El día , como se observa en la Tierra , es el período del día durante el cual un lugar determinado experimenta la iluminación natural de la luz solar directa . El día ocurre cuando el Sol aparece sobre el horizonte local , es decir, en cualquier lugar del hemisferio del globo que mira hacia el Sol. Con luz solar directa, el movimiento del Sol se puede registrar y observar utilizando un reloj solar que proyecta una sombra que se mueve lentamente durante el día. Otros planetas y satélites naturales que giran en relación con un cuerpo primario luminoso , como una estrella local , también experimentan el día, pero este artículo trata principalmente del día en la Tierra.
En términos generales, la mayoría de los humanos tienden a estar despiertos durante parte del período del día en su ubicación y dormidos durante parte del período de la noche.
Aproximadamente la mitad de la Tierra está iluminada en cualquier momento por el Sol . El área sometida a iluminación directa es casi exactamente la mitad del planeta; pero debido a efectos atmosféricos y de otro tipo que extienden el alcance de la iluminación indirecta, el área del planeta cubierta por iluminación directa o indirecta asciende a un poco más de la mitad de la superficie.
El hemisferio de la Tierra que experimenta el día en un instante determinado cambia continuamente a medida que el planeta gira sobre su propio eje. El eje de rotación de la Tierra no es perpendicular al plano de su órbita alrededor del Sol (que es paralelo a la dirección de la luz solar), por lo que la duración del período diurno varía de un punto del planeta a otro. Además, dado que el eje de rotación es relativamente fijo en comparación con las estrellas, se mueve con respecto al Sol a medida que el planeta orbita alrededor de la estrella. Esto crea variaciones estacionales en la duración del período diurno en la mayoría de los puntos de la superficie del planeta.
El período del día desde el punto de vista de un observador de la superficie se define aproximadamente como el período entre el amanecer , cuando la rotación de la Tierra hacia el este hace que el disco del Sol aparezca por primera vez sobre el horizonte, hasta el atardecer , cuando la rotación continua de la Tierra hace que el disco del Sol desaparezca debajo del horizonte hacia el oeste. Debido a que el Sol es un disco luminoso visto desde la Tierra, en lugar de una fuente puntual de luz, el amanecer y el atardecer no son instantáneos y la definición exacta de ambos puede variar según el contexto. Además, la atmósfera de la Tierra curva y difunde aún más la luz del Sol y alarga el período del amanecer y el atardecer. Durante un cierto período después del atardecer y antes del amanecer, la luz indirecta del Sol ilumina el cielo en la Tierra; este período a menudo se conoce como crepúsculo . Ciertos grupos, como los astrónomos terrestres, no consideran que el día haya terminado realmente hasta que el disco del Sol está realmente muy por debajo del horizonte de la Tierra, debido a esta iluminación indirecta.
La duración del día es el tiempo transcurrido entre el comienzo y el final del período diurno. Dado que el propio eje de rotación de la Tierra está inclinado 23,44° con respecto a la línea perpendicular a su plano orbital , llamada eclíptica , la duración del día varía con las estaciones en la superficie del planeta, dependiendo de la latitud del observador . Las áreas inclinadas hacia el Sol experimentan el verano . Su inclinación hacia el Sol hace que más de la mitad del día vea luz de día y temperaturas más cálidas, debido a la mayor direccionalidad de los rayos solares, el período más largo del día en sí y una menor absorción de luz solar en la atmósfera . Si bien el aumento de la luz del día puede tener algún efecto en las temperaturas más altas en el verano, la mayor parte del aumento de temperatura se debe a la direccionalidad del Sol, no al aumento de la luz del día. Los ángulos altos (alrededor del cenit ) del Sol hacen que los trópicos sean cálidos, mientras que los ángulos bajos (apenas por encima del horizonte) hacen que las regiones polares sean frías. El ligero efecto de las horas de luz en la temperatura media estacional se puede observar en los polos y las regiones tropicales. Los polos siguen siendo fríos durante sus respectivos veranos, a pesar de tener 24 horas de luz durante seis meses, mientras que el ecuador permanece cálido durante todo el año, con solo 12 horas de luz al día.
Aunque la duración del día en el Ecuador es de 12 horas en todas las estaciones, la duración en todas las demás latitudes varía con las estaciones. Durante el invierno, el día dura menos de 12 horas; durante el verano, dura más de 12 horas. El invierno del norte y el verano del sur coinciden, mientras que el verano del norte y el invierno del sur coinciden.
En el Ecuador , el período diurno siempre dura unas 12 horas, independientemente de la estación. Visto desde el Ecuador, el Sol siempre sale y se pone aproximadamente en vertical, siguiendo una trayectoria aparente casi perpendicular al horizonte .
Desde el equinoccio de marzo hasta el equinoccio de septiembre , el Sol sale a 23,44° al norte del este y se pone a 23,44° al norte del oeste. Desde el equinoccio de septiembre hasta el equinoccio de marzo, el Sol sale a 23,44° al sur del este y se pone a 23,44° al sur del oeste. La trayectoria del Sol se encuentra completamente en la mitad norte de la esfera celeste desde el equinoccio de marzo hasta el equinoccio de septiembre, pero se encuentra completamente en la mitad sur de la esfera celeste desde el equinoccio de septiembre hasta el equinoccio de marzo. En los equinoccios, el Sol ecuatorial culmina en el cenit , pasando directamente sobre nuestras cabezas al mediodía solar .
