Estacións do ano

Para datos sobre estacións de ferrocarril en Galicia, véxase Lista de estacións de tren de Galicia
miniatura|350px|dereita|Animación da evolución das estacións do ano na Terra.
As estacións do ano son as 4 subdivisións do ano baseadas en padróns climáticos e con base astronómica. Debido á influencia da translación asociada á mudanza no eixo de inclinación da Terra, estas mudan ao longo do ano. As catro estacións do ano son:
 Primavera (entre o equinoccio de primavera e o solsticio de verán).
 Verán (entre o solsticio de verán e o equinoccio de outono).
 Outono (entre o equinoccio de outono e o solsticio de inverno).
 Inverno (entre o solsticio de inverno e o equinoccio de primavera).

 Etimoloxía 
O termo estación significa parada, en concreto a parada do sol ao longo da eclíptica, dentro do círculo zodiacal, estas paradas son os solsticios -sol parado- e os equinoccios -igual día e noite- . Procede da antiga astronomía posicional terrestre practicada no hemisferio norte do planeta, por iso no hemisferio sur as estacións -os seus efectos climáticos- están invertidas.

 Causa das estacións 
A sucesión das estacións non se debe, como se pensa comunmente, a que no seu movemento elíptico ó redor do sol a Terra se afaste (afelio) ou se achegue (perihelio) ó astro rei. A causa principal é a inclinación do eixo de xiro do globo terrestre. Este eixo áchase sempre orientado na mesma dirección e polo tanto os hemisferios boreal e austral son desigualmente iluminados polo mesmo. Cada seis meses a situación se inverte. 
300px|miniatura|Primavera.
Se o eixo da Terra non estivese inclinado respecto á Eclíptica, o Sol acharíase todo o ano sobre o ecuador; culminaría tódolos días do ano á mesma altura sobre o horizonte, que seria igual á mesma latitude N e S, e tanto menor canto maior fose a latitude h=90-lat. En suma non habería estacións.

 Movemento anual 

En realidade o plano da eclíptica no cal se move aparentemente o sol forma un ángulo de 23º26' co plano do ecuador. Por conseguinte este astro só pode acharse no cénit dun observador ecuatorial cando pasa pola intersección de ambos planos, liña dos equinoccios, o cal ocorre sobre o 20 ó 21 de marzo cando o Sol pasa do hemisferio sur ó norte, e o 22 ó 23 de setembro cando pasa do norte ó sur. Entre eses dos momentos, o día 22 ó 23 de xuño o Sol acada no hemisferio boreal a súa máxima declinación (distancia angular ó ecuador) o que ocorre para o hemisferio sur o 21 ou 22 de decembro.

O día que o Sol cruza o ecuador, o movemento de rotación da Terra lle fai describir aparentemente unha traxectoria ecuatorial, estando 12 h. por arriba do horizonte e 12 por debaixo en calquera latitude. Se é marzo a partir desa data o sol culmina máis alto nos lugares do hemisferio norte e cada vez mas baixo sobre o hemisferio sur. Os días alónganse no norte e acúrtanse no sur. Por se fose pouco os raios solares caen cada vez máis perpendiculares no norte e máis rasantes no sur. A consecuencia deste proceso é un quentamento primaveral do norte e un arrefriamento outonal do sur o cal prosegue ata o 22 de xuño. Nesta data o Sol pasa polo solsticio de verán e iníciase no norte esa estación mentres no sur comeza o inverno.

O sol ese día acada no hemisferio norte a súa máxima altura sobre o horizonte atinxindo ó mediodía o cénit no Trópico de Cáncer, é dicir o paralelo 23º27'N. Tódalas rexións situadas a latitude maior ca 66º33'N (correspondentes ó círculo polar Ártico) reciben permanentemente a luz do Sol. No resto do hemisferio os días son os máis longos e as noites as máis curtas. No hemisferio austral polo contrario a situación é totalmente a contraria , é inverno, os días curtos e as noites longas, no círculo polar Antártico é noite permanente.

A partir desa data, a declinación solar diminúe e en consecuencia o sol culmina cada vez a menor altura no norte e a maior altura no sur. O 22, 23 de setembro o sol volve a estar no Ecuador e os días e as noites duran igual nos dos hemisferios. As temperaturas no norte foron baixando e subindo no sur. Ó chegar o 21 de decembro entra o inverno no hemisferio boreal e o verán no austral producíndose a situación inversa á do 21 de xuño.

Por último chégase ó 21 de marzo onde comeza de novo o ciclo anual.

Este ciclo presenta certas irregularidades inherentes á órbita terrestre que é unha elipse co sol ocupando un dos focos.

 Duración das estacións 
miniatura|300px|Estacións da Terra.
Actualmente a liña dos solsticios forma co eixo maior da elipse un ángulo de 10 º, a liña dos solsticios e a dos equinoccios dividen á elipse en catro zonas, correspondentes ás estacións. Pola 2ª lei de Kepler, a velocidade areolar da Terra no seu xiro ó redor do sol é constante, o que implica que as estacións que teñen unha área máis grande na elipse teñen maior duración. Esta é a causa de que as estacións teñan duración diferente: 
    PRIMAVERA Boreal = OUTONO Austral   92 Días 20 Horas     VERÁN Boreal = INVERNO Austral             93 Días 15 Horas     OUTONO Boreal = PRIMAVERA Austral             89 Días 19 Horas     INVERNO Boreal = VERÁN Austral              89 Días   0 Horas  

Por conseguinte o hemisferio boreal benefíciase dunha maior duración da insolación en primavera e verán. Este fenómeno encóntrase parcialmente compensado polo feito de que a Terra acada o seu máximo achegamento ó sol o 3 ou 4 de xaneiro cando o hemisferio sur é verán. En definitiva o hemisferio norte recibe un 7% de insolación máis có sur gozando, inda que en escasa proporción, de invernos menos fríos e veráns menos calorosos có Sur. A situación esta tamén compensada por outro feito non astronómico, os mares máis abundantes no Sur ca no norte acumulan calorías durante o verán e as ceden durante o inverno por intermedio da atmosfera, grazas a eles os invernos son menos crus e os veráns menos tórridos.

 Comezo das estacións 
miniatura|Mosaico romano representando as estacións.
As estacións varían o seu inicio porque o ano civil dura 365 ou 366 días mentres o ano astronómico ou trópico dura 365,2422 días.

Como o ano bisesto dura máis có astronómico, despois dun ano bisesto as estacións empezan máis axiña. Logo con cada ano normal as estacións retardan o seu inicio unhas 6 horas, de modo que nos tres anos normais retardan o seu inicio 18 horas, ata que un novo ano bisesto devolve o seu inicio case ó momento de empezar o ciclo.

Calcúlase o comezo das estacións usando as seguintes fórmulas:

Equinoccio primavera do ano E:
JD = 1721139,2855 +365,2421376*E +0,067919*(E/1000)2-0,0027879*(Y/1000)3

Solsticio de verán do ano E:
JD =1721233,2486 +365,2417284*E -0,053018*(E/1000)2+0,009332*(Y/1000)3

Equinoccio outono do ano E:
JD =1721325,6978 +365,2425055*E -0,126689*(E/1000)2+0,0019401*(Y/1000)3

Solsticio de inverno do ano E:
JD =1721414,392 +365,2428898*E -0,010965*(E/1000)2-0,0084885*(Y/1000)3

Logo hai que converter a data xuliana ó calendario gregoriano. Restando as datas xulianas obtense a duración das estacións, excepción feita da duración do inverno; para obter esta última súmase a cantidade aproximada da duración do ano trópico 365,2422 ó comezo da Primavera do ano E obtendo a do ano E+1 e réstase do comezo do inverno.

 Significado dos nomes 
Os nomes de cada estación derivan do latín.
{| class="wikitable"
|- style="background:#EFEFEF"
!width="100"|Estación
!width="165"|Nome en latín
!width="185"|Tradución ao galego
|- 
| Primavera
| Primo vere
| Principio da boa estación
|-
| Verán
| Veranum tempus 
| Tempo da frutificación
|-
| Outono
| Tempus autumnus
| Tempo de ocaso
|-
| Inverno
| Tempus hibernus
| Tempo de hibernar
|-
|}

 As estacións en Marte 
miniatura|esquerda|Marte.
Ó igual ca na Terra, o ecuador marciano está inclinado respecto ó plano da órbita un ángulo de 25º,19. Ambos planos córtanse sinalando unha dirección que se chama punto Aries (Vernal) na Terra ou punto Vernal de Marte cando a órbita corta ascendentemente o ecuador do planeta. Ambos puntos tómanse como orixe das lonxitudes solares (aerocéntricas, en honor ó deus Ares). As medidas sobre a órbita ou das Ascensións Rectas As medidas sobre o Ecuador. A primavera comeza no hemisferio Norte no equinoccio de primavera cando o Sol atravesa o punto Vernal pasando do hemisferio Sur ó Norte (Ls=0 e crecendo). No caso de Marte isto ten tamén un sentido climático. Os días e as noites duran igual e comeza a primavera no hemisferio Norte. Esta dura ata que LS=90º solsticio de verán en que o día ten unha duración máxima no hemisferio Norte e mínima no Sur.

miniatura|Casquete polar de Marte
Analogamente, Ls = 90°, 180°, e 270° indican para o hemisferio Norte o solsticio de verán, equinoccio outonal, e o solsticio invernal, respectivamente mentres que no hemisferio Sur é ó revés. Por ser a duración do ano marciano aproximadamente o dobre có terrestre tamén o é a duración das estacións.
A diferenza entre as súas duracións é maior porque a excentricidade da órbita marciana é moito maior cá terrestre. Ei-la duración das catro estacións en Marte:

  ESTACIÓN DURACIÓN EN MARTE DURACIÓN TERRA hemisferio boreal  hemisferio austral Soles  Días  Días  primavera  outono  194  199  92,9 verán  inverno  178  183  93,6 outono  primavera  143  147  89,7 inverno  verán  154  158  89,1

A comparación coas estacións terrestres mostra que, así como a duración destas difire como máximo en 4,5 días, en Marte, debido á grande excentricidade da órbita, a diferenza chega a ser primeiramente de 51 soles.

Actualmente o hemisferio Norte goza dun clima máis benigno có hemisferio Sur. A razón é evidente: o hemisferio Norte ten outonos (143 días) e invernos (154 días) curtos e ademais cando o Sol está no perihelio o cal dada a excentricidade da órbita do planeta, fai que sexan máis benignos. Ademais a primavera (194 días) e o verán (178 días) son longos, pero estando o Sol no afelio son máis fríos cós do hemisferio Sur. Para o hemisferio Sur a situación é á inversa. Hai pois unha compensación parcial entre ambos hemisferios debido a que as estacións de menos duración teñen lugar estando o planeta no perihelio e entón recibe do Sol máis luz e calor. Debido á retrogradación do punto Vernal e ó avance do perihelio, a situación vaise decantando cada vez máis.

En 2.940 anos terrestres o perihelio aliñarase ó solsticio de inverno. Carl Sagan propuxo en 1971, para conciliar a evidente erosión hídrica coa actual escaseza de vapor de auga, a teoría do "longo inverno". Coa aliñación do perihelio ó solsticio de inverno, teremos para o hemisferio Norte, curtos invernos e moi benignos (pola súa proximidade ó perihelio) e longos veráns. Ó revés no hemisferio Sur. Iso provocaría que o extenso e groso casquete polar Norte, sexa transferido a través da atmosfera, ó casquete polar Sur. Na operación, a maior parte dos xeos de auga e CO2 encontraríanse en forma de vapor na atmosfera, producindo un efecto invernadoiro. Elevaríase a temperatura superficial, aumentaría a presión e durante uns poucos miles de anos se interrompería o "longo inverno" para dar lugar a unha "curta primavera". Ó cabo de 27.850 anos a situación inverteríase.

Categoría:Mecánica celeste
Categoría:Calendarios
Categoría:Cronometría
Categoría:Meteoroloxía