La analema solar

Si miramos al Sol a la misma hora todos los días, desde el mismo lugar, ¿lo observaríamos en la misma ubicación en el cielo? la solución es sencilla, si la Tierra no estuviera inclinada, y si su órbita alrededor del Sol fuera perfectamente circular, entonces, sí, lo haría, estaría en el mismo punto. Sin embargo, una combinación de la inclinación de 23.5 grados de la Tierra y su órbita ligeramente elíptica se combinan para generar el patrón en forma de figura de un “8” si miramos al Sol a la misma hora todos los días, desde el mismo lugar y lo fotografiamos. El patrón se llama analema.

La inclinación del eje de la Tierra de 23.4 grados afecta la posición aparente del Sol en el cielo, a medida que avanza el año y la Tierra continúa girando en un eje inclinado y orbitando alrededor del Sol, el Sol parece moverse hacia arriba y hacia abajo (Norte-Sur ) en el cielo. Esto tiene el efecto de generar los dos bucles de la figura 8.

El ciclo superior de la figura de la Analema se genera durante el verano: a medida que avanzan los meses de verano, el Sol se mueve más hacia arriba en el cielo, alcanzando el punto más alto alrededor del solsticio de verano .

Después del solsticio de verano, la posición aparente del Sol comienza a moverse hacia abajo en el cielo, generando el primer bucle de la figura. Este efecto se repite de manera similar durante los meses de invierno para generar el segundo bucle de la curva de la figura del 8.

Si la trayectoria orbital de la Tierra fuera elíptica, pero su eje no estuviera inclinado, la curva de la Analemma solar sería de forma ovalada. En el Ecuador, esta línea sería una línea recta que abarca de izquierda a derecha u oeste a este.

Si la trayectoria orbital de la Tierra fuera circular, su inclinación axial tendrá el efecto de generar una curva de Analema perfecta en la figura 8, de modo que el bucle superior e inferior tengan el mismo tamaño. Sin embargo, este no es el caso. No solo el camino orbital de la Tierra es elíptico, el Sol no está en el centro de este camino. Esto significa que una parte de la trayectoria orbital (Perihelio) está más cerca del Sol que la otra (Afelio).

Debido a su forma orbital, la Tierra se mueve más rápido alrededor del Sol cuando está en su Perihelio, alrededor del Solsticio de Invierno, que cuando está en su Afelio. Esto tiene el efecto de aplanar la mitad inferior de la curva.

En el hemisferio norte, la curva Analema tiene el bucle más amplio en la parte inferior. Esto es opuesto en el hemisferio sur, donde el bucle más amplio se encuentra en la parte superior de la curva.

Los observadores en el Polo Norte verán solo el lazo superior del Analemma, mientras que los del Polo Sur observarán solo la parte inferior de su Analemma.

Además, la dirección del Analema también varía según la ubicación del observador en la Tierra.

El Analema para el Sol tiene diferentes formas en cada uno de los 8 planetas. Esto se debe a que la posición del Sol en el cielo depende no solo de la forma de la órbita del planeta a su alrededor, sino también del ángulo del eje de rotación del planeta.

¿Cómo hacer una analema en el suelo?

Con estos pasos podemos trazar un analema solar con una varilla:

• Encuentra un lugar donde el sol brille a la misma hora del día durante todo el año.
• Coloca una varilla puntiaguda en el suelo.
• Todos los días, al mismo tiempo, coloca otra varilla para marcar el lugar donde se encuentra el final de la sombra de la primera varilla. Para simplificar las cosas, puedes hacer esto en la misma fecha y hora cada mes en lugar de la misma hora todos los días.
• Al final del año, tendrás una figura en forma de 8 hecha por las varillas. Esta es tu curva Analema solar.
• En lugar de utilizar barras, puedes marcar el punto de sombra en una hoja grande de papel cuadriculado.

Si bien la hora del día para registrar la posición del sol se puede decidir arbitrariamente, hay dos cosas a tener en cuenta. Primero, es importante marcar las sombras a la misma hora todos los días. Segundo, cuenta para el horario de verano (DST). Si su ubicación observa el horario de verano, ajusta tu tiempo de marcado en consecuencia.

Para saber más:

La Analema (en inglés)

Calculo de la posición del Sol

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