¿Por qué no tenemos 2 veranos y 2 inviernos?

Debido a la órbita elíptica de la Tierra, su distancia al Sol varía en casi 5 millones de kilómetros (147 millones de kilómetros en el punto más cercano y 152 millones de kilómetros en el punto más alejado, es decir, casi el 3% de la distancia promedio).

Como es evidente por el hecho de que Venus tiene un ambiente más cálido que Marte debido a sus respectivas distancias del sol.

¿Por qué entonces la Tierra no observa dos inviernos (en los puntos más lejanos) y dos veranos (en los puntos más cercanos)?

Nota adicional : Sé que el cambio climático estacional de la Tierra es causado por su inclinación de 23 grados que causa las variaciones de densidad de la luz solar en los hemisferios.

Pero para mí, esta distancia de 5 millones de kilómetros parece más relevante que la inclinación de 23 grados.

Hay algunas suposiciones incorrectas en su publicación, por lo que es difícil responder como se le preguntó. Pero puedo abordar los conceptos erróneos.

1. Las estaciones no son causadas por nuestra distancia del sol.
Las estaciones son causadas por la inclinación de 23.5 ° en el eje de la Tierra. Cuando el hemisferio norte se inclina hacia el sol (verano), el hemisferio sur se aleja simultáneamente del sol (invierno). Entonces, la diferencia de temperatura estacional tiene poco que ver con la posición de la Tierra en su órbita elíptica. Sin esta inclinación, no habría estaciones y la temperatura día a día en todo el mundo sería relativamente uniforme.

2. Incluso la temperatura GLOBAL NO es consistente con nuestro cambio en la distancia.
De hecho, la temperatura promedio de la Tierra en todo el mundo es más alta cuando está más lejos del sol, más cerca de 2.3 ° C ( ref ). Esto se debe a que hay mucha más tierra en el hemisferio norte frente al sol (cuando la Tierra está más lejos en su órbita). Entonces, aunque hay menos intensidad de luz solar, la tierra puede calentarse mucho más rápido que los vastos océanos que deben calentarse en el perihelio.

Esta inconsistencia de distancia y temperatura no es exclusiva de la Tierra. Mire la temperatura promedio de los otros planetas interiores a medida que nos alejamos del sol:

1. Mercurio (167 ° C)
2. Venus (460 ° C) ← más lejos, pero más caliente que Mercurio?
3. Tierra (14.0 ° C)
4. Marte (-60 ° C)

Venus es en realidad más cálido que Mercurio debido a la espesa atmósfera de dióxido de carbono que causa el calentamiento global desbocado. Entonces, no es simplemente la distancia del sol lo que determina la temperatura promedio de un planeta.

3. Solo hay UN afelio / perihelio
El punto más cercano de la órbita de la Tierra (perihelio) y el más alejado (afelio) solo ocurre una vez al año; No dos veces Esto se debe a que la órbita elíptica de la Tierra es tal que el sol está en uno de los focos, no en el centro (como se ilustra a continuación).

^{Tenga en cuenta que el tamaño de los cuerpos y la excentricidad de las órbitas se exageran mucho aquí.}

La variación de 5 millones de kilómetros en la distancia al Sol puede parecer mucho, 5 millones de kilómetros es una gran distancia, pero no afecta tanto el clima de la Tierra como la inclinación axial. Una variación del 3% en la distancia conduce a una variación del ~ 7% en la intensidad de la radiación solar que llega a la Tierra, más o menos.

Pero considere las variaciones de la inclinación axial de la Tierra, y aquí usaré el ejemplo de una ubicación a 45 grados. latitud, similar a las latitudes de ciudades como Nueva York, Londres, Berlín, París, etc. El primer factor es la duración del día. La inclinación axial significa que durante el verano el día será más largo y durante el invierno el día será más corto. A 45 grados. latitud esto se traduce en que el Sol está por encima del horizonte durante 15.5 horas completas en el solsticio de verano, y solo 8.7 horas durante el solsticio de invierno. Eso es casi una diferencia de 2: 1 en el número de horas de luz diurna, lo que inunda totalmente una pequeña variación del 7%.

Además, el ángulo del sol en el invierno es muy bajo, lo que significa que la cantidad de sol que cae en el suelo es menor por área que si estuviera en un ángulo más alto. En el solsticio de invierno a 45 grados. latitud los rayos del sol se reducen al 37% de su fuerza por metro cuadrado de tierra en comparación con la intensidad con la que brillarían directamente sobre algún lugar más cerca del ecuador. Pero durante el solsticio de verano son un 97% más fuertes de lo que serían si estuvieran directamente encima. Lo cual es una diferencia de 2.5: 1.

Entonces, aquí tiene un total combinado de aproximadamente un 400% de diferencia en la cantidad de luz y calor que brillan en un parche de tierra todos los días entre el invierno y el verano.

Sospecho que está pensando que tendríamos un verano cuando el hemisferio norte, por ejemplo, esté inclinado hacia el Sol, y un segundo verano durante el perihelio, cuando la Tierra esté más cerca del Sol. Por un lado, el tiempo no funciona; El perihelio tiene lugar a principios de enero, cerca de la mitad del invierno del norte. Eso probablemente modera los efectos de la inclinación axial para el hemisferio norte (y los amplifica para el hemisferio sur), pero no es suficiente para anularlos.

Las otras respuestas han dicho que la inclinación axial es un factor más significativo que la variación en la distancia del Sol, pero no han explicado por qué .

La siguiente es una estimación aproximada del reverso del sobre.

La diferencia en la iluminación causada por la distancia variable desde el Sol puede calcularse a partir de la relación entre el perihelio y la distancia del afelio, que es aproximadamente un factor de 0.967. La aplicación de la ley del cuadrado inverso indica que la cantidad de luz solar en el afelio es aproximadamente el 93.5% de lo que es en el perihelio. Referencia: http://en.wikipedia.org/wiki/Perihelion#Planetary_perihelion_and_aphelion

En mi ubicación actual (aproximadamente 33 ° de latitud norte), en esta época del año (cerca del solsticio de invierno del norte), recibimos alrededor de 10 horas de luz solar y 14 horas de oscuridad cada día. (Referencia: la aplicación del clima en mi teléfono). Eso es aproximadamente el 83% de lo que obtendríamos con 12 horas de luz durante el equinoccio, y aproximadamente el 71% de lo que obtendríamos con 14 horas de luz y 10 horas de oscuridad por día durante el solsticio de verano. El efecto es mayor en latitudes más altas.

Además de eso, el sol está más bajo en el cielo durante el invierno que durante el verano, lo que significa que una cantidad dada de luz solar se extiende sobre un área más grande de la superficie de la Tierra, lo que hace que la relación sea aún mayor.

No tengo los números para eso, pero es suficiente para mostrar que el efecto de la inclinación axial es sustancialmente mayor que el efecto de la distancia variable entre la Tierra y el Sol.

Hay dos factores aquí. Una es que la inclinación de 23 grados es mucho más importante que los pequeños 5 millones de km (recuerde que eso es solo 0.033 UA). Prueba de ello es que cuando es verano en el norte es invierno en el sur, independientemente de la distancia.

La otra es que si no hubiera inclinación, tendríamos un verano muy ligero y un invierno muy ligero (muy muy ligero, ambos) porque el Sol no está en el centro de la elipse (dos puntos más cercanos y dos puntos más lejanos) pero en un foco (un punto más cercano y un punto más alejado).

Es porque los 23 grados de inclinación de la tierra y la órbita de la elipse de la tierra alrededor del sol.

Si haces una ecuación con todas las variables que tenemos aquí

1. 23 grados de inclinación de la tierra
2. Órbita elipse de la tierra alrededor del sol
3. La velocidad de la Tierra a su alrededor
4. Velocidad orbital terrestre alrededor del sol
5. Distancia entre la tierra y el sol.

Entonces notará una variación en las condiciones climáticas con respecto a estas variables, por lo que tenemos 2 inviernos y 2 veranos, pero 2 de ellos son solo un estado de transición.
Una prueba de eso, en los polos de la tierra, solo podemos tener verano e invierno debido a la limitación de la variable (1).

Tenemos 2 veranos y dos inviernos, y 2 primaveras y otoños también. La distancia variable entre el sol y la tierra no causa las estaciones. Son causados ​​por la inclinación de la Tierra hacia el sol en verano y lejos del sol en invierno.

Los hemisferios norte y sur tienen las mismas estaciones, pero en épocas opuestas del año.
Por ejemplo, cuando es invierno en los Estados Unidos, es verano en Argentina y viceversa.

Dado que las estaciones en los hemisferios norte y sur se producen en épocas opuestas del año, significa que hay 2 de cada temporada u 8 estaciones distintas cada año, incluidos 2 veranos separados y 2 inviernos separados.

Quizás este enlace pueda ayudar:
http://neoprogrammics.com/equinoxes_and_solstices/