El hecho de que el Sol ecuatorial esté siempre tan cerca del cenit al mediodía solar explica por qué la zona tropical contiene las regiones más cálidas del planeta en general. Además, en el Ecuador se registran los amaneceres y atardeceres más cortos porque la trayectoria del Sol en el cielo es casi perpendicular al horizonte. En los equinoccios, el disco solar tarda sólo dos minutos en atravesar el horizonte (de arriba a abajo al amanecer y de abajo a arriba al atardecer).
Los trópicos ocupan una zona de la superficie terrestre entre los 23,44° de latitud norte y los 23,44° de latitud sur del Ecuador . Dentro de esta zona, el Sol pasará casi directamente por encima (o culminará ) al menos un día al año. La línea de 23,44° de latitud norte se llama Trópico de Cáncer , porque cuando recibió ese nombre, el Sol pasó por encima de esta ubicación en el momento del año en que estaba cerca de la constelación de Cáncer. La línea equivalente de latitud sur se llama Trópico de Capricornio , por razones similares. El Sol entra y sale de cada constelación zodiacal un poco más tarde cada año a un ritmo de aproximadamente 1 día cada 72 años. Para obtener más información, consulte precesión de los equinoccios .
En los círculos tropicales, el Sol está directamente sobre la cabeza solo una vez al año, en el solsticio correspondiente. En latitudes más cercanas al Ecuador y en el propio Ecuador, estará sobre la cabeza dos veces al año (en los equinoccios en el caso del Ecuador), lo que da lugar al fenómeno del mediodía de Lahaina o día de sombra cero . Fuera de los trópicos, el Sol nunca pasa directamente sobre la cabeza.
Alrededor de los polos, que coinciden con el eje de rotación de la Tierra a medida que pasa por la superficie, las variaciones estacionales en la duración del día son extremas. De hecho, dentro de los 23,44° de latitud de los polos, habrá al menos algunos días cada año durante los cuales el sol nunca se esconde tras el horizonte. También habrá días en los que el sol nunca saldrá por encima del horizonte. Este número será menor, pero cercano al número de días en verano en los que el sol no se pone (por ejemplo, el amanecer suele ser unos días antes del equinoccio de primavera y se extiende unos días después del equinoccio de otoño). Este fenómeno de más luz de día que de noche no es exclusivo de los polos. De hecho, en un momento dado, un poco más de la mitad de la Tierra es de día. Las 24 horas de luz de verano se conocen como el sol de medianoche , famoso en algunos países del norte. Al norte, el Círculo Polar Ártico marca este límite de 23,44°. Al sur, el Círculo Antártico marca el límite. Estos límites corresponden a los 66,56° de latitud norte o sur, respectivamente. Debido a que el cielo todavía está brillante y no se pueden ver las estrellas cuando el sol está a menos de 6 grados bajo el horizonte, las noches de 24 horas con estrellas visibles todo el tiempo solo ocurren más allá de los 72°34' de latitud norte o sur.
En los polos y sus alrededores, el Sol nunca se eleva demasiado sobre el horizonte, ni siquiera en verano, lo que constituye una de las razones por las que estas regiones del mundo son constantemente frías en todas las estaciones (otras razones incluyen el efecto del albedo , la relativa mayor reflexión de la radiación solar de la nieve y el hielo). Incluso en el solsticio de verano, cuando el Sol alcanza su punto más alto sobre el horizonte al mediodía, todavía está a solo 23,44° sobre el horizonte en los polos. Además, a medida que uno se acerca a los polos, la trayectoria aparente del Sol a través del cielo cada día se desvía cada vez más de la vertical. A medida que se acerca el verano, el Sol sale y se pone más al norte en el norte y más al sur en el sur. En los polos, la trayectoria del Sol es de hecho un círculo, que es aproximadamente equidistante sobre el horizonte durante toda la duración del período diurno en un día determinado. El círculo se hunde gradualmente debajo del horizonte a medida que se acerca el invierno, y se eleva gradualmente por encima de él a medida que se acerca el verano. En los polos, el amanecer y el atardecer aparentes pueden durar varios días.
En latitudes medias , alejadas tanto del ecuador como de los polos, las variaciones en la duración del día son moderadas. En las latitudes medias más altas, donde se encuentran Montreal , París y Ushuaia , la diferencia en la duración del día entre el verano y el invierno puede ser muy notable: el cielo puede estar iluminado a las 22 horas en verano, pero puede estar oscuro a las 17 horas en invierno. En las latitudes medias más bajas, donde se encuentran el sur de California , Egipto y Sudáfrica , la diferencia estacional es menor, pero aún resulta en aproximadamente 4 horas de diferencia en la luz del día entre los solsticios de invierno y verano. La diferencia se vuelve menos pronunciada cuanto más nos acercamos al ecuador. [ cita requerida ] Se puede obtener una aproximación al cambio mensual a partir de la regla de los doceavos . [ 1 ]
El instante exacto del mediodía solar , cuando el Sol alcanza su punto más alto en el cielo, varía con las estaciones. Esta variación se denomina ecuación del tiempo ; la magnitud de la variación es de unos 30 minutos a lo largo de un año.
La misma regla de los doceavos se puede aplicar a la duración de los días.
