajo una luz diferente

¿Cuándo podré ver el próximo eclipse solar TOTAL de América del Norte?

El sitio de NASA Eclipse http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/solar.html le mostrará el eclipse más cercano a su ubicación. El próximo eclipse solar TOTAL en América del Norte ocurre el 1 de agosto de 2008, pero solo será visible desde el norte de Canadá (Nunavut). El próximo eclipse solar TOTAL visible desde los Estados Unidos ocurre el 21 de agosto de 2017. La pista va desde el estado de Washington y sale en la costa este cerca de las Carolinas. Mientras tanto, ¡habrá muchos eclipses LUNARES para entretenernos!

¿Qué causa que ocurra un eclipse?

Los eclipses ocurren debido a la especial coincidencia de que la luna y el sol tienen el mismo tamaño angular. El Sol es 400 veces más ancho que la luna, pero también está 400 veces más lejos, por lo que casualmente parecen tener el mismo tamaño en nuestro cielo. Esto es lo que nos permite la fenomenal belleza del eclipse solar total. (Nota: Puede brindarle a la audiencia la experiencia del cambio en el tamaño aparente de un objeto cercano y el mismo objeto más lejos. Pueden usar sus manos para medir el tamaño angular).

¿Por qué los eclipses solares no ocurren exactamente al mediodía?

Porque la geometría requerida para un eclipse solar total no tiene nada que ver con el mediodía local. Tiene que ver con el momento en que la sombra lunar atraviesa tu ubicación durante el tiempo en que el Sol está sobre el horizonte. Aun así, es posible que el Sol esté en pleno eclipse antes de que salga en su ubicación particular.

¿Por qué no ocurren eclipses cada luna nueva?

Los eclipses solo ocurren si la Luna está ubicada a 0.5 grados del plano de la eclíptica, en una línea que pasa por el centro del Sol y la Tierra. La Luna viaja a lo largo de una órbita que está inclinada 5 grados con respecto al plano de la eclíptica, por lo que solo hay dos oportunidades cada mes cuando pasa por el plano de la eclíptica. Estos puntos se denominan nodos ascendentes y descendentes. Los eclipses de Sol solo ocurren si la luna nueva ocurre cuando la Luna está a aproximadamente 18 ° de uno de estos nodos.

Un argumento similar explica por qué los eclipses lunares no ocurren cada luna llena en el nodo opuesto al Sol de la Tierra.

¿Cuándo fue el último eclipse solar visto desde América del Norte y cuándo ocurrirá el próximo?

Un eclipse solar parcial fue visto desde el sur de los Estados Unidos el 8 de abril de 2005. El próximo eclipse solar que se podrá ver en los Estados Unidos será el 20 de mayo de 2012. Será un eclipse solar anular. El último eclipse anular visible desde los EE. UU. Fue el 10 de mayo de 1994. Eclipses similares ocurren con 18 años de diferencia en el ciclo de Saros.

¿Los eclipses lunares solo ocurren en el nodo descendente de la órbita lunar?

Hay dos lugares donde pueden ocurrir eclipses. Estos son los puntos de la órbita lunar que se cruzan con el plano de la eclíptica donde el Sol se mueve en el cielo. Estos se denominan nodo ascendente y nodo descendente. El sol cruza el nodo ascendente en el equinoccio de primavera. Cruza el nodo descendente en el equinoccio de otoño. Los eclipses lunares pueden ocurrir en cualquier nodo. Sin embargo, la Luna debe estar en la fase de luna llena cuando pasa por el nodo para que ocurra un eclipse lunar.

¿Por qué las huellas de los eclipses se mueven hacia el este a pesar de que la Tierra gira de oeste a este?

Porque la Luna se mueve hacia el este en su órbita a 3.400 km / hora. La Tierra gira hacia el este a 1.670 km / h en el ecuador, por lo que la sombra lunar se mueve hacia el este a 1.730 km / h cerca del ecuador. No puede mantenerse al día con la sombra del eclipse a menos que haya viajado a Mach 1,5.

¿Cuándo se predijeron con precisión los eclipses solares por primera vez?

Los babilonios sabían cómo predecir los eclipses lunares con cierta precisión, pero los eclipses solares son mucho más difíciles porque la 'huella' en la tierra tiene solo unas pocas decenas de millas de ancho y requiere precisión posicional de un minuto de arco y pronóstico para cualquier lugar específico. Aparentemente Thales, c. 610 a.C., se le atribuye la predicción de un eclipse solar a partir del conocimiento de un eclipse anterior y el uso del ciclo de Saros. Predijo el año, pero no el mes y el día. No fue hasta la época de Ptolomeo que el pronóstico del eclipse solar se volvió más preciso.

¿Qué son las "bandas de sombra"?

Estos se encuentran entre los fenómenos más efímeros que los observadores ven durante los pocos minutos antes y después de un eclipse solar total. Aparecen como una multitud de bandas débiles que se mueven rápidamente y que se pueden ver colocando una hoja de papel blanca de varios pies cuadrados en el suelo. Parecen ondas de sol en el fondo de una piscina y su visibilidad varía de un eclipse a otro. Los observadores del siglo XIX los interpretaron como franjas de interferencia causadas por algún tipo de fenómeno de difracción. Sin embargo, el Sol no es una "fuente puntual" y los patrones son más aleatorios de lo que cabría esperar de los efectos de difracción.

