Duración del día y la noche

Educación secundaria básicaGeografíaDuración del día según la latitud y la declinación solar: cos H = (sin h₀ - sin φ sin δ) / (cos φ cos δ)

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Acerca de este experimento

En junio, Londres tiene más de 16 horas de luz diurna, mientras que Sídney tiene menos de 10; en el ecuador, todos los días duran unas 12 horas. La razón es la inclinación del eje de la Tierra. A medida que la Tierra gira alrededor del Sol, primero el hemisferio norte y después el sur se inclinan hacia él, de modo que una mayor parte de cada círculo de latitud queda iluminada por el Sol. Elige un lugar y una fecha, observa cómo el círculo de latitud se divide entre el día y la noche, y sigue las horas de luz diurna a lo largo del año.

Objetivos de aprendizaje

  • Explica por qué la duración del día cambia a lo largo del año debido a la inclinación del eje de la Tierra.
  • Describe cómo depende la duración del día de la latitud durante los solsticios y los equinoccios.
  • Explica el sol de medianoche y la noche polar dentro de los círculos polares.
  • Compara la duración del día en los hemisferios norte y sur en la misma fecha.
  • Calcula la altura del Sol al mediodía a partir de la latitud y la fecha.

Cómo usarlo

  1. 1Elige Londres en el solsticio de junio. ¿Qué parte del círculo amarillo y del azul está iluminada? Lee la duración del día.
  2. 2Mantén la fecha y elige Singapur y, después, Tromsø. ¿Cómo cambia la división del círculo?
  3. 3Elige los equinoccios de marzo y septiembre. ¿Qué observas sobre la duración del día en todas partes?
  4. 4Compara las curvas naranja y azul del gráfico. ¿Por qué son imágenes especulares?
  5. 5Encuentra la latitud más baja que tiene 24 horas de luz diurna durante el solsticio de junio. ¿Qué línea del globo es?
  6. 6Desactiva el ajuste de refracción. ¿Por qué el día se acorta unos minutos?

El modelo

Declinación del Sol: la latitud en la que se encuentra en el cenit al mediodía del día d
Ángulo horario H de la puesta de sol en la latitud φ; h₀ es −0,833° con refracción y 0° sin ella
Duración del día: la Tierra gira 15° por hora
Altura del Sol sobre el horizonte al mediodía solar local

Supuestos

  • La Tierra es una esfera con el eje inclinado 23,44°, y la órbita se considera circular, por lo que la declinación sigue un coseno sencillo. Las fechas reales de los solsticios y los equinoccios pueden variar uno o dos días.
  • Las horas están expresadas en tiempo solar local, con el mediodía cuando el Sol alcanza su punto más alto. La hora del reloj también depende de los husos horarios, el horario de verano y la ecuación del tiempo.
  • Con la refracción activada, el amanecer y el atardecer se producen cuando el borde superior del Sol toca el horizonte, como en los almanaques. No se tienen en cuenta las colinas, los edificios ni la altura del observador.
  • El año tiene 365 días; se ignoran los años bisiestos.

Pruébalo en clase

  1. Q1¿Por qué la duración del día en el ecuador es casi exactamente de 12 horas durante todo el año?
  2. Q2Durante los equinoccios, todos los lugares tienen unas 12 horas de luz diurna. Usa el globo terráqueo para explicar por qué.
  3. Q3¿Por qué la duración del día cambia mucho más a lo largo del año en una ciudad situada a 60° N que en una ciudad a 30° N?
  4. Q4¿Cómo sería la duración del día a lo largo del año si el eje de la Tierra no estuviera inclinado en absoluto?
  5. Q5Explica por qué la época más calurosa del verano suele llegar varias semanas después del día más largo.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el día sigue siendo un poco más largo que 12 horas durante el equinoccio?

La atmósfera desvía la luz solar por encima del horizonte, y el amanecer se cuenta cuando aparece el borde superior del Sol, no su centro. En conjunto, estos efectos añaden unos minutos a cada extremo del día. Desactiva la refracción para ver las 12 horas puramente geométricas.

¿Por qué hay sol de medianoche en los lugares situados dentro del círculo polar ártico?

En junio, el polo norte está inclinado 23,44° hacia el Sol. Todos los puntos situados a menos de 23,44° del polo permanecen en la mitad iluminada de la Tierra durante toda su rotación, por lo que el Sol nunca se pone.

¿El día más largo coincide con el día en que el Sol sale más temprano?

No exactamente. Las horas del reloj a las que se producen el amanecer y el atardecer también se desplazan debido a la ecuación del tiempo; por eso, en muchos lugares, el amanecer más temprano se produce unos días antes del solsticio de junio y el atardecer más tardío, unos días después.