Una observación simple que permite ``ver'' el movimiento del Sol durante el año es a través del gnomon. Un gnomon es simplemente una columna vertical fijada al suelo. Durante el día, la columna, al ser iluminada por el Sol, forma una sombra cuyo tamaño depende de la hora del día y de la época del año. La dirección de la sombra al mediodía nos da la dirección Norte-Sur. A lo largo de un día, la sombra es máxima en la salida y en la puesta del Sol, y es mínima al mediodía. A lo largo de un año (a la misma hora del día), la sombra es máxima en el solsticio de invierno, y mínima en el solsticio de verano. La bisectriz marca el tamaño de la sombra en los equinoccios. Fue observando la variación del tamaño de la sombra del gnomom a lo largo del año que los antiguos determinaron la duración del año de las estaciones, o año trópico.
La causa de las estaciones es la inclinación del eje de rotación
de la Tierra con relación a su órbita. Este ángulo,
llamado de oblicuidad, es de .
Debido a esa inclinación, a medida que la Tierra orbita en torno
al Sol, los rayos solares inciden más directamente en un hemisferio
o en otro, proporcionando más horas con luz durante el día
en un hemisferio o en otro, y por lo tanto calentando más un hemisferio
u otro.
En el Ecuador todas las estaciones son muy parecidas: todos los días
del año el Sol permanece 12 horas encima del horizonte y 12 horas
debajo del horizonte. La única diferencia es la altura del Sol:
en
21/06 el Sol cruza el meridiano
al norte del Zenit, en
23/09 el Sol cruza el meridiano
al sur del Zenit, y en el resto del año cruza el meridiano entre
esos dos puntos. Por lo tanto la altura del Sol al mediodía en el
Ecuador no cambia mucho a lo largo del año, y por eso no existe
mucha diferencia entre inverno, verano, primavera u otoño.
A medida que se aleja del Ecuador, las estaciones se tornan más acentuadas. La diferencia es máxima en los polos.
Insolación
Solar.
Introducción
a la Astronomía y la Astrofísica