Inclinación Axial
La inclinación axial es el ángulo entre el eje de rotación de un planeta y la perpendicular a su órbita; la Tierra está inclinada 23.5 grados, lo cual causa las estaciones.
Definition
La inclinación axial es cuánto se inclina el eje giratorio de un planeta en lugar de estar completamente recto; el eje de la Tierra está inclinado $23.5$ grados, y esta inclinación es la razón por la que tenemos estaciones. Formalmente, la inclinación axial, u oblicuidad, es el ángulo entre el eje de rotación de un planeta y una línea perpendicular a su plano orbital. Debido a que el eje sigue apuntando en la misma dirección en el espacio, cada hemisferio se inclina hacia el Sol durante la mitad del año y se aleja durante la otra mitad, lo cual cambia qué tan directamente golpea la luz solar el suelo y cuántas horas de luz de día hay. A la latitud $\phi$, la elevación solar al mediodía va entre $90^\circ - \phi + 23.5^\circ$ y $90^\circ - \phi - 23.5^\circ$ a lo largo del año, y la energía por metro cuadrado escala con el seno de esa elevación; la oblicuidad también define los trópicos en $\pm 23.5^\circ$ y los círculos polares en $\pm 66.5^\circ$. La oblicuidad de la Tierra oscila entre unos $22.1^\circ$ y $24.5^\circ$ con un período de $41{,}000$ años, uno de los ciclos de Milankovitch que marcan el ritmo de las edades de hielo, y otros planetas difieren ampliamente: Marte $25^\circ$, Júpiter $3^\circ$, Urano $98^\circ$.
Example
En junio la mitad norte de la Tierra se inclina hacia el Sol, así que Carolina del Norte tiene días largos y calurosos; en diciembre la mitad norte se inclina lejos, así que los días son cortos y fríos. Al mediodía en el solsticio de junio el Sol está directamente sobre $23.5^\circ$ N, el Trópico de Cáncer, y en el solsticio de diciembre está directamente sobre $23.5^\circ$ S, el Trópico de Capricornio; esas dos latitudes existen por la inclinación. En Charlotte ($35^\circ$ N) el Sol de mediodía alcanza $90 - 35 + 23.5 = 78.5^\circ$ sobre el horizonte en el solsticio de junio y solo $90 - 35 - 23.5 = 31.5^\circ$ en el solsticio de diciembre. La luz solar a $31.5^\circ$ se extiende sobre casi $1.9$ veces más terreno que la luz solar a $78.5^\circ$.
Key Insight
Las estaciones no son causadas por que la Tierra esté más cerca o más lejos del Sol; la Tierra en realidad está más cerca del Sol a principios de enero, en medio de nuestro invierno. Los dos hemisferios siempre tienen estaciones opuestas, así que cuando es verano en Charlotte es invierno en Australia, porque solo un hemisferio puede inclinarse hacia el Sol a la vez. La distancia de la Tierra al Sol varía solo cerca de $3\%$ durante el año, lo cual cambia la luz solar entrante en cerca de $7\%$. La inclinación cambia la intensidad del sol de mediodía en latitudes medias por casi un factor de dos y duplica la duración del día, así que la inclinación domina por completo a la distancia.