¿Por qué cambian las estaciones del año en la Tierra y cómo influyen en nuestro planeta?

En este artículo analizaremos en detalle las causas astronómicas y físicas que originan las estaciones del año, desmintiendo mitos comunes sobre la distancia al Sol, y examinando su repercusión en la meteorología, la fenología y el impacto del cambio climático.

¿Cuáles son las verdaderas causas astronómicas de las estaciones del año?

La sucesión de las estaciones es causada por la combinación del movimiento de traslación del planeta alrededor del Sol y la inclinación prácticamente constante de su eje de giro durante el año. Existe una idea equivocada muy extendida que atribuye las estaciones a la forma elíptica de la órbita terrestre, creyendo que el acercamiento o alejamiento del Sol determina el clima; sin embargo, la verdadera causa radica en el ángulo con el que los rayos solares inciden sobre la superficie terrestre debido a la oblicuidad del eje.

Cualquier planeta o satélite con una inclinación axial distinta de cero experimenta variaciones estacionales en su insolación y temperatura a lo largo de su órbita anual.

¿Por qué la órbita elíptica no es la causa principal de las estaciones?

Aunque la Tierra gira alrededor del Sol en una órbita con forma de elipse, alcanzando el afelio (máxima distancia) en julio y el perihelio (mínima distancia) en enero, esta excentricidad es muy baja e indistinguible a simple vista de un círculo. Si bien en el perihelio el planeta recibe aproximadamente un 7% más de energía que en el afelio debido a la ley del inverso del cuadrado de la distancia, esta variación es insuficiente para explicar la diferencia térmica entre estaciones opuestas y, además, contradice el hecho de que ambos hemisferios tengan estaciones invertidas de forma simultánea.

¿Cómo influyen la latitud y la inclinación axial en la insolación?

La insolación o cantidad de energía solar que incide sobre una superficie depende fundamentalmente de la latitud y del ángulo de incidencia de los rayos solares. Debido a que la Tierra es aproximadamente una esfera y su eje está inclinado unos 23,5 grados respecto al plano de la eclíptica, el ángulo con el que los rayos solares golpean cada región varía de manera continua mientras el planeta se desplaza en su órbita anual.

Cuando los rayos inciden de forma perpendicular (cercanos a 90°), la energía se concentra en un área menor y la temperatura asciende; cuando inciden de manera inclinada, la energía se dispersa sobre una superficie mayor.

De qué manera se definen los solsticios y los equinoccios

A lo largo del recorrido orbital, la posición geométrica del eje terrestre respecto al Sol determina cuatro puntos singulares conocidos como solsticios y equinoccios. En los solsticios, que ocurren en junio y diciembre, uno de los hemisferios recibe la máxima exposición solar mientras el otro experimenta la mínima, marcando el inicio del verano y del invierno respectivamente. Por su parte, en los equinoccios de marzo y septiembre, los rayos solares caen de forma perpendicular sobre el ecuador, iluminando ambos polos por igual y dando inicio a la primavera y al otoño.

¿Por qué hay un desfase entre la mayor insolación y las temperaturas más altas?

Debido a la inercia térmica de la atmósfera y de los océanos, el tiempo atmosférico de cada región geográfica está ligeramente desfasado respecto a los momentos de máxima o mínima radiación astronómica. Aunque los solsticios marcan los picos de insolación, el calor o el frío acumulados hacen que los meses más cálidos o más fríos en la mayor parte del planeta sean julio y enero, mostrando una clara diferencia entre el calendario astronómico y la respuesta meteorológica local.

De qué manera investiga la fenología los ciclos de la naturaleza

La fenología estudia los cambios biológicos y estacionales en la naturaleza, tales como el crecimiento vegetal, el florecimiento de las especies o las migraciones animales. A diferencia de las clasificaciones astronómicas o meteorológicas fijas, la fenología observa que las estaciones biológicas varían enormemente según el clima local; por ejemplo, en Europa central se pueden distinguir hasta doce estaciones fenológicas basadas en el desarrollo de la vegetación y los ciclos de los ecosistemas.

Cómo afecta el cambio climático a la duración y el inicio de las estaciones

Los registros analizados por climatólogos desde finales del siglo XX muestran alteraciones significativas en el calendario estacional, un fenómeno a menudo denominado en la literatura científica como desplazamiento o adelantamiento de las estaciones (season creep). Los estudios demuestran que la primavera se adelanta varios días por década en gran parte del hemisferio norte, provocando primaveras más tempranas, veranos más prolongados y alteraciones notables en la flora y la fauna, como la floración anticipada de los árboles y la reducción de la capa de hielo invernal en los lagos y ríos.

Sources & Further Reading

• Real Academia Española. Diccionario de la lengua española. Edición 23, octubre de 2014. Disponible en: https://dle.rae.es/estación
• Jansà Guardiola, José María. «Las cuatro estaciones». Calendario Meteoro-fenológico 1974, Servicio Meteorológico Nacional, Madrid, 1973, págs. 161-167. Disponible en: https://repositorio.aemet.es/bitstream/20.500.11765/560/1/cuatro_cal74.pdf
• Galperin, Diego; Prieto, Liliana; Heredia, Leonardo. «Concepciones de docentes sobre las causas de los fenómenos astronómicos cotidianos». Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires, Tandil, 2018. Disponible en: https://rid.unrn.edu.ar/jspui/bitstream/20.500.12049/3780/1/2018 - CEC - Concepciones docentes.pdf
• Aguilar Rodríguez, Armando. Geografía General. 2.ª edición, Pearson Educación, México, 2004, págs. 36-38. ISBN: 970-26-0537-7
• Feinstein, Alejandro; Tignanelli, Horacio. Objetivo: Universo. Astronomía. 1.ª edición, Colihue, Buenos Aires, 2005, págs. 72-80. ISBN: 950-581-656-1
• Rocher, P. Évolution des dates des saisons dans le calendrier grégorien de 1583 à 2999. Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides - Observatoire de Paris, págs. 4-6. Disponible en: https://www.imcce.fr/newsletter/medias/2019/09/docs/Evolution_dates_saisons.pdf