En verano hace (más) calor por la inclinación de la Tierra

Vaya por delante que la exposición de esta respuesta, asociada a la inclinación del eje de giro terráqueo, no es tan simple e intuitiva como la de la distancia al Sol. Lo que no significa que su complejidad no les permita aprehenderla, pero sí que sea más exigente en su entrega intelectual.

Vamos a ver si, para empezar, soy capaz de exponérsela.

Resulta que el eje respecto del cual la Tierra efectúa una rotación cada día, es decir gira sobre sí misma (movimiento de rotación), no es perpendicular al plano de la elipse que describe la Tierra en su movimiento alrededor del Sol (movimiento de traslación), sino que forma con él un ángulo de 23,5º.

Un modelo mecánico para la inclinación del eje terráqueo

Para que se haga una mejor idea les propongo un modelo mecánico a escala del Sol y la Tierra.

Imagínense un balón de baloncesto quieto en medio del suelo de una habitación y una pelota de pingpong que desplazamos por la habitación siguiendo una circunferencia alrededor de la de baloncesto.

Imaginen también que la de pingpong está atravesada por su centro, de arriba abajo, por una pequeña aguja de bordar alrededor de la cual la hacemos girar, a la vez que la desplazamos.

Ahí tienen los dos movimientos mencionados del planeta: traslación alrededor del Sol y rotación sobre su propio eje, cuyos extremos son el Polo Norte y el Polo Sur geográficos.

Por último, imagine ahora que ese eje de giro no es perpendicular al suelo de la habitación, sino que está inclinado. Una inclinación que hace que la parte superior de la pelota, el hemisferio norte del planeta, se encuentre más cerca del Sol. Bueno pues ya está.

Si estamos alrededor de determinado punto de la trayectoria, en concreto el más alejado (afelio), eso es lo que sucede en verano en España.

Como pueden ver en las ilustraciones que se acompañan, los rayos solares inciden de forma casi perpendicular (≈ 90º) en nuestro hemisferio donde estamos, en ese momento, en verano.

Y con una inclinación menor (< 90º) en el hemisferio sur donde, en ese momento es, oh sorpresa, invierno.

Luego la inclinación con la que nos llegan los rayos solares es la responsable de que sintamos frío o calor, independiente de la distancia a la que estemos del Sol.

Confirmando la teoría de la inclinación terráquea

Una afirmación que se valida si continuamos moviendo la pelota de pingpong por la trayectoria espacial, sin cambiar su inclinación. Y lo hacemos hasta el extremo opuesto de la habitación. En esta ocasión el más próximo a nuestra estrella (perihelio).

La misma inclinación hace ahora que la parte superior de la pelota, el hemisferio norte del planeta, esté más alejado del Sol. Es cuando estamos en invierno en España.

Como pueden ver en la ilustración que se acompaña, los rayos solares no inciden ahora de forma perpendicular en nuestro hemisferio, sino que lo hacen con una inclinación menor. Es en el hemisferio sur donde lo hacen y donde, oh sorpresa, están en pleno verano.

Pensándolo mejor, casi no es necesario este ejercicio de imaginación.

De la perpendicularidad de los rayos solares durante el verano, tenemos una prueba empírica cotidiana. Es fácil comprobar cómo a mediodía, en esta estación, nuestra sombra se esconde bajo nuestro cuerpo.

Una circunstancia que no se da durante el invierno, en el que incluso a mediodía proyectamos una alargada sombra, prueba de la inclinación con la que nos llegan los rayos.

Et voilà

Luego la inclinación con la que nos llegan los rayos solares es la responsable de que sintamos frío o calor. Y no la distancia a la que nos encontremos del Sol.

Una inclinación que es responsable también de que los días durante el verano sean más largos que en invierno. Mejor dicho, que su recorrido aparente durante el día dure más. Se estima una duración media de quince horas (15 h) en verano y nueve horas (9 h) en invierno.

Datos a partir de los cuales, unos sencillos cálculos nos permiten determinar que el Sol nos calienta durante 1,7 veces más tiempo en verano que en invierno.

Bien. Pero, ¿por qué una inclinación perpendicular o casi de los rayos solares nos proporciona más calor que una que no lo sea tanto?