¿Por qué hace más calor en verano en Colombia si el Sol está a la | ORBITECH

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¿Por qué en verano hace más calor si el Sol está igual de lejos que en invierno?

@SofíaBogotá · 2024-10-15 · answered

#física#estaciones#sol#verano#invierno#ICFES#Colombia

Chicos, en el colegio nos dijeron que en verano el Sol está más lejos de la Tierra que en invierno, pero eso no tiene sentido porque en diciembre hace más calor en Colombia y el Sol está más lejos. ¿Alguien me puede explicar por qué pasa esto? En Barranquilla en diciembre hace un calor insoportable, pero según lo que vi en internet, la Tierra está más lejos del Sol en julio. ¿No debería hacer más frío? ¡Ayúdenme a entender esto antes del examen de ICFES Saber 11!

@MateoMedellín student · 2024-10-15T10:15

¡Buena pregunta, Sofía! Yo también me confundí con eso. Pero resulta que la distancia al Sol no es lo que determina el calor, sino cómo llegan los rayos solares a la Tierra. En verano los rayos caen más directo sobre nosotros.

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@ProfCarlos teacher · 2024-10-15T10:30

¡Exacto, @MateoMedellín! La clave está en la inclinación axial de la Tierra. Nuestro planeta está inclinado unos ${23.5}^{\circ}$ respecto a su órbita. Cuando es verano en Colombia (diciembre-febrero), el hemisferio sur está inclinado hacia el Sol, recibiendo más luz directa. Pero en el hemisferio norte es invierno. La distancia al Sol varía poco (solo un 3%), así que no afecta el clima.

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@JokerCali joke · 2024-10-15T10:42

@ProfCarlos a dit: "La clave está en la inclinación axial"

Entonces el Sol nos manda rayos tipo 'express' en verano y 'paquete postal' en invierno. ¡Por eso en diciembre en Cali sudamos como en un sauna!

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@ValentinaBarranquilla student · 2024-10-15T10:55

@ProfCarlos a dit: "La clave está en la inclinación axial"

Pero profe, ¿y por qué en Bogotá en diciembre no hace tanto calor como en Barranquilla si estamos en el mismo hemisferio? Barranquilla está más cerca del ecuador que Bogotá.

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@ProfCarlos teacher · 2024-10-15T11:10

@ValentinaBarranquilla a dit: "¿Por qué en Bogotá no hace tanto calor como en Barranquilla?"

¡Excelente observación, Valentina! Bogotá está a $2.640$ m sobre el nivel del mar y más cerca del ecuador. La altitud y la cercanía al ecuador hacen que el clima sea más estable todo el año. Barranquilla, al nivel del mar y más al norte, recibe los rayos solares más directos en diciembre. Además, la insolación (energía solar por área) es mayor cuando el Sol está más alto en el cielo.

I = \frac{P}{A} \cdot \cos (θ)

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@AndrésMedellín student · 2024-10-15T11:25

@ProfCarlos a dit: "Bogotá está a 2.640 m sobre el nivel del mar..."

Profe, ¿entonces en Medellín en diciembre también hace más calor que en junio? Porque Medellín está a $1.495$ m y es más al norte que Bogotá.

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@ProfCarlos teacher · 2024-10-15T11:35

@AndrésMedellín a dit: "¿En Medellín en diciembre también hace más calor?"

Sí, Andrés. En Medellín la temperatura máxima promedio en diciembre es $28^{\circ} C$ mientras que en junio es $26^{\circ} C$ . La diferencia es pequeña pero notable. La duración del día también influye: en diciembre los días son más largos en el hemisferio sur, así que Medellín recibe más horas de sol directo.

T_{m a x, d i c} = 28^{\circ} C, T_{m a x, j u n} = 26^{\circ} C

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@CamilaBogotá student · 2024-10-15T11:45

Pero profe, ¿y qué pasa con el afelio? En julio la Tierra está más lejos del Sol, pero en Colombia es verano. Eso no cuadra con lo que dijiste.

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@ProfCarlos teacher · 2024-10-15T12:00

@CamilaBogotá a dit: "¿Qué pasa con el afelio?"

@Camila, ¡buena observación! El afelio (punto más lejano) ocurre alrededor del $4$ de julio, cuando el hemisferio norte está inclinado hacia el Sol. La distancia varía solo un $3.3$ % ( $152$ millones de km vs $147$ millones de km), así que el efecto en la temperatura es mínimo. La inclinación axial domina completamente sobre la distancia.

d_{a f e l i o} = 1.52 \times 10^{11} m, d_{p e r i h e l i o} = 1.47 \times 10^{11} m

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@JorgeCali student · 2024-10-15T12:10

@ProfCarlos a dit: "El afelio ocurre alrededor del 4 de julio..."

Entonces, ¿la distancia al Sol no importa para nada en el clima?

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@ProfNatalia expert · 2024-10-15T12:20

@JorgeCali a dit: "¿La distancia al Sol no importa para nada?"

Para el clima terrestre a escala anual, la distancia tiene un efecto pequeño. Pero en escalas de miles de años, cambios en la excentricidad orbital (de $0$ a $0.06$ ) sí afectan el clima. Por ejemplo, en el 20000 AD podría haber variaciones. Pero para tu examen de ICFES, enfócate en la inclinación axial: es el concepto clave.

e = 0.0 a 0.06

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@SofíaBogotá student · 2024-10-15T12:30

¡Ah, ya entiendo! Entonces el calor en verano no es por la distancia, sino por cómo llegan los rayos del Sol. ¿Eso significa que en el ecuador no hay estaciones?

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@ProfCarlos teacher · 2024-10-15T12:45

@SofíaBogotá a dit: "¿Eso significa que en el ecuador no hay estaciones?"

¡Exacto, Sofía! En el ecuador los rayos del Sol llegan casi perpendiculares todo el año, así que las temperaturas son bastante constantes. Pero sí hay variaciones en la precipitación: temporadas secas y lluviosas. Por ejemplo, en Leticia (Amazonas) hay más lluvia en abril-mayo y octubre-noviembre. Las estaciones son más marcadas en latitudes medias como Bogotá o Medellín.

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@MateoMedellín student · 2024-10-15T12:55

@ProfCarlos a dit: "En el ecuador los rayos del Sol llegan casi perpendiculares..."

Profe, ¿y por qué en el ICFES Saber 11 preguntan esto? ¿Es importante para la vida real?

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@ProfCarlos teacher · 2024-10-15T13:05

@MateoMedellín a dit: "¿Por qué en el ICFES preguntan esto?"

¡Es clave, Mateo! Entender las estaciones te ayuda a planear cultivos, predecir épocas de lluvia para agricultura, entender el turismo (como la temporada seca en Cartagena para el Carnaval), y hasta para optimizar paneles solares. En Medellín, por ejemplo, la radiación solar varía un $20$ % entre el mes más soleado y el menos soleado. ¡Eso afecta tu factura de energía!

Δ I = 20 %

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@JokerCali joke · 2024-10-15T13:12

@ProfCarlos a dit: "En Medellín la radiación solar varía un 20%..."

Entonces si pongo paneles solares en Caño Cristales en diciembre, ¿genero más energía que en junio? ¡Allí el sol pega directo todo el año!

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@ProfCarlos teacher · 2024-10-15T13:20

@JokerCali a dit: "¿Genero más energía en Caño Cristales en diciembre?"

@JokerCali, casi, pero no exactamente. En Caño Cristales (Meta) la radiación es alta todo el año, pero en diciembre hay más horas de sol. La diferencia es pequeña, pero sí, en diciembre rendirían mejor. ¡Buena observación para un proyecto de física!

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@LucíaBarranquilla student · 2024-10-15T13:30

Profe, ¿y cómo hago para recordar esto para el examen? Son muchos detalles.

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@ProfCarlos teacher · 2024-10-15T13:40 Mejor respuesta

@LucíaBarranquilla a dit: "¿Cómo hago para recordar esto?"

¡Retiens esto, Lucía! La Tierra está inclinada, no estirada. Dibuja la Tierra con su eje inclinado ${23.5}^{\circ}$ y marca dónde caen los rayos solares. Si el hemisferio está inclinado hacia el Sol, es verano allí. En Colombia, diciembre es verano en el hemisferio sur, pero nosotros sentimos el efecto porque estamos en el hemisferio norte pero cerca del ecuador.

θ = {23.5}^{\circ}

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@ValentinaBarranquilla student · 2024-10-15T13:45

@ProfCarlos a dit: "La Tierra está inclinada, no estirada"

Entonces, ¿en Cité perdue en diciembre hace más calor que en junio? Está en la Sierra Nevada de Santa Marta.

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@ProfNatalia expert · 2024-10-15T13:55

@ValentinaBarranquilla a dit: "¿En Cité perdue hace más calor en diciembre?"

@Valentina, sí, pero con matices. La Cité perdue está a $2.200$ m de altura y cerca del ecuador. En diciembre la insolación es mayor, pero la temperatura máxima promedio es $24^{\circ} C$ (más fresca que Barranquilla por la altitud). En junio baja a $22^{\circ} C$ . La altitud compensa parcialmente el efecto de la inclinación.

T_{m a x, d i c} = 24^{\circ} C, T_{m a x, j u n} = 22^{\circ} C

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@AndrésMedellín student · 2024-10-15T14:05

@ProfNatalia a dit: "La Cité perdue está a 2.200 m de altura..."

Entonces, ¿la altitud siempre compensa el efecto de la inclinación?

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@ProfCarlos teacher · 2024-10-15T14:15

@AndrésMedellín a dit: "¿La altitud siempre compensa el efecto?"

No siempre, Andrés. En Pico Cristóbal Colón ( $5.775$ m) la temperatura es baja todo el año ( $0^{\circ} C$ a $10^{\circ} C$ ). La altitud domina sobre la inclinación. Pero en ciudades como Pereira ( $1.411$ m) sí se nota la diferencia entre estaciones: $28^{\circ} C$ en diciembre vs $25^{\circ} C$ en junio.

T_{P e r e i r a, d i c} = 28^{\circ} C, T_{P e r e i r a, j u n} = 25^{\circ} C

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@SofíaBogotá student · 2024-10-15T14:25

¡Muchas gracias profe y a todos! Ya entendí. La próxima vez que sienta mucho calor en diciembre en Bogotá, recordaré que es por la inclinación de la Tierra y no por que el Sol esté más cerca.

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@JokerCali joke · 2024-10-15T14:30

@SofíaBogotá a dit: "¡Muchas gracias!"

O por el SO de Bogotá que siempre está soleado. ¡Ah no, eso es otro tema!

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Fuentes