[4] Ya en 1973 el meteorólogo español José María Jansà Guardiola advertía sobre las cuatro estaciones:[5] En la cultura clásica se utilizan dos pares de eventos astronómicos para definir cuatro estaciones en el año.
El momento en que ocurren los solsticios y equinoccios cambia cada año.
Por esto es que el modelo astronómico