Ecuación de tiempo

Desconectado granizo

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Ecuación de tiempo
« en: Domingo 18 Noviembre 2012 17:10:32 pm »
Hola a todos...

Llevo un tiempo intentando desgranar en mi cabeza cada detalle de la ecuación de tiempo para poder comprenderla en profundidad.

Desde el primer día que indagué sobre la gráfica me sorprendió que la linea de la ecuación de tiempo parecia completamente aleatoria, alcanzaba sus máximos, sus mínimos y sus valores nulos en fechas del año que parecían no tener ninguna relación con solsticios, equinoccios, etc.

Siempre he considerado la idea de que la ecuación de tiempo surge del desfase que existe entre el valor de las horas, minutos y segundos del tiempo civil, atómicos y siempre constantes y del mismo valor... y el valor que toman las horas, minutos y segundos solares, que fluctúan a lo largo del año puesto que el día solar no siempre dura lo mismo.

Pues bien, esto de que el día solar no siempre dura lo mismo es un concepto que muchos de nosotros entendimos rápidamente cuando vimos aquella representación de la órbita terrestre en el que, por las diferentes velocidades orbitales que la tierra tiene alrededor del sol, los ángulos que barre sobre la elipse de su órbita son diferentes en diferentes épocas del año, y el valor de esos ángulos es lo que la Tierra "tiene que girar de más" para que vuelva a ser mediodía, o medianoche, en general, para medir la duración del día solar.

Por lo tanto, me quedé estancado en la idea de que la ecuación de tiempo solo dependía de la excentricidad de la órbita terrestre, pero, últimamente, indagando por internet, metiendo más los morros en el concepto, he descubierto que aunque la órbita de la tierra fuese completamente circular, el desfase entre las horas civiles y las horas solares seguiría existiendo, pues también influye sobre ello la oblicuidad de la ecplítica, es decir, la inclinación del eje terrestre.

Por lo visto, la gráfica de la ecuación del tiempo surge de la combinación de dos gráficas, que surgen a su vez de los dos efectos que influyen sobre esta ecuación: la excentricidad orbital y la oblicuidad de la eclíptica. Lo bueno es que estas dos gráficas sí que nos ofrecen un sentido más claro de interpretar a primera vista, pues tienen sus máximos, minimos o valores nulos sobre dias representativos del año (perihelios y afelios en el caso de una gráfica y solsticios y equinoccios en el caso de la otra).

Sé que todos estos conceptos están profundamente relacionados con el concepto de analema y que, a su vez, la inclinación del analema sobre la horizontal del horizonte está relacionada con el efecto de que el solsticio de invierno no sea el día del año en que más pronto se pone el sol, sino unos pocos días antes en el tema de la puesta de sol y unos pocos días después en el tema de la salida.

Si alguien tiene todos estos conceptos claros en su cabeza me encantaría que pudiese aclarármelos algo a mí, visualizándolo de una forma sencilla y comprensible, pues todos los (pocos) artículos que hay en internet de este tema suelen, o estar en inglés, o tratarlo de una forma completamente científica con ecuaciones, etc, desde la cual es muy difícil visualizarlo.

Un saludo

Desconectado HCosmos

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Re:Ecuación de tiempo
« Respuesta #1 en: Lunes 19 Noviembre 2012 20:59:23 pm »
Hola granizo, ¿cual es tu duda? Puede que no consiga disiparla, pero al menos podré aprender conjuntamente.

Tabla de ecuación de tiempo anual.
http://www.ua.es/personal/viana/Documentos/Astronomia/TablaEcuacionTiempoAnual.pdf

-Dimensión horizontal: Los aparentes atrasos y adelantos del Sol según las épocas tienen dos causas.
Causa 1: La órbita de la Tierra es una elipse
Causa 2: Inclinación del eje de rotación de la Tierra respecto a su órbita entorno al Sol
http://www.eurocosmos.net/nuestroscielos/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=27

Analema solar, el ocho asimétrico.


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Desconectado granizo

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Re:Ecuación de tiempo
« Respuesta #2 en: Martes 20 Noviembre 2012 20:10:29 pm »
Extraído del segundo texto que has colgado.