La explicación más simple es que surgen de la turbulencia atmosférica. Cuando los rayos de luz atraviesan los remolinos de la atmósfera, se refractan. Las fuentes distantes no resueltas simplemente "centellean", pero para objetos grandes cercanos, la luz entrante se puede dividir en haces interferentes que se recombinan en el suelo para dar patrones moteados de bandas claras y oscuras, o porciones de bandas. Cerca de la totalidad, la imagen del Sol es solo una delgada media luna de unos pocos segundos de arco de ancho, que tiene aproximadamente el mismo tamaño que los remolinos atmosféricos vistos desde el suelo. Las bandas se producen porque la imagen del Sol es más larga en una dirección que en otra. Las bandas se mueven, no a la velocidad que cabría esperar del eclipse, sino a una velocidad determinada por el movimiento de los remolinos atmosféricos.

How long will we continue to be able to see total eclipses of the Sun?

The orbit of the Moon is not stable. Because of tidal friction, the orbit of the Moon is steadily growing larger, so that the angular size of the Moon from the Earth is shrinking.

The Moon's orbit is increasing by about 3.8 cm (1.5 inches) per year. When the Moon's mean distance from Earth has increased an additional 14,600 miles, it will be too far away to completely cover the Sun. This is true even at perigee when its disk will be smaller than the Sun's disk even at perihelion. At the current rate that the Moon's orbit is increasing, it will take over 600 million years for the last total eclipse to occur. A complicating factor is that the size of the Sun itself will grow slightly during this time, which will act to make the time of "no more total eclipses" a bit sooner than 600 million years.

What happens more often, solar or lunar eclipses?

According to Fred Whipple's book "Earth, Moon and Planets," page 102-104, solar eclipses are fairly numerous, about 2-5 per year, but the area on the ground covered by totality is only a few miles wide. In any given location on Earth, a total eclipse happens only once every 360 years. Eclipses of the Moon by the Earth's shadow are actually less numerous than solar eclipses however, each lunar eclipse is visible from over half the Earth. At any given location, you can have up to three lunar eclipses per year, but some years there may be none. In any one calendar year, the maximum number of eclipses is four solar and three lunar.

Typically, how big a temperature drop do you get during a total solar eclipse?

It would probably be equal to the typical daytime minus nighttime temperature difference at that time of year and location on the Earth. It would be modified a bit by the fact that it only lasts a few minutes, which means the environment would not have had much time to thermally respond to its lowest temperature, so it would probably only be 3/4 or 1/2 the maximum day-night temperature difference. Because the patch of the shadow travels faster than the speed of sound, weather systems will only be affected very locally directly under the instantaneous footprint of the eclipse. The main effect is in the "radiant heating" component which goes away suddenly at the moment of eclipse and produces a very fast temperature decrease. If the wind is blowing, your body probably exaggerates, by evaporative cooling, how large the actual temperature swing actually is.

How well are the ground tracks for solar eclipses known in advance of the event?

The positions of the Sun and Moon are known to better than 1 arc second accuracy. This means that on the Earth, the location of the track of totality is probably known to about (1.0/206265.0) x 2 x pi x 6400 km = 0.19 kilometers or a few hundred meters at the Earth's equator.

Is there a book that shows the solar eclipse tracks going back a few hundred years?

  • "Atlas of Historical Eclipse Maps for East Asia 1500BC to 1900 AD" by F.R. Stephenson and M.A. Houlden, (Cambridge University Press) 1986.
  • "Canon of Eclipses" by Theodor Oppolzer, translated by Owen Gingerich in 1962. (Dover Books, New York).
  • "Canon of Solar Eclipses" by Jean Meeus and Hermann Mucke, (Astronomiches Buro, 1983) Vienna Austria, second edition.

How do computers predict eclipses?

Astronomers first have to work out the geometry and mechanics of how the Earth and Moon orbit the Sun under the influences of the gravitational fields of these three bodies. From Newton's laws of motion, they mathematically work out the motions of these bodies in three-dimensional space, taking into account the fact that these bodies have finite size and are not perfect spheres, and that the Earth and Moon are not homogeneous bodies. From careful observation, they then feed into these complex equations the current positions and speeds of the Earth and Moon, and then program the computer to "integrate" these equations forward or backward in time to construct ephemerides of the relative positions of the Moon and Sun as seen from the vantage point of the Earth. Eclipses are specific configurations of these bodies that can be identified by the computer. Current eclipse forecasts are accurate to less than a minute in time over a span of hundreds of years.

Do lunar and solar eclipses have any noticeable effect on humans?

There is no evidence that eclipses have any physical effect on humans. However, eclipses have always been capable of producing profound psychological effects. For millennia, solar eclipses have been interpreted as portents of doom by virtually every known civilization. These have stimulated responses that run the gamut from human sacrifices to feelings of awe and bewilderment. Although there are no direct physical effects involving known forces, the consequences of the induced human psychological states have led to physical effects.


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