Estació de l'any
De Viquipèdia
Les estacions són els períodes de l'any en els quals les condicions climatològiques imperants es mantenen, en una determinada regió, dintre d'un cert rang. A la Terra, aquests períodes duren aproximadament tres mesos i es denominen hivern, primavera, estiu i tardor, encara que en les regions properes a l'equador les estacions són només dues, l'estació seca i la plujosa ja que en elles varia dràsticament el règim de pluges, però no així la temperatura.
Certes cultures com les indígenes d'Austràlia divideixen l'any en sis estacions.
Les quatre estacions tradicionals tenen el seu inici i final marcats per esdeveniments astronòmics (equinoccis i solsticis).
- Primavera (entre l'equinocci de primavera i el solstici d'estiu)
- Estiu (entre el solstici d'estiu i l'equinocci de tardor)
- Tardor (entre l'equinocci de tardor i el solstici d'hivern)
- Hivern (entre el solstici d'hivern i l'equinocci de primavera).
A causa de la inèrcia tèrmica de l'atmosfera terrestre i els seus oceans el clima de cada regió està desfasat lleugerament pel que fa als períodes de major i menor insolació.
Taula de continguts |
[edita] La causa de les estacions
La successió de les estacions no es deu al fet que en el seu moviment el·líptic la Terra s'allunya i acosta a el Sol. Això té un efecte menor.
La causa principal és la inclinació de l'eix de gir del globus terrestre. Aquest eix es troba sempre orientat de la mateixa manera (excepte fenomen de la precessió) i per tant els hemisferis boreal i austral són desigualment il·luminats pel sol. Cada sis mesos la situació s'inverteix.
Si l'eix de la Terra no estigués inclinat respecte a l'eclíptica, el Sol es trobaria tot l'any sobre l'equador; culminaria tots els dies de l'any a la mateixa altura sobre l'horitzó, que seria igual a la mateixa latitud N i S, i tant menor com més gran fos la latitud h=90-lat. Per tant no hi hauria estacions.
[edita] Moviment anual
- Vegeu: Moviment anual
En realitat el pla de l'eclíptica en el qual es mou aparentment el Sol forma un angle de 23,45º amb el pla de l'equador. Per tant aquest astre solament pot trobar-se en el zenit d'un observador equatorial quan passa per la intersecció d'ambdós plans, línia dels equinoccis, la qual cosa ocorre sobre el 20 o 21 de març quan el Sol passa de l'hemisferi sud al nord, i el 22 o 23 de setembre quan passa del nord al sud. Entre aquests dos moments, el dia 22 o 23 de juny el Sol arriba a en l'hemisferi boreal la seva màxima declinació (distància angular a l'equador) el que ocorre per a l'hemisferi sud el 21 o 22 de desembre.
El dia que el Sol creua l'equador, el moviment de rotació de la Terra li fa descriure aparentment una trajectòria equatorial, estant 12h per dalt de l'horitzó i 12 per sota en qualsevol latitud. Si és març a partir d'aquesta data el Sol culmina més alt en els llocs de l'hemisferi nord i cada vegada més baix sobre l'hemisferi sud. Els dies s'allarguen en el nord i s'escurcen en el sud. Per si fos poc els raigs solars cauen cada vegada més perpendiculars en el nord i més rasants en el sud. La conseqüència d'aquest procés és un escalfament primaveral del nord i un refredament tardorenc del sud, la qual cosa prossegueix fins al 22 de juny. En aquesta data el Sol passa pel solstici d'estiu i s'inicia en el nord aquest estació mentre en el sud comença l'hivern.
El Sol aquest dia arriba en l'hemisferi nord a la seva màxima altura sobre l'horitzó arribant a al migdia el zenit en el tròpic de Càncer, és a dir el paral·lel 23° 27' N. Totes les regions situades a latitud major que 66° 33' N (corresponents al cercle polar àrtic) reben permanentment la llum del Sol. En la resta de l'hemisferi els dies són els més llargs i les nits les més curtes. En l'hemisferi austral per contra la situació és totalment la contrària, és hivern, els dies curts i les nits llargues, en el cercle polar antàrtic és nit permanent.