Esto es lo que no visualizo:

Causa 2: Inclinación del eje de rotación de la Tierra respecto a su órbita entorno al Sol:
Veamos a continuación como afecta la inclinación del eje de la Tierra. Aunque sabemos que es la Tierra la que gira alrededor del Sol, vamos a suponer como en el caso anterior que hay 2 Soles, uno real, moviéndose en el cielo según su órbita aparente (insistimos, es la Tierra la que gira, pero desde nuestro punto de vista parece que es el Sol quien se mueve), y otro ficticio que se moviera como si la Tierra no estuviera inclinada. En ambos casos, vamos a suponer que se mueven en órbitas circulares, siempre con la misma velocidad.
A finales de marzo, cuando comienza la primavera, ambos Soles están alineados. Debido a la inclinación en la órbita, el Sol va retrasando poco a poco hasta principios de mayo, cuando empieza a recuperar el terreno hasta llegar a finales de junio (comienzo del verano) en que vuelven a estar alineados. De junio a septiembre ocurre lo contrario: el Sol real va por delante del ficticio. De finales de septiembre a finales de marzo el ciclo se repite: el Sol real atrasa, se iguala con el ficticio en diciembre, lo vuelve a adelantar hasta que vuelven a estar igualados en primavera. Esta diferencia de posición se traduce en una diferencia de tiempos, según el gráfico siguiente:

Desconectado HCosmos

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Re:Ecuación de tiempo
« Respuesta #3 en: Martes 20 Noviembre 2012 23:16:55 pm »
http://es.wikipedia.org/wiki/Oblicuidad_de_la_ecl%C3%ADptica
http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo_solar
http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo_solar_verdadero
http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo_solar_medio
http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo_Medio_de_Greenwich

En el ejemplo, el Sol real se comporta como tal en cada momento del año y el ficticio describe una órbita circular sobre el plano ecuatorial de la Tierra, de manera que se alinean en los puntos de equinoccio y adelanta o atrasa dependiendo del hemisferio que cruce respecto al ficticio (tiempo solar medio).

edito: no se si es correcto como lo he dicho, porque el ejemplo dice que en los solsticios también están alineados... y yo tampoco lo veo eso.  ???
« Última modificación: Martes 20 Noviembre 2012 23:30:36 pm por HCosmos »
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Re:Ecuación de tiempo
« Respuesta #4 en: Miércoles 21 Noviembre 2012 03:20:19 am »
El analema tiene 3 dimensiones. Pero la Tierra tambien. No es un punto en el espacio. Por un lado la inclinación del eje de rotación de la Tierra hace que veamos el sol más alto en verano en el hemisferio Norte, y por lo tanto más bajo en el Sur y viceversa. Cuanto más alto está el sol más recorrido hace y más dura el día.
Por otro lado la órbita de la Tierra alrededor del sol es elíptica, y el sol no está en el centro de dicha elipse.
El sol está en un foco de la elipse, y por lo tanto tenemos que la Tierra se mueve más rápido cuando está cerca del sol y más lenta cuando se aleja o se acerca.
Pero en el hemisferio Norte tenemos un problemilla. Justo cuando la Tierra se mueve más rápido porque está cerca del foco, es invierno y no verano, porque los rayos del sol son menos paralelos. Es decir, el sol está muy bajo, cada día seguirá bajando  por culpa de la inclinación, y el día será más corto.
Pero por otro lado cada día que nos acercamos al sol, el sol está en diferente posición, porque en 24 horas recorremos más espacio que el día anterior al ir más rápido. La Tierra en el mismo periodo de 24 h, simula que ha rotado 361º y no 360º.



Por lo tanto amanece antes. Pero el sol cuanto más nos acercamos, cada día está más bajo, por lo que tambien se pone antes. Hay que recordar tambien que la Tierra se mueve en traslación, en movimiento antihorario contra las agujas del reloj.
La combinación de todos estos factores es la ecuación de tiempo. 

PD: Tampoco lo tengo del todo claro, no os creais.  ;D  Dejo estos enlaces que explican más cosas:

http://www.analemma.com/Pages/Summation/SummationEffect/Summation.html

http://www.math.nus.edu.sg/aslaksen/projects/tsy.pdf
« Última modificación: Miércoles 21 Noviembre 2012 03:30:15 am por Elbuho »