Ayer lunes, 21 de junio, fue el solsticio de verano de 2021, empezó el verano en el hemisferio norte y tuvimos el día más largo del año (con 15 horas de sol, desde la salida hasta la puesta) y la noche más corta (en el hemisferio sur ocurrió lo contrario: empezó el invierno y tuvieron la noche más larga). En el solsticio de verano el Sol alcanza a mediodía la máxima altura en el cielo. Después, el Sol se va inclinando hacia el horizonte, un poco cada día, hasta que llega el solsticio de invierno (que se produce en diciembre) cuando el Sol alcanza su altura más baja en el cielo, y se repite el ciclo. La palabra ‘solsticio’ viene del latín ‘solstitium’ que significa ‘sol quieto’, porque en los solsticios el Sol pasa de ascender a descender, o viceversa, y por eso durante varios días su posición en el cielo a mediodía es aproximadamente la misma.
Explicación: el eje de rotación de la Tierra y sus estaciones
Nuestro planeta realiza dos movimientos: traslación y rotación. Por un lado, la Tierra recorre una órbita alrededor del Sol cada 365 días con una trayectoria con forma de elipse que está siempre en un plano llamado ‘plano orbital’. Por otro lado, la Tierra rota cada 24 horas alrededor del ‘eje de rotación’, que pasa por los polos norte y sur y es perpendicular al ecuador. Pero el plano orbital y el plano del ecuador son distintos y forman un ángulo de 23.3º. Dicho de otra manera, el eje de rotación de la Tierra no es perpendicular a la órbita, sino que está inclinado 23.3º. Este hecho es el que explica el fenómeno de las estaciones. Debido a la inclinación del eje terrestre los rayos en verano inciden más verticales (y calientan más), pero en invierno, cuando el Sol está en la posición opuesta, los rayos solares llegan más inclinados (y calientan menos). Además, cuanto más verticales son los rayos los días son más largos, y a revés.
La inclinación de los rayos solares depende, como hemos dicho, de la época del año, pero también depende de la ‘latitud’ en la que estamos. La latitud es la distancia (en grados) desde un punto de la superficie terrestre al ecuador. Por ejemplo, el ecuador tiene latitud 0º, Tenerife latitud 28º norte, Murcia latitud 38º norte, y el polo norte tiene latitud 90º. El trópico de Cáncer es una circunferencia paralela al ecuador, situada en el hemisferio norte, que tiene latitud 23.3º, es decir, el mismo ángulo que la inclinación del eje terrestre. Por eso, en el solsticio de verano (en junio) el Sol a mediodía está justo en el cénit del trópico de Cáncer: los rayos caen totalmente verticales y los objetos no hacen sombra, como ocurre, por ejemplo, en La Habana y en Taiwán. En el trópico de Capricornio, situado en el hemisferio sur, ocurre eso mismo en el solsticio de diciembre. Conforme nos situamos más al norte del trópico de Cáncer, los rayos solares están cada vez más inclinados. Por ejemplo, durante el solsticio de verano en España el Sol se eleva hasta 73º sobre el horizonte; en Reino Unido el Sol está más inclinado que en España; en el círculo polar ártico no se pone el Sol en todo el día, aunque el Sol está prácticamente acostado en el horizonte; y en el círculo polar antártico no llega a salir el Sol.
El experimento: verano e invierno
La Tierra, el ecuador y el eje de rotación
La bola de poliespán será la Tierra. Rodea la bola con una goma justo por la mitad, para que queden dos hemisferios. La goma indica el ecuador. Pincha dos palillos, uno en el polo norte y otro en el polo sur. Pega un trocito de plastilina en el lugar que corresponde a España en el globo terráqueo, esto es, a unos 40º de latitud norte, que sería un poquito más abajo del punto medio entre el ecuador y el polo norte. Pega en la plastilina, verticalmente, un trocito de pajita que hará las veces de un edificio, una torre, o una persona.
Solsticios
Utiliza otra pajita para indicar la dirección de los rayos solares, que vamos a tomar siempre en un plano horizontal. Tuerce la Tierra para que el eje de rotación esté inclinado. Cuando el polo norte está volcado hacia el Sol estamos en verano (según indica el dibujo, donde el Sol queda en la derecha). Cuando la Tierra recorre media órbita llegamos al invierno (el Sol queda situado en la izquierda) y el polo norte queda en la dirección opuesta al Sol. Se ve perfectamente con la experiencia que los rayos solares sobre un edificio en España (el trocito de pajita) caen casi verticales (aunque no del todo) en verano, pero están mucho más inclinados sobre el mismo edificio en invierno.
