4.6 Años y Estaciones
Se llama año al intervalo de tiempo transcurrido
entre dos pasos consecutivos del Sol por un determinado punto de su órbita.
Según sea dicho punto el año recibe distintas denominaciones, variando su
duración debido al movimiento relativo de tales puntos.
Año
sidéreo es el intervalo
de tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos del Sol por un punto fijo
de la eclíptica, o tiempo necesario para que la longitud media del Sol,
referida a un equinoccio fijo, aumente en 360º.
Año
trópico es el intervalo
de tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos del Sol por el punto Aries
medio, o tiempo necesario para que la longitud media del Sol, referida al
equinoccio medio, aumente en 360º. Debido al movimiento de precesión de los
equinoccios, el equinoccio medio retrograda 50’’,29 por año respecto a un
equinoccio fijo y, por ello, el año trópico es más corto que el año sidéreo.
Año
anomalístico es el
intervalo de tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos del Sol por el
perigeo, o tiempo necesario para que la longitud media del Sol, referida al
perigeo, aumente en 360º.
Debido al giro de la línea de los ápsides de la
órbita solar, el perigeo avanza 11’’,64 por año con respecto a un equinoccio
fijo y, por ello, el año anomalístico es más largo que el año sidéreo.
Sean T, S y A,
las duraciones de los años trópico, sidéreo y anomalístico, respectivamente.
Según las consideraciones anteriores se verificará:
Determinando el número de días medios que separan
dos equinoccios muy alejados, Newcomb obtuvo la siguiente duración del año
trópico, dada para el 1º de enero de 1900:
T = 365,242199 días medios
Sustituyendo este valor en la fórmula (31.4) se obtiene:
A = 365,259641 días medios
S = 365,256360 días medios
Debido a la variación secular de la constante de
la precesión en ascensión recta, la duración del año trópico disminuye a razón
de 0,s53 por siglo. Los años sidéreo y anomalístico aumentan su duración
a razón de 0,s01 y 0,s26 por siglo, respectivamente.
4.6.1 Calendarios juliano y gregoriano
El año trópico, al regular la sucesión de las
estaciones, es la base de nuestro calendario. Desde un punto de vista
histórico, el actual calendario gregoriano proviene del calendario romano de
365 días, al cual se añadía, cuando convenía, un mes adicional para compensar
la diferencia entre el año civil y el año trópico. En el año 46 a. de J.C.
("año de la confusión"), Julio César, con la llamada reforma juliana, reajustó el calendario
(existía un retraso de tres meses) e instauró el año de 365 días, al cual se
añadía, cada cuatro años, un día adicional (año bisiesto).
En dicho calendario juliano el año se componía de:
siendo, por tanto, 0,0078 días medios más largo que el año trópico. Su
múltiplo, el siglo juliano, de 36525 días medios, es el que se utiliza en los
cómputos astronómicos.
En el Concilio de Nicea (325 d. J.C.) se convino
que el equinoccio de primavera debería coincidir con el 21 de marzo, como
acontecía en aquel año. En 1582 habían transcurrido 1257 años desde el Concilio
de Nicea; existía, por tanto, un desajuste del calendario de
1257 · 0,0078 = 9,8 10 días medios
En dicho año, el Papa Gregorio XIII efectuó la
llamada reforma gregoriana,
reajustando el calendario con la supresión de 10 días, de manera que al jueves
4 de octubre de 1582 le siguió el viernes 15 de octubre de 1582, y computando,
cada 400 años, tres años bisiestos como comunes. Por tanto, en 400 años civiles
hay 303 años comunes y 97 bisiestos (aquéllos cuyas dos últimas cifras dan un
número divisible por cuatro, excepto los años que empiezan siglo, terminados en
dos ceros, y cuyas dos primeras cifras den un número no divisible por cuatro)
.La duración del año gregoriano, nuestro
año civil , es pues de:
lo cual representa un exceso de 0,0003 días medios sobre la duración real
del año trópico. Dado que la reforma del calendario tuvo lugar hace unos 400
años, dentro de unos 3000 años la acumulación de dicho exceso arrojará un
desajuste de un día.
4.6.2 Las fechas en Astronomía
En determinados usos astronómicos, para facilitar
el cálculo de largos intervalos de tiempo, se utiliza el llamado periodo juliano (de Julio Scaliger) que
empezó el 1º de enero del 4713 a. de J.C. y en el cual se vienen contando los
días por orden correlativo, comenzando en el uno y siguiendo sin interrupción
como los números naturales. De esta manera, sabiendo las fechas julianas en que ocurren dos fenómenos cualesquiera, el
intervalo entre los mismos se halla con una simple sustracción. El día juliano
comienza a las doce horas del día civil correspondiente. El origen de la escala
del periodo juliano se designa por -4712 enero 1 a 12h de T.U. según
el cómputo astronómico. En aquellas aplicaciones en que resulte incómodo el uso
de la fecha juliana, se puede sustituir ésta por la denominada fecha juliana modificada (MJD: Modified
Julian Date) que se obtiene restando 2400000,5 a la fecha juliana. Con ello no
sólo se reduce el número de cifras a escribir, sinó que, en la nueva-cuenta se
traslada el origen de la escala a 0h de T.U.
Aunque el periodo juliano se introdujo
originariamente para medir el tiempo solar medio, se puede aplicar, en general,
a cualquier otra clase de tiempo. Así, aplicado al tiempo de efemérides, se
obtiene el día juliano de efemérides.
Forman el periodo juliano 7980 años, terminando el 31 de diciembre del año
3257.
Así como el año civil, sea común o bisiesto,
empieza siempre a 0h de T.U. del 1 de enero, el año astronómico comienza cuando la longitud media del Sol(L) corregida de la aberración de la
fecha es igual a 280º:
L - 20”,50 = 280º
(k(1 + e) 20’’, 50) .Dicho
instante se indica colocando un cero a la derecha del año, separado por una
coma (p. ej. 1950,0 ; 2000,0) .
En los Anuarios se indica el instante del año
civil en que empieza el año astronómico. Un año astronómico puede empezar
dentro del 31 de diciembre del año civil anterior, el cual, a estos efectos, se
considera día cero de enero del año
en cuestión. Esta diferencia debe tenerse en cuenta a la hora de calcular la
fracción de año trópico transcurrida desde el principio del año astronómico,
cuya duración es de un año trópico, en la reducción de posiciones medias a
verdaderas y en la de éstas a aparentes.
Todavía se puede definir el año ficticio de Bessel como el intervalo de
tiempo empleado por el Sol medio en aumentar su ascensión recta en 24h a partir
de un punto del ecuador que alcanza cuando su ascensión recta corregida de
aberración y contada desde el equinoccio medio de la época es igual a 18h
40m ( 280º). Este instante origen es muy próximo al origen del año
astronómico. La duración del año ficticio es 0s,0014 menor que la
del año trópico.
Es curioso observar que Bessel no definió en
realidad el comienzo del año ficticio que lleva su nombre sinó el del año
astronómico al que ya nos hemos referido.
Por definición, las estaciones comienzan exactamente en los instantes en los cuales el
Sol aparente entra en los signos de Aries, Cáncer, Libra o Capricornio, o,
dicho de otro modo, cuando la longitud aparente del Sol vale 0º, 90º, 180º,
270º, respectivamente. Tales instantes, debido a la sucesión de los años
comunes y bisiestos, pueden tener lugar en dos fechas distintas para cada
estación y son, para el hemisferio boreal:
Primavera:
20 o 21 de marzo
Verano:
21 o 22 de junio
Otoño:
22 o 23 de septiembre
Invierno:
21 o 22 de diciembre
FIG. 13.4
Si despreciamos la influencia de pequeñas
variaciones periódicas y seculares (aberración ánua, desigualdad mensual,
avance del perigeo solar, etc.), podemos calcular, hasta la centésima de día,
la duración de cada estación limitándonos a la consideración del movimiento
elíptico del Sol. Para ello se determina la porción del área de la elipse
correspondiente a los valores de la anomalía verdadera al principio y al final
de cada estación. Bastará entonces, según la ley de las áreas, dividir el año
en partes proporcionales a las áreas que obtengamos. Teniendo en cuenta la
forma polar de la ley de las áreas:
se obtiene:
Designando por A el área de la
elipse y por D la duración de una
estación que se inicie con una anomalía verdadera V1 tendremos:
y desarrollando en potencias de e:
años trópicos
Por ejemplo, al iniciarse la primavera en 1985, la
anomalía verdadera era V1=77°17'55"
y e = 0,01672. Sustituyendo en la
fórmula encontrada este ángulo para la primavera y V1 + 90º, V1
+ 180º y V1 + 270º para el
verano, otoño e invierno, respectivamente, resultan las siguientes duraciones
en días medios:
Dichas duraciones varían lentamente con el
transcurso de los años debido al avance que experimenta el perigeo solar con
respecto al equinoccio móvil (apartado 4.1.1.). Y
así, partiendo, por ejemplo, del valor de la longitud media del perigeo para el
año 2.000 (dada en el mismo apartado 4.1.1), se
deduce fácilmente que hacia el año 1.250 el Sol pasaba por el perigeo en el
solsticio de invierno y por tanto duraban igual la primavera y el verano y,
asimismo, el otoño y el invierno.