Nos encontramos ante un fenómeno muy sencillo de observar a poco que se disfrute del cielo a lo largo de los meses, pero que no resulta simple de explicar. El motivo de que los puntos de salida y puesta del Sol en el horizonte se vayan desplazando se halla en que el eje de rotación de la Tierra está inclinado sobre la órbita que nuestro planeta traza alrededor del Sol. La Tierra no gira en torno al Sol «clavada» derecha con el eje perpendicular al plano orbital, sino que el eje se aparta de esa perpendicularidad unos 23-24 grados, y este hecho desencadena toda la serie de fenómenos relacionados con las estaciones del año. El cambio norte-sur de la posición de salidas y puestas del Sol es uno de ellos.

La tierra se desplaza en torno al Sol en un movimiento de traslación que dura aproximadamente 365 días. Como puede observarse en el gráfico, en el verano boreal el hemisferio norte se encuentra inclinado hacia el Sol. Esto provoca que el Sol se vea más alto desde observatorios ubicados en el hemisferio norte de la Tierra. Por eso, también, a lo largo de un día tenemos más horas de Sol y por tanto los días de luz son más largos. En estas condiciones el orto y el ocaso solares se producen más hacia el norte.

En esta misma fecha nos encontramos en el invierno austral. El hemisferio sur se encuentra en esta configuración menos expuesto a los rayos del sol y los días de luz, en estas latitudes, serán más breves. Evidentemente, pasado medio año la situación se invierte y el hemisferio terrestre austral será el que quede encarado hacia el So: será entonces verano en esas latitudes.

Imagen: http://es.slideshare.net/

En los equinoccios la exposición de ambos hemisferios al Sol es similar, los días y las noches duran lo mismo.

Dadas las causas de fondo del proceso, podemos pasar a estudiarlo con un poco más de detalle.

Consideremos los movimientos aparentes del Sol a lo largo de un día. Para ello nos situamos sobre la Tierra como si estuviera quieta. Sin embargo, sabemos que la Tierra rota cada jornada y esto se refleja en que todo lo que hay en el cielo parece dar vueltas a nuestro alrededor. Si el observatorio está situado en una latitud media del hemisferio norte (como es el caso de España, México o Cuba, por ejemplo), en el solsticio de verano (en torno al 21 de junio)  observamos que el Sol está más elevado sobre nuestro hemisferio, recorre la trayectoria más elevada de todo el año y, por tanto, la más larga: disfrutamos del día con más horas de luz de todo el año. La gran altura alcanzada por el Sol a mediodía  provoca que la sombra que proyectan los objetos sea, también, la más corta del año. El recorrido elevado del Sol hace que su orto y ocaso se produzcan en el nordeste y noroeste, respectivamente.

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A medida que transcurren los días de verano, el sol sale y se pone cada vez más hacia el sur, se van acortando sus trayectorias diurnas y disminuyendo la duración de los días, de forma que en el equinoccio en septiembre, la salida de nuestra estrella se produce exactamente por el este y su puesta por el oeste. El día y la noche, en este momento del año, duran lo mismo.

En las fechas próximas al solsticio de invierno, en diciembre, el orto solar se observa en el sudeste y el ocaso hacia el sudoeste, lo que implica que el Sol trace la trayectoria menos elevada del año y, por tanto, que cause las sombras de objetos más largas a mediodía.

Naturalmente, para observatorios situados en el hemisferio terrestre austral la situación es simétrica. Por eso en Chile o Argentina el verano empieza a finales de diciembre, mientras que en junio da inicio el invierno.

Este fenómeno de cambio de trayectoria aparente de nuestro Sol se ha aprovechado por distintas culturas para orientar sus templos y crear eventos litúrgicos o ceremoniales haciendo coincidir estas celebraciones con solsticios o equinoccios. Podría ponerse como ejemplo el complejo maya de Chichén Itzá en la península del Yucatán y el fenómeno que se produce en los equinoccios en la Pirámide de Kukulcán.

El único origen de la diferencia en la duración de los días a lo largo del año, de las estaciones, de los cambios de posición de los ortos y ocasos, es el ángulo de inclinación del eje de la Tierra. Si éste ángulo fuera nulo, no habría estaciones, o mejor dicho, habría solo una estación y disfrutaríamos de un clima estable en todo el planeta. En la pirámide de Kukulcán se produciría cada atardecer del espectáculo de la «serpiente emplumada» pero al hacerse cotidiano, perdería su excepcionalidad y encanto.

Para terminar, proponemos un proyecto que puede ser interesante para visualizar la trayectoria aparente del sol a lo largo del día durante varios meses. Se trata de realizar una soleigrafía, una fotografía de muy larga exposición que comienza en el solsticio de verano y termina en el de invierno. Observa el resultado de una de estas tomas realizada en Reino Unido en la imagen que encabeza este artículo, y que fue publicada en Astronomy Picture of the Day  (APOD) de la NASA.