Analema

Si observamos al sol todos los días a la misma hora al cabo de un año entero vamos a ver cómo, superponiendo las fotos, hace una forma de un 8. A esto se le conoce como analema y que es debido a la inclinación del eje terrestre y la traslación de la Tierra en una órbita ligeramente elíptica.

En este artículo vamos a explicarte en qué consiste el fenómeno conocido como analema, sus características e importancia.

Qué es una analema

Un analema es un término que se utiliza en astronomía y geografía para referirse a una figura en forma de ocho (8) que se forma cuando se registran las posiciones del Sol en el cielo a la misma hora del día y en el mismo lugar a lo largo de un año. Este patrón en forma de ocho se debe a la inclinación del eje de la Tierra y a su órbita elíptica alrededor del Sol.

El analema se compone de dos componentes principales: el componente norte y el componente sur. El componente norte es la parte superior del «ocho» y muestra las posiciones del Sol durante el período de primavera y verano en el hemisferio norte, cuando el Sol se encuentra más alto en el cielo. El componente sur, por otro lado, corresponde al período de otoño e invierno en el hemisferio norte, cuando el Sol se encuentra más bajo en el cielo.

Este fenómeno es el resultado de la combinación de dos movimientos de la Tierra: la inclinación de su eje y su órbita elíptica alrededor del Sol. La inclinación del eje de la Tierra causa que el Sol aparezca en diferentes posiciones en el cielo a lo largo del año, mientras que la órbita elíptica hace que la Tierra se mueva a diferentes velocidades a lo largo de su órbita, lo que también afecta a la posición aparente del Sol.

El analema es una representación gráfica de la ecuación del tiempo, que es la diferencia entre el tiempo solar real y el tiempo solar medio. Esta diferencia se debe a que la órbita de la Tierra no es perfectamente circular, y la velocidad a la que se mueve alrededor del Sol varía a lo largo del año. Por lo tanto, el analema es una forma visual de mostrar cómo el tiempo solar «real» puede variar en relación con el tiempo solar medio a lo largo del año.

Algo de historia

Ya en la Edad Media era necesario determinar el momento del equinoccio para determinar los primeros equinoccios, y en este año [1475] Paolo del Pozzo Toscanelli calculó el diseño de los primeros meridianos, que no sólo proporcionaban a los eventos del mediodía gran precisión, pero también es posible determinar la época del año.

Este meridiano fue construido en la Catedral de Santa María del Fiore en Florencia, Italia. El meridiano se construyó con tiras de mármol en el suelo y se abrió un agujero en la pared sur para permitir que un punto luminoso lo atravesase para indicar la fecha del año en la escala. Este procedimiento de construcción del meridiano se conocía como analema.

Los avances mecánicos del siglo XVIII hicieron que los relojes mecánicos fueran cada vez más precisos y, con la llegada del reloj de péndulo, fue posible medir los minutos con gran precisión. En este punto comienza a aparecer la diferencia entre el tiempo solar medido por relojes solares y el tiempo civil medido mecánicamente por relojes mecánicos convencionales, que viene dado por la ecuación del tiempo. Probablemente fue en torno a esta fecha cuando el término analema se fue confundiendo, pasando de un procedimiento cronológico a una representación en el espacio gráfico.

Patrón que sigue

Debido a que el eje de la Tierra está inclinado en un ángulo de 23,4 grados, la posición del Sol en el cielo parece cambiar a medida que la Tierra completa su rotación alrededor del Sol. A medida que la Tierra orbita alrededor del Sol sobre su eje inclinado, la posición percibida del Sol en el cielo cambia hacia arriba y hacia abajo en dirección Norte-Sur. Esto da como resultado la formación del patrón de figura en 8 que consta de dos bucles.

Durante el verano, se produce la parte superior de la figura del analema. A medida que avanza el verano, el Sol asciende gradualmente hacia el cielo y finalmente alcanza su cúspide durante el solsticio de verano. Después del solsticio de verano, la ubicación percibida del Sol comienza su descenso en el cielo, produciendo el bucle inicial en el patrón. Este fenómeno también se replica en la temporada de invierno, lo que resulta en la creación del segundo bucle en la trayectoria en forma de ocho.

Suponiendo que la órbita de la Tierra fuera elíptica, pero sin ninguna inclinación axial, el analema solar adoptaría una forma ovalada. El analema, visto desde el ecuador, sería una línea recta que corre horizontalmente de oeste a este.

En el caso de que la órbita de la Tierra fuera circular, su inclinación axial produciría una curva de analema de figura 8 que es perfectamente simétrica en tamaño tanto para sus bucles superiores como inferiores. Sin embargo, esta no es una representación precisa. La órbita de la Tierra es elíptica y el Sol está descentrado de su trayectoria. Esta discrepancia da como resultado que un punto del camino, llamado Perihelio, esté más cerca del Sol que el otro punto, llamado Afelio.

Cómo se genera el analema

La velocidad de rotación de la Tierra alrededor del Sol varía según su posición en su trayectoria orbital. Cuando el planeta está en su punto más cercano al Sol, conocido como perihelio, que ocurre alrededor del solsticio de invierno, se mueve a un ritmo más rápido. Por el contrario, cuando la Tierra está en su punto más alejado del Sol, Afelio, se mueve a un ritmo más lento. Este fenómeno da como resultado una mitad inferior de la curva aplanada.

La curva de analema muestra un patrón diferente entre los hemisferios norte y sur. En el hemisferio norte, la parte inferior de la curva forma el bucle más ancho, mientras que en el hemisferio sur, la parte superior de la curva forma el bucle más ancho.

Aquellos que observen el analema en el Polo Norte serán testigos únicamente de la curvatura superior, mientras que aquellos en el Polo Sur solo verán la porción inferior del Analema. Cabe señalar que la orientación del analema cambiará dependiendo de la ubicación específica del observador en la superficie de la Tierra. Cada planeta de nuestro sistema solar tiene su propio analema individual.

Espero que con esta información puedan conocer más sobre qué es el analema y sus características.