Posición del sol

Un día estaba mirando el sol al mediodía en pleno verano y noté que no estaba a 90º del horizonte. Entonces quise averiguar cómo variaba el ángulo de incidencia según la latitud. Esto es lo que encontré:

SOLSTICIOS

Solsticio de Junio

 
En el solsticio hay uno de los trópicos que recibe los rayos solares con un ángulo de incidencia de hasta 90º, mientras que el Ecuador y el otro trópico reciben los rayos solares con una incidencia menor. Esto es precisamente lo que define la latitud correspondiente a cada trópico. Las latitudes mayores a la del trópico nunca reciben el sol a 90º, las latitudes menores reciben 90º una vez al año y el Ecuador recibe 90º dos veces al año.

En este momento, uno de los hemisferios (excepto dentro de los círculos polares) cuenta con el día más corto del año y se considera que allí es el inicio del invierno, y el otro hemisferio cuenta con el día más largo y se considera que allí es el inicio del verano.
 
EQUINOCCIOS

Equinoccio

 








El equinoccio ocurre dos veces al año: el 21 de Septiembre y el 21 de Marzo. En ambos días, el Ecuador recibe una incidencia de 90º y el resto del mundo recibe una incidencia menor. En este momento, todas las latitudes menores al círculo polar cuentan con 12 horas de día y 12 horas de noche (contando a partir de la puesta del sol). Sin embargo las horas de luz son mayores que 12 debido a la permanencia del crepúsculo. Esta fecha se considera el fin del verano en un hemisferio y el fin del invierno en el otro hemisferio.
Pueden encontrar más detalles acerca del crepúsculo en los posts Longyearbyen (categoría extremos) y Amanecer.

Debido a las inclinaciones mencionadas, así es como se observa el Sol desde la Tierra:

POLOS
En los polos el sol se ve girando en un círculo horizontal durante todo el año. La altura del círculo varía según la época del año. O sea que en realidad es una espiral y no un círculo, pero la variación dentro del mismo día es tan pequeña que no se puede distinguir. El día del equinoccio, la altura es 0º, es decir, justo sobre el horizonte. En días de verano, el sol está todo el tiempo por encima del horizonte, por lo cual es todo el tiempo de día. En días de otoño o invierno, el sol está todo el tiempo por debajo del horizonte, así que no hay amanecer (aunque por un tiempo permanece el crepúsculo). Por ejemplo, este es el cronograma del polo sur:
salida del crepúsculo náutico: 22 de Agosto
salida del crepúsculo civil: 8 de Septiembre
inicio del amanecer: 21 de septiembre (el sol tarda 2 días en salir y en ponerse)
salida del sol: 22 de septiembre
puesta del sol: 24 de Marzo
puesta del crepúsculo civil: 4 de abril
puesta del crepúsculo náutico: 21 de abril.
Duración de la noche: 21/Abril-22/agosto = 4 meses
Duración del día: 6 meses (sin contar el crepúsculo)

ECUADOR
Es el único lugar en donde el día dura 12 horas durante todo el año. En el resto del mundo, el día de verano dura más que el día de invierno. El sol siempre sale y se pone verticalmente, aunque su recorrido va variando de un costado al otro del horizonte. El día del equinoccio, sale justo por el medio.

LATITUDES INTERMEDIAS

El sol siempre sale de costado. Sale y se pone del mismo lado (la misma mitad del horizonte) y cruza al otro lado a lo largo de su trayectoria, ya que la misma se encuentra en un plano oblicuo respecto del horizonte (no paralelo ni perpendicular). Tiene su altura máxima en el solsticio de verano (el día más largo) y su altura mínima en el solsticio de invierno (el día más corto). La asimetría en la duración de los días se debe justamente a la inclinación del plano de la trayectoria solar con respecto al plano del horizonte.

CÍRCULOS POLARES
Se define como círculo polar a la latitud a partir de la cual se observa sol de medianoche al menos 1 vez al año. Esto se debe a que la trayectoria más baja queda totalmente por debajo del horizonte y la trayectoria más alta queda totalmente por encima del horizonte.
Pueden encontrar más detalles acerca de un lugar que se encuentra entre el polo y el círculo polar en el post de Longyearbyen, categoría extremos.


Bibliografìa:
http://www.cientec.or.cr/mhonarc/boletincientec/doc/msg00213.shtml
http://es.slideshare.net/Valyakuza/tierra-en-el-universo-7
https://es.wikipedia.org/wiki/Solsticio
http://users.skynet.be/kepler/sdaglen90.html
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~severon/cursos/pi/calculadorasolar.htmg
http://www.teinteresa.es/ciencia/crepusculo-Antartida-meses-oscuridad-total_0_675534018.html
http://www.tiempo.com/ram/3531/amanece-en-el-polo-sur-despus-de-seis-meses/