Altura del Sol: diferencias entre el cenit, el mediodía solar y sus máximos diarios y anuales
Solo aquellas estrellas cuya declinación coincide con la latitud del observador alcanzan el cenit en su tránsito diario.
El Sol, en cambio, varía su declinación entre +23.5° y -23.5° a lo largo del año debido a la inclinación axial de la Tierra. Justamente, solo esta franja de latitudes puede ver al Sol en el cenit una vez al año en los trópicos (en solsticios) y, en general, hasta 2 veces al año en el resto del interior de esa franja. Otro caso particular es justo el ecuador a 0°, donde esto ocurre en cada equinoccio.
Las estrellas, en cambio, no tienen esta variabilidad y son fijas en la esfera celeste. Solo aquellas cuya declinación coincide exactamente con la latitud del observador pueden pasar por el cenit. Además, la que lo haga lo repetirá cada 23h 56m 04s.
Diferencia entre mediodía y cenit
En el resto del planeta, el Sol alcanza la máxima altura posible desde nuestra posición (aquí puede confundirse máxima altura con cenit de 90°). Sin embargo, no es lo mismo.
El
mediodía solar es el momento en que el Sol alcanza su máxima altura en el cielo para ese día, pero esta altura depende de la latitud y la declinación del Sol, y no necesariamente coincide con el cenit.
Cálculo de la altura máxima y mínima del Sol
La altura del ecuador celeste en un lugar dado es
90° - latitud, lo que se conoce como colatitud.
Ahora podemos sumar o restar ±23.5°… esos son los límites de altura máxima/mínima del Sol en los solsticios.
Si el resultado es un número negativo, significa que el Sol en esa posición no llega a salir por el horizonte. Si da un número mayor que +90°, indica que nuestra población está en la franja ecuatorial del planeta, y veremos cruzar el Sol dos veces al año por el cenit.
El día sideral y el año solar
Por cierto, el
día sideral dura aproximadamente 23h 56m 04s, lo que implica que cada día solar tiene un desfase de unos 236 segundos respecto al día sideral.
Adivinad, si multiplicamos 236 segundos * 365 días... ¿qué obtenemos?
¡Exacto!
Esos 236 segundos extra suman una rotación adicional de la Tierra respecto a las estrellas en un año.
¡Es Matemática y Geometría elemental!
Factores que afectan la observación del Sol
Pero la "imperfecta realidad" es un poco más compleja.
Hablemos de las aproximaciones supuestas y utilizadas hasta aquí:
Rotación, traslación y forma de la Tierra
- La rotación y la traslación de la Tierra son movimientos independientes, y la duración del año tropical es aproximadamente 365.2422 días. Esto requiere la corrección del año bisiesto.
- Consideramos la Tierra como esférica para simplificar, aunque en realidad es un
esferoide oblato. En Júpiter o Saturno, este achatamiento es más pronunciado, lo que genera diferencias entre la latitud planetocéntrica y la planetográfica.
Depresión del horizonte y refracción atmosférica
- A mayor altitud, el horizonte aparente desciende. A unos 2000 m, este efecto puede superar ya los -2.5° respecto al horizonte teórico.
- La
refracción atmosférica provoca que los astros aparezcan desplazados hasta 0.5° por encima de su posición real, muy cerca del horizonte.
- Los dos efectos anteriores sumados pueden darnos hasta 3° más de visión por debajo del horizonte matemático.
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