El día solar y el civil

En el planeta Tierra los seres vivos se han regido por el Sol. Los diversos animales han regulado su actividad y su descanso en función de la luz solar. Sólo recientemente con el descubrimiento de la luz artificial (Edison descubrió la bombilla eléctrica en 1879) los hábitos del hombre respecto a su actividad variaron, disminuyendo el tiempo de reposo e incrementando las horas de actividad durante la noche. Algunos animales domésticos siguieron la pauta marcada por los humanos.

Las plantas siguen también las pautas marcadas por el Sol y su actividad fotosintética se limita a las horas de luz solar.

Por todo lo anterior el hombre ha adoptado desde tiempos inmemoriales el día solar como unidad de medida del tiempo.

El día se define como el tiempo transcurrido entre dos pasos del sol por el meridiano superior del lugar.

Ahora bien, como vamos a ver a continuación los días solares no tienen la misma duración a lo largo del año sino que van variando muy ligeramente a medida que la Tierra recorre su órbita alrededor del Sol.

Fue Johannes Kepler quién en 1596 descubrió las leyes que regulan la mecánica del movimiento de los planetas alrededor de su estrella, definiendo las tres leyes del movimiento celeste.

La primera ley dice que los planetas en su rotación alrededor de su estrella (en nuestro caso la rotación de la Tierra alrededor del Sol), siguen una órbita elíptica y la estrella ocupa uno de sus polos.

La segunda ley establece que la velocidad de traslación de un planeta en su giro orbital alrededor de su estrella no es constante. Esta ley define que “las áreas barridas por los radios de los planetas son proporcionales al tiempo empleado por estos en recorrer el perímetro de dichas áreas” lo que implica que la velocidad del planeta es mayor cuando se encuentra más cerca de la estrella (perihelio) y menor cuando está más alejada (afelio).

La tercera ley no tiene aplicación para esta reflexión.

Giro perihelio y afelio
Giro perihelio y afelio

En el esquema adjunto puede verse que la Tierra tiene que girar más de 365 grados alrededor de su eje para que el Sol pase por el meridiano superior del lugar al tener que compensar el desplazamiento de la tierra en su órbita. Este “giro suplementario”es mayor cuando está en el perihelio que cuando está en el afelio por lo que los días son más largos en el perihelio (solsticio de invierno en nuestro hemisferio) que en el afelio (solsticio de verano en nuestro hemisferio).  Es la consecuencia de la aplicación de la segunda ley de Kepler.

Hay otros factores que intervienen, aunque en mucha menor medida, en que lo días tengan una duración diferente: Precesión de los equinocios, nutación, variación de la  velocidad de rotación de la tierra, el hecho de que la eclíptica no es plana etc.

Los relojes con los que medimos el tiempo no tienen la capacidad de adaptarse a estas variaciones por lo que hemos adoptado el “día solar medio” que como su nombre indica es un día teórico resultante de hacer la media anual de todos los días, y que es por el que se rige toda nuestra actividad. Tampoco sería práctico para nuestra vida diaria el que los días tuvieran una duración diferente.

Ahora bien, el adoptar el día solar medio como patrón, implica que hay una discrepancia entre la duración del día solar real y el medio (de hecho sólo coinciden dos veces por año en los equinoccios de primavera y otoño) y por lo tanto lo que marcan nuestros relojes no es exactamente lo que marca la posición del Sol en el cielo.

Ecuación del Tiempo
Ecuación del Tiempo.

La tabla que nos da estas diferencias a lo largo del año se denomina “ecuación del tiempo” y en ella podemos medir la diferencia en minutos y segundos que hay, para un día concreto del año, entre lo que marca nuestro reloj y la posición del Sol.

Lo anterior implica que las horas de orto y ocaso del Sol en un punto concreto de la Tierra, son reguladas por el día solar mientras que nosotros las medimos con nuestro reloj que está regulado por el día solar medio.

Obviamente el día más corto del año es el del solsticio de invierno y el día más largo es el solsticio de verano (en el hemisferio norte).

Traslación de la Tierra
Traslación de la Tierra.

La hora del ocaso del Sol medida con el horario solar real es la más temprana en el solsticio de invierno, pero no es cierto cuando lo medimos con nuestro reloj, como consecuencia de la ecuación del tiempo. Con nuestro reloj el día que anochece más temprano no es el día del solsticio, sino unos días antes, alrededor del 8 de diciembre. Consecuentemente el día que amanece más tarde tampoco coincide con el solsticio sino que se retrasa los mismos 13 días y por lo tanto es alrededor del 4 de Enero.

Las desviaciones anteriores se producen en nuestro invierno, cuando la ecuación del tiempo marca las diferencias más grandes, pero no en verano dado que en esta época del año las desviaciones de la citada ecuación son muy pequeñas, por no decir prácticamente nulas.

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