Cómo la inclinación de la Tierra crea días cortos y fríos en Enero

El Sol sale en Midland, Michigan, poco después de las 8 a. m. el 13 de enero de 2017. 
Crédito:
Christian Collins/Flickr, CC BY-SA
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Sobre el ecuador, el invierno comienza oficialmente en Diciembre (hemisferio norte). Pero en muchas áreas, en Enero es cuando realmente se afianza. La científica atmosférica Deanna Hence, explica los factores meteorológicos y climáticos que se combinan para producir condiciones invernales en el cambio de año.

¿Cómo influye la órbita de la Tierra en la luz del día y las temperaturas?

A medida que la Tierra orbita alrededor del Sol, gira alrededor de un eje: imagina un palo atravesando la Tierra, desde el Polo Norte hasta el Polo Sur. Durante las 24 horas que tarda la Tierra en girar una vez alrededor de su eje, cada punto de su superficie mira hacia el Sol durante parte del tiempo y se aleja de él durante parte del tiempo. Esto es lo que provoca los cambios diarios en la luz solar y la temperatura.

Hay otros dos factores importantes: primero, la Tierra es redonda, aunque no es una esfera perfecta. En segundo lugar, su eje está inclinado unos 23,5 grados con respecto a su trayectoria alrededor del Sol. Como resultado, la luz incide directamente sobre su ecuador pero incide en los polos norte y sur en ángulos.

Cuando uno de los polos apunta más hacia el Sol que el otro polo, esa mitad del planeta recibe más luz solar que la otra mitad, y es verano en ese hemisferio. Cuando ese polo se aleja del Sol, esa mitad de la Tierra recibe menos luz solar y es invierno allí.

Hemisferio Norte: la cantidad de energía solar que incide por unidad de superficie es mayor en cualquier punto de este hemisferio. Verano en el hemisferio Norte.
Crédito: Museo Virtual de la Ciencia, CSIC, España.

Hemisferio Norte: la cantidad de energía solar que incide por unidad de superficie es menor en cualquier punto de este hemisferio. Invierno en el hemisferio Norte.
Crédito: Museo Virtual de la Ciencia, CSIC, España.

Los cambios estacionales son más dramáticos en los polos, donde los cambios de luz son más extremos. Durante el verano, un poste recibe 24 horas de luz solar y el Sol nunca se pone. En invierno, el Sol nunca sale.

En el ecuador, que recibe luz solar directa y constante, hay muy pocos cambios en la duración del día o la temperatura durante todo el año. Las personas que viven en latitudes altas y medias, más cercanas a los polos, pueden tener ideas sobre las estaciones muy diferentes a las que viven en los trópicos.

A medida que la Tierra orbita alrededor del Sol, la luz solar incide en la superficie en diferentes ángulos debido a la inclinación del planeta. 
Esto crea las estaciones. Crédito:
California Academy of Science.

Hay un viejo dicho: «A medida que los días se alargan, el frío se fortalece». ¿Por qué a menudo hace más frío en Enero a pesar de que estamos ganando luz de día?

Depende de dónde te encuentres en el mundo y de dónde venga tu aire.

La superficie de la Tierra absorbe constantemente energía del Sol y la almacena en forma de calor. También emite calor al espacio. Si la superficie se está calentando o enfriando depende del equilibrio entre la cantidad de radiación solar que absorbe el planeta y la cantidad que se irradia.

Pero la superficie de la Tierra no es uniforme. La tierra normalmente se calienta y se enfría mucho más rápido que el agua. El agua requiere más energía para subir y bajar su temperatura, por lo que se calienta y enfría más lentamente. Debido a esta diferencia, el agua es una mejor reserva de calor que la tierra, especialmente las grandes masas de agua, como los océanos. Es por eso que tendemos a ver cambios más grandes entre el interior cálido y frío del continente que en las áreas costeras.

Cuanto más al norte viva, más tiempo tardará la cantidad y la intensidad de la luz del día en comenzar a aumentar significativamente en pleno invierno, ya que su ubicación se aleja del Sol. Mientras tanto, las áreas que reciben poca luz solar siguen irradiando calor al espacio. Mientras reciban menos luz solar que el calor que emiten, seguirán enfriándose. Esto es especialmente cierto en tierra, que pierde calor con mucha más facilidad que el agua.

A medida que la Tierra gira, el aire circula a su alrededor en la atmósfera. Si el aire que ingresa a su área proviene en gran parte de lugares como el Ártico que no recibe mucho sol en invierno, es posible que esté recibiendo aire frío durante mucho tiempo. Eso sucede en las Grandes Llanuras y el Medio Oeste de Estados Unidos cuando el aire frío desciende desde Canadá.

Predicción de una entrada de aire frío en EEUU en 2021. Una masa de aire ártico se deslizará hacia el sur profundamente en las llanuras, el medio oeste y Nueva Inglaterra durante la próxima semana, trayendo consigo temperaturas muy frías con peligrosos vientos helados que van desde decenas de grados bajo cero en las llanuras del norte hasta un solo dígito en el sur de Texas.

Pero si su aire se encuentra con una masa de agua que mantiene una temperatura más uniforme durante todo el año, estos cambios se pueden nivelar significativamente. Seattle está a favor del viento de un océano, por lo que es muchos grados más cálida que Boston en el invierno, aunque está más al norte que Boston.

¿Con qué rapidez perdemos la luz del día antes del solsticio y la recuperamos después?

Esto depende en gran medida de su ubicación. Cuanto más cerca esté de uno de los polos, más rápida será la tasa de cambio de la luz del día. Es por eso que Alaska puede pasar de tener apenas luz diurna en invierno a apenas oscuridad en verano.

Incluso para una ubicación en particular, el cambio no es constante durante el año. La tasa de cambio de la luz del día es más lenta en los solsticios (Diciembre en invierno, Junio en verano) y más rápida en los equinoccios, a mediados de Marzo y mediados de Septiembre. Este cambio se produce cuando el área de la Tierra que recibe luz solar directa oscila desde la latitud 23,5 N – aproximadamente tan al norte del ecuador como Miami – a la latitud 23,5 S, aproximadamente tan al sur del ecuador como Asunción, Paraguay.

Observando los equinoccios y los solsticios desde el espacio. Esta vista de satélite captura los cuatro cambios de estaciones. En los equinoccios, el 20 de Marzo y el 20 de Septiembre, la línea entre la noche y el día es una línea recta de norte a sur, y el Sol parece sentarse directamente sobre el ecuador. El eje de la Tierra está inclinado en dirección opuesta al Sol en el solsticio de Diciembre y hacia el Sol en el solsticio de Junio, esparciendo más y menos luz en cada hemisferio. En los equinoccios, la inclinación forma un ángulo recto con el Sol y la luz se distribuye uniformemente.
Crédito: NASA Earth Observatory.

¿Qué está sucediendo en el lado opuesto del planeta en este momento?

En cuanto a la luz del día, la gente del otro lado del planeta está viendo exactamente lo contrario de lo que estamos viendo. En este momento, están en la cima de su verano y disfrutan de la mayor cantidad de luz del día que tendrán durante el año. Hago investigaciones sobre las granizadas argentinas y los ciclones tropicales del Océano Índico, y ambas temporadas de tormentas de clima cálido están en sus picos en este momento.

Pero hay una diferencia clave: el hemisferio sur tiene mucha menos tierra y mucha más agua que el hemisferio norte. Gracias a la influencia de los océanos del sur, las masas de tierra del hemisferio sur tienden a tener menos temperaturas extremas que las del hemisferio norte.

Entonces, aunque un lugar en el lado opuesto del planeta desde su ubicación puede recibir exactamente tanta luz solar ahora como su área en verano, el clima allí puede ser diferente de las condiciones de verano a las que está acostumbrado. Pero aún puede ser divertido imaginar una cálida brisa de verano en el otro lado de la Tierra, especialmente en un Enero nevado.

Fuente: The Conversation.

Artículo original:How the Earth’s tilt creates short, cold January days‘. Deanna Hence. Jan. 13, 2017.

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Los días más largos acompañan al solsticio de Diciembre

Reloj de Sol en el Planetario Adler en Chicago. 
Se puede usar un reloj de sol para medir el intervalo de un mediodía solar al siguiente. 
Crédito Imagen:  Wikimedia Commons.

¿Qué es un día

Podría hablar casualmente de un día como un período de luz diurna. O podría medir un día en relación con el Sol o las estrellas. Los astrónomos usan el término día solar para describir un día relativo al Sol. Un día solar es el tiempo que transcurre desde un mediodía solar , (un mediodía), hasta el siguiente. Es el intervalo entre días sucesivos marcado por el punto más alto del Sol en nuestro cielo. Si miras un día de esa manera, puedes decir que los días más largos del año ocurren cada año alrededor del solsticio de Diciembre. Esto es así sin importar en qué parte del mundo vivas. El siguiente artículo lo trata y contiene recursos sobre las estaciones

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El calor del océano establece un récord en 2021 como resultado de las emisiones de gases de efecto invernadero

La calidez de los océanos del mundo alcanzó un récord. De nuevo.

Un nuevo análisis, publicado el martes en la revista Advances in Atmospheric Sciences , mostró que los océanos contenían la mayor cantidad de energía térmica en 2021 desde que comenzaron las mediciones hace seis décadas, acelerando a un ritmo que solo es posible debido a los gases de efecto invernadero emitidos por humanos.

Desde finales de la década de 1980, los océanos de la Tierra se calentaron a un ritmo ocho veces más rápido que en las décadas anteriores.

Curiosidades

Un sistema oceánico crítico podría estar rumbo al colapso debido al cambio climático

Una vista aérea de las costas de Rhode Island.  Un debilitamiento de la Circulación de Vuelco Meridional del Atlántico podría provocar un frío extremo en Europa y partes de América del Norte, elevar el nivel del mar e interrumpir los monzones estacionales. 
Crédito: Salwan Georges / The Washington Post.

El calentamiento causado por los humanos ha llevado a una «pérdida casi completa de estabilidad» en el sistema que impulsa las corrientes del Océano Atlántico, según un nuevo estudio, lo que aumenta la preocupante perspectiva de que esta «cinta transportadora» acuática crítica podría estar cerca del colapso. Este estudio analiza la AMOC en el hemisferio norte y contiene además una selección de recursos que ilustran el tema:

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