Calores de verano(?)

¿Por qué hace calor en verano? Pregunta que todos nos hemos hechos y que respondemos mecánicamete: “porque la incidencia de los rayos es más directa, o dicho de otra manera, menos oblicua”. Correcto, pero en parte. La siguiente figura seguro que todos la hemos vistos más de una vez en la que se nos explicaba el verano y el invierno.

Verano austral. Los rayos dan verticalmente sobre esa región (click para agrandar)

Ahora ahondemos un poquito más. Durante los equinoccios de otoño y primavera (aproximadamente el 21 de marzo y septiembre), cualquier parte de la tierra tiene la misma cantidad de horas de luz como noche. En el siguiente ejemplo mental vamos a referirnos desde la posición de Argentina:

-Cuando avanzamos a partir del comienza del invierno (21 de junio), vamos teniendo cada día más horas de luz hasta alcanzar el 21 de diciembre (origen del verano).

-A partir del comienzo del verano (21 de diciembre), los días se empiezan a acortar hasta llegar al invierno (21 de junio) para volver a extenderse los días. Y así continua el ciclo de las estaciones.

Hasta acá nada nuevo. Ahora, nunca pensaron:

¿Por qué hace más calor a partir de diciembre siendo ese mes cuando más tiempo y más arriba “pega” más el sol?

O, preguntarnos lo mismo de otra forma:

¿Por qué hace más calor en enero e inclusive febrero que en diciembre que es cuando más sol tenemos y sus rayos son más directos?

El sentido común lleva a uno a pensar que tendríamos que tener más calor a medida que nos acercamos al 21 de diciembre, y una vez pasada esa fecha, tendríamos que ir teniendo paulatinamente días más frescos.

Lo mismo se aplica al invierno. Los fríos más fuertes son en julio y agosto. Sin embargo, acercándonos al 21 de junio son las fechas de menos luz de día, y según la explicación brindada anteriormente, cuando deberíamos tener los días más fríos.

Sin embargo, el (mi) sentido común falla rotundamente.

La respuesta esperada

La temperatura diaria no se guía solamente por la cantidad de radiación que recibió una región del planeta en un día, sino que son ciclos de más larga duración. En invierno, una región pierde más calor (energía) de la que recibe del sol por tener menor cantidad de horas de luz comparado con horas de noche. A partir del primer día de primavera la ecuación se invierte, recibiendo mayor cantidad de radiación de la que pierde durante la noche, teniendo más horas de luz que de noche. El siguiente gráfico tal vez sea más revelador:

Click para agrandar

Así es como por ejemplo, en el hemisferio sur, la temperatura media (o tm) aumenta a partir de la primavera, llega al inicio del verano creciendo en valor, y continúa con valores más altos que el inicio que el mes de mayor cantidad de luz (diciembre para nosotros) hasta alcanzar el otoño. Allí, la relación horas luz/noche se inverte y comienza el ciclo de frío.

En esta otra figura se aprecia las temperaturas medias de Madrid, España. La línea amarilla se marca el mes de máxima cantidad de radiación (luz). Nótese como, a pesar de disminuir la cantidad de horas luz/día a partir de esa fecha, la tm sigue incrementándose y continúa por encima de ese valor hasta llegar el otoño en setiembre.

En naranja, la zona donde la tm es mayor que el mes de mayor radiación (Click para agrandar)

Si hasta acá están contentos y no quieren analogías matemáticas, terminen de leer. Si por el contrario, les pica la curiosidad, sigan leyendo que no los voy a defraudar(?).

Una analogía matemática

A modo de apetizer y para quién le guste los números, la temperatura media y la relación horas de día/noche se asemejan a las funciones seno y coseno con respecto al tiempo. Éstas funciones tienen la característica de estar desfasadas 90 grados, lo que correspondería en nuestro ciclo del año a 3 meses.

Por “desfase” de dos funciones se entiende que no están en la misma posición para un tiempo dado sino que una “arrancó” antes que la otra. Como siempre, una imagen vale más que mil palabras:

Desfase de 90 grados o 1/4 de ciclo (click para agrandar)

Ahora, ¿cómo linkeamos la imágen anterior con la temperatura y demás hierbas? Justamente porque el fenómeno que hemos descripto en este post se asemeja (tiene un paralelismo) con las funciones seno y coseno. Otra imagen:

¿Vió lector? Todo tiene un análogo matemático (click para agrandar)

Como se ve, los picos de temperatura y horas de luz/noche están desfasado por aproximadamente (o casi) una estación, o 3 meses o un cuarto de año.

Una última cosa que quiero aclarar es que si bien he representado el desfasaje con funciones senos y cosenos (3 meses), en verdad depende muchísimo de la zona geográfica. Por lo general, las temperaturas medias máximas ocurren de 30 a 45 días después del solsticio de verano. Esto es debido a que hay otras muchas variables en juego que modifican la temperatura de tierra (léase: mareas, continentalidad de un punto, situación orográfica y demás).

Terminando la cosa

Bueno amigos, esto es todo por ahora. Como siempre, sus comentarios, opiniones o sugerencias son bienvenidos y los dejo con una imágen llamada “Noche de Verano”. Es un bello fractal, unos de los próximos temas que postearemos con el correr de los días.

Noche de Verano. Fractal (click para agrandar)

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3 respuestas a Calores de verano(?)

  1. ye olde fox dijo:

    Digamos que el calor respeta las leyes matemática.. muy buena entrada..

  2. Gabinni dijo:

    Muy uen post!!! Mui ynteresante!!!

  3. Guillermo dijo:

    aplaudo de pie, excelente aporte, también redondea un tema como calor de la tierra, aunque para ser mas científico, mucho de los efectos mencionados tienen relación con la famosa “inercia térmica”.

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