jueves, 1 de enero de 2015

Perihelio 2015 de la Tierra

En este año 2 015 la Tierra pasará por el perihelio (punto de la órbita más cercano al Sol) el 4 de enero a las 6 h 36 m 11 s UTC (00:36:11 hora oficial de Costa Rica).
La distancia desde el centro de la Tierra al centro del Sol será 147 096 203,893 km (poco menos que una unidad astronómica) y el diámetro aparente del Sol (visto desde la Tierra) será 32' y 31,90” (¡unidades de arco!), digamos que el tamaño mayor que podemos percibir.


La segunda ley de Kepler, establece que “la recta sol-planeta describe áreas iguales en tiempos iguales”, entonces, como el sector circular barrido en perihelio es “algo corto y gordito”, en comparación con el afelio que es “alargado y flaquito”, para que las áreas barridas sean iguales (digamos cada día), el arco de la elipse debe ser mayor y para lograrlo la Tierra debe viajar con una velocidad angular  mayor (máxima en perihelio).

El perihelio de la Tierra para nuestra época, cae unos 15 días después del solsticio del sur (inicio del invierno en el hemisferio norte) y como la velocidad angular de revolución de la Tierra debe ser más rápida en las cercanías del perihelio, la estación de invierno resulta ser la más corta en dicho hemisferio.
El invierno en el hemisferio donde vivimos, inició con el solsticio del sur, el 21/12/2 014 a las 22:48:00 UTC, mientras que la primavera iniciará el 20/03/2 0 15 a las 22:45:11 UTC, por lo que:
 

"En este año 2 015 el invierno tendrá una duración de 88 días 23 horas 42 minutos y 7,74 s".  

Por comparación le anoto la duración del verano (
93 días 15 horas, 42 minutos y 37,87 segundos), de la primavera (92 días, 17 horas, 52 minutos y 46,52 segundos) y del otoño (89 días, 20 horas, 27 minutos y 23,90 segundos).

Como la Tierra no es el único planeta alrededor del Sol, sino que la acompaña un satélite relativamente grande y otros planetas, las perturbaciones conjuntas que producen hacen avanzar el perihelio en sentido directo (el mismo que el movimiento orbital), aproximadamente 11,61235 segundos de arco, cada año juliano (365 días de 86 400 segundos).
Entonces el eje mayor de la elipse orbital (la recta de perihelio a afelio), da una vuelta completa en 111 915 años julianos.
Pero como sabemos, la recta de equinoccio a equinoccio (eje de ápsides) gira 50,38792 segundos de arco por año juliano, en sentido retrógrado, debido a la precesión del eje de rotación de la Tierra.

Si juntamos estos dos efectos, resulta que los dos ejes se encuentran (coinciden) cada 20 903 años julianos, período que se denomina “precesión climática”. Por consiguiente:
"Cada 10 451,5 años, el perihelio pasa del solsticio del sur al solsticio del norte".

Cuando el perihelio de la Tierra coincida con el solsticio del norte, los inviernos en el hemisferio norte serán un poco menos rudos.
La tendencia actual es que el perihelio se está acercando al equinoccio de primavera, aunque falta mucho. Se superpondrán en junio del año 6 430, cuando el invierno del hemisferio norte ya no sea la estación de menor duración en el año, sino la primavera.
Referencias adicionales:
http://fisica1011tutor.blogspot.com/2013/01/la-duracion-de-las-estaciones-i.html

4 comentarios:

  1. Estupendo artículo. Estoy calculando mediante los datos del programa astronómico Cartes du Ciel el tiempo que tarda el sol en cada signo zodiacal. Me coincide el perihelio pues en Piscis está 29,45 días (el de menor duración) mientras el de mayor estancia es en Leo con 31,90 días discrepando sobre un mes con el afelio (4 de julio). ¿Me podrías explicar el motivo? ¿Estoy equivocado en mis cálculos?
    Un saludo.

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  2. Hola Pepe.
    Perihelio y afelio, no coincide con solsticios y equinoccios, hay un movimiento relativo. Lea en mi blog: http://fisica1011tutor.blogspot.com/2013/01/la-duracion-de-las-estaciones-i.html.
    Las 12 constelaciones del zodiaco tienen más o menos igual duración, porque eso es apropiado para los que hacen horóscopos, un mes cada una. Pero los tamaños de las constelaciones son diferentes (definidos arbitrariamente por los astrónomos), por eso el Sol tarda diferente cantidad de días atravesándolas. ?Conoce sobre la constelación de la eclíptica llamada Ophiuchus?
    Saludos
    jav

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    1. Hace unos 4000 años, los signos zodiacales coincidían en posición con las constelaciones que se observan en el cielo. Debido a la precesión del eje de rotación de la Tierra, ha habido un corrimiento.
      Las fechas actuales de la entrada del Sol en la frontera de cada una de las constelaciones es la siguiente (http://spaceplace.nasa.gov/starfinder3/en/):
      Aries: 19/04 a 13/05; Tauro: 14/05 a 19/06; Gemini: 20/06 a 20/07; Cancer: 21/07 a 09/08; Leo: 10/08 a 15/09; Virgo: 16/09 a 30/10; Libra: 31/10 a 22/11; Scorpius:23/11 a 29/11; Ophiuchus: 30/11 a 17/12; Sagittarius: 18/12 a 18/01; Capricornus: 19/01 a 15/02; Aquarius: 16/02 a 11/03; Pisces: 12/03 a 18/04.
      saludos
      jav

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  3. Hola Jose Alberto. Muchas gracias por la contestación.
    El hecho de nombrar por mi parte los signos del zodiaco no era por un motivo astrológico sino por utilizar tramos fijos (30º) ya establecidos y calcular la duración del tránsito del Sol en tramos iguales (entrada y salida).
    He repasado mis datos y he detectado algunos errores (mios) que motivaron mis dudas y una vez corregidos la curva ya es la esperada. La gráfica de la curva así como otros datos extraídos, como expliqué, son del programa astronómico Cartes du Ciel y se puede ver en este enlace:
    http://i938.photobucket.com/albums/ad221/Pepe_Toni/grafica-duracion-signos_zpsbd1c7f83.gif
    Pido disculpas por la perplejidad que pudiera haber causado al proporcionar en un primer momento datos erróneos. La duda, objeto de mi intervención, ya ha quedado resuelta y agradezco las explicaciones y los enlaces facilitados.
    El motivo de mis cálculos es constatar (al menos con los datos proporcionados por el programa astronómico) que el movimiento de traslación de la Tierra tiene una velocidad irregular, aunque cíclica como se ve en la gráfica. Así vemos que se cumple que se dan los máximos y los mínimos en el tramo cercano al perihelio y al afelio. La unidad elegida de 30º no permite precisar el momento justo (día concreto) de estos extremos. Sin embargo, es obvio que si calculamos la duración exacta mediante el mismo método del tránsito del Sol por cada grado (por ejemplo) de la eclíptica, nos daría justo la máxima velocidad en la fecha del perihelio y la mínima en la del afelio. Supongo que existen fórmulas que facilitan esta labor, fórmulas que desconozco pero que siempre se puede llegar a las mismas conclusiones (siempre más laboriosas).

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