ESTACIONES DEL AÑO
Contrariamente a lo que piensa mucha gente, la sucesión de las estaciones no se debe a que en su movimiento elíptico la Tierra se aleje y acerque al Sol. Esto tiene un efecto prácticamente imperceptible en el clima.
La causa es la oblicuidad de la inclinación del eje de giro del globo terrestre. Este eje se halla siempre orientado en la misma dirección (salvo el fenómeno de la precesión) y por tanto los hemisferios boreal y austral son desigualmente iluminados por el sol. Cada seis meses la situación se invierte.
Si el eje de la Tierra no estuviese inclinado respecto a la Eclíptica, el Sol se hallaría todo el año sobre el ecuador; culminaría todos los días del año a la misma altura sobre el horizonte, que sería igual a la misma latitud N y S, y tanto menor cuanto mayor fuese la latitud h=90-latitud, por lo cual no habría estaciones.
Las estaciones no tienen la misma duración, ya que la Tierra recorre su trayectoria alrededor del Sol con una velocidad variable. Va más deprisa cuanto más cerca está del Sol y más lento cuanto más alejada está. Esto es una consecuencia de la ley de gravitación universal de Newton.
El rigor de las estaciones en cada hemisferio no depende de la distancia al Sol. Como el hemisferio Norte tiene más superficie sólida que el hemisferio Sur, cuando es Verano en el Norte la superficie se calienta más rápido y reemite el calor a la atmósfera, generando temperaturas más elevadas. En cambio, como el hemisferio Sur tiene una superficie cubierta mayormente por agua, en el Verano del Sur el calor proveniente del Sol es absorbido por el agua de los océanos y es reemitido a la atmósfera más lentamente, por lo que la temperatura alcanzada no es tan alta como en los veranos del Norte.
Durante el Invierno ocurre algo similar. Cuando el Sol calienta el hemisferio Norte en el Invierno, el calor es reemitido a la atmósfera muy rápido, por lo cual la temperatura no se eleva ya que los días son cortos y el Sol no calienta por mucho tiempo. Cuando se produce el Invierno en el hemisferio Sur el calor del Sol es absorbido por los océanos y reemitido a la atmósfera de forma más gradual, y por lo tanto moderando la temperatura.
Todo esto se produce a pesar de que cuando el hemisferio Sur se encuentra en Verano, la Tierra se ubica más cerca del Sol, y sin embargo el Norte tiene un Invierno más intenso.
Movimiento anual
En realidad el plano de la Eclíptica en el cual se mueve aparentemente el sol forma un ángulo de 23° 26' con el plano del ecuador. Por consiguiente este astro solo puede hallarse en el cenit de un observador ecuatorial cuando pasa por la intersección de ambos planos, línea de los equinoccios, lo cual ocurre sobre el 20 ó 21 de marzo cuando el Sol pasa del Hemisferio Sur al Norte, y el 22 ó 23 de septiembre cuando pasa del Norte al Sur. Entre esos dos momentos, el día 20 ó 21 de junio el Sol alcanza en el hemisferio boreal su máxima declinación (distancia angular al ecuador) lo que ocurre para el Hemisferio Sur el 21 ó 22 de diciembre.
El día que el Sol cruza el ecuador, el movimiento de rotación de la Tierra le hace describir una trayectoria ecuatorial aparente, estando 12h por arriba del horizonte y 12 por debajo, en cualquier latitud. Si es Marzo a partir de esa fecha el Sol culmina más alto en los lugares del Hemisferio Norte y cada vez más bajo sobre el H. Sur. Los días se alargan en el Norte y acortan en el Sur. Por si fuese poco los rayos solares caen cada vez más perpendiculares en el Norte y más rasantes en el Sur. La consecuencia de este proceso es un calentamiento primaveral del Norte y un enfriamiento otoñal del Sur, lo cual prosigue hasta el 22 de junio. En esta fecha el Sol pasa por el solsticio de verano y se inicia en el Norte esa estación mientras en el Sur comienza el invierno.
El Sol ese día alcanza en el Hemisferio Norte su máxima altura sobre el horizonte alcanzando al mediodía el cenit en el Trópico de Cáncer, es decir el paralelo 23°27'N. Todas las regiones situadas a latitud mayor que 66°33'N (correspondientes al círculo polar Ártico) reciben permanentemente la luz del Sol. En el resto del hemisferio los días son los más largos y las noches las más cortas. En el hemisferio austral por el contrario la situación es totalmente la contraria, es invierno, los días cortos y las noches largas, en el círculo polar Antártico es noche permanente.
A partir de esa fecha, la declinación solar disminuye y en consecuencia el sol culmina cada vez a menor altura en el Norte y a mayor altura en el Sur. El 22, 23 de Septiembre el sol vuelve a estar en el Ecuador y los días y las noches duran igual en los dos hemisferios. Las temperaturas en el Norte han ido bajando y subiendo en el Sur. Al llegar el 21 de Diciembre entra el invierno en el hemisferio boreal y el verano en el austral produciéndose la situación inversa a la del 21 de junio. Por último se llega al 21 de marzo donde comienza de nuevo el ciclo anual. Este ciclo presenta ciertas irregularidades inherentes a la órbita terrestre que es una elipse con el sol ocupando uno de los focos.