A partir d'aquesta data, la declinació solar disminuïx i en conseqüència el sol culmina cada vegada a menor altura en el nord i a major altura en el sud. El 22, 23 de setembre el sol torna a estar en l'equador i els dies i les nits duren igual en els dos hemisferis. Les temperatures en el nord han anat baixant i pujant en el sud. A l'arribar el 21 de desembre entra l'hivern en l'hemisferi boreal i l'estiu en l'austral produint-se la situació inversa a la del 21 de juny. Finalment s'arriba al 21 de març on comença de nou el cicle anual. Aquest cicle presenta certes irregularitats inherents a l'òrbita terrestre que és una el·lipse amb el sol ocupant un dels focus.
[edita] Duració de les estacions
Actualment la línia dels solsticis forma amb l'eix major de l'el·lipse un angle de 10°, la línia dels solsticis i la dels equinoccis divideixen a l'el·lipse en 4 zones, corresponents a les estacions. Per la 2ª llei de Kepler la velocitat areolar de la Terra en el seu gir al voltant del Sol és constant, per tant àrees més grans significa que les corresponents estacions tenen major durada. Aquesta és la causa que les estacions tinguin durada diferent:
| PRIMAVERA boreal= TARDOR austral | 92 dies 20 hores |
| ESTIU boreal= HIVERN austral | 93 dies 15 hores |
| TARDOR boreal= PRIMAVERA austral | 89 dies 19 hores |
| HIVERN boreal= ESTIU austral | 89 dies 0 hores |
Per tant l'hemisferi boreal es beneficia d'una major durada de la insolació a la primavera i l'estiu. Aquest fenomen es troba parcialment compensat pel fet que la Terra arriba a el seu màxim acostament al Sol el 3 o 4 de gener quan a l'hemisferi sud és estiu. En definitiva l'hemisferi nord rep un 7% de insolació més que el sud, gaudint encara que en escassa proporció d'hiverns menys freds i estius menys calorosos que el Sud. La situació aquesta també compensada per altre fet no astronòmic, els mars més abundants en el Sud que en el Nord acumulen calories durant l'estiu i les cedeixen durant l'hivern per mitjà de l'atmosfera, gràcies a ells els hiverns són menys crus i els estius menys tòrrids.
[edita] Començament de les estacions
Les estacions varien el seu inici perquè l'any civil dura 365 o 366 dies mentres l'any astronòmic o tròpic dura 365,2422 dies.
Com que un any de traspàs dura més que l'astronòmic, després d'un any bixest les estacions comencen més prompte. Després amb cada any normal les estacions retarden el seu inici unes 6 hores, de manera que en els tres anys normals retarden el seu inici 18 hores, fins que un nou any bixest torna el seu inici quasi al moment de començar el cicle.
Es calcula el començament de les estacions usant les fórmules següents:
Equinocci primavera de l'any I: JD = 1721139,2855 +365,2421376*I +0,067919*(I/1000)2-0,0027879*(I/1000)3
Solstici d'estiu de l'any I: JD =1721233,2486 +365,2417284*I -0,053018*(I/1000)2+0,009332*(I/1000)3
Equinocci tardor de l'any I: JD =1721325,6978 +365,2425055*I -0,126689*(I/1000)2+0,0019401*(I/1000)3
Solstici d'hivern de l'any I: JD =1721414,392 +365,2428898*I -0,010965*(I/1000)2-0,0084885*(I/1000)3
Després cal convertir la data juliana al calendari gregorià. Restant les dates julianes s'obté la duració de les estacions, excepció feta de la duració de l'hivern; per a obtindre esta última se suma la quantitat aproximada de la duració de l'any tròpic 365,2422 al començament de la Primavera de l'any I obtenint la de l'any I+1 i es resta del començament de l'hivern.
[edita] Les estacions a Mart
L'equador del planeta Mart està inclinat respecte al seu pla orbital un angle de 25,19º. Ambdós plans es tallen assenyalant una direcció que s'anomena punt vernal de Mart quan l'òrbita talla ascendentment l'equador del planeta. Ambdós punts es prenen com a origen de les longituds solars (aerocèntriques, en honor al déu Ares). Les mesures sobre l'òrbita o de les ascensions rectes As mesures sobre l'equador. La primavera comença en l'hemisferi nord en l'equinocci de primavera quan el Sol travessa el punt vernal passant de l'hemisferi sud al nord (Ls=0 i creixent). En el cas de Mart açò té també un sentit climàtic. Els dies i les nits duren igual i comença la primavera en l'hemisferi nord. Esta dura fins que LS=90º solstici d'estiu en què el dia té una duració màxima en l'hemisferi nord i mínima en el sud.
Anàlogament, Ls = 90°, 180°, i 270° indiquen per a l'hemisferi nord el solstici d'estiu, equinocci tardorenc, i el solstici hivernal, respectivament mentres que en l'hemisferi sud és al revés. Per ser la duració de l'any marcià aproximadament doble que el terrestre també ho és la duració de les estacions.
La diferència entre les seves duracions és major perquè l'excentricitat de l'òrbita marciana és molt major que la terrestre. Heus ací la duració de les quatre estacions a Mart:
| ESTACIÓ | DURACIÓ A MART | DURACIÓ TERRA | ||
| hemisferi boreal | hemisferi austral | Sols | Dies | Dies |
| primavera | tardor | 194 | 199 | 92,9 |
| estiu | hivern | 178 | 183 | 93,6 |
| tardor | primavera | 143 | 147 | 89,7 |
| hivern | estiu | 154 | 158 | 89,1 |
La comparació amb les estacions terrestres mostra que, així com la duració d'estes difereix com a màxim en 4,5 dies, a Mart, a causa de la gran excentricitat de l'òrbita, la diferència arriba a ser primerament de 51 sols.
Actualment l'hemisferi nord gaudeix d'un clima més benigne que l'hemisferi sud. La raó és evident: l'hemisferi nord té tardors (143 dies) i hiverns (154 dies) curts i a més és quan el Sol està en el periheli la qual cosa donada l'excentricitat de l'òrbita del planeta, fa que siguen més benignes. A més la primavera (194 dies) i l'estiu (178 dies) són llargs, però estant el Sol en l'afeli són més freds que els de l'hemisferi sud. Per a l'hemisferi sud la situació és la inversa. Hi ha per tant una compensació parcial entre ambdós hemisferis pel fet que les estacions de menys duració tenen lloc estant el planeta en el periheli i llavors rep del Sol més llum i calor. A causa de la retrogradació del punt vernal i a l'avanç del periheli, la situació es va decantant cada vegada més.
En 2.940 anys terrestres el periheli s'alinearà al solstici d'hivern. Carl Sagan va proposar en 1971, per a conciliar l'evident erosió hídrica amb l'actual escassetat de vapor d'aigua, la teoria del "llarg hivern". Amb l'alineació del periheli al solstici d'hivern, tindrem per a l'hemisferi nord, curts hiverns i molt benignes (per la seva proximitat al periheli) i llargs estius. Al revés en l'hemisferi sud. Això provocaria que l'extens i gruixut casquet polar nord, siga transferit a través de l'atmosfera, al casquet polar sud. En l'operació, la major part dels gels d'aigua i CO2 es trobarien en forma de vapor en l'atmosfera, produint un efecte hivernacle. S'elevaria la temperatura superficial, augmentaria la pressió i durant uns pocs milers d'anys s'interrompria el "llarg hivern" per a donar lloc a una "curta primavera". Al cap de 27.850 anys la situació s'invertiria.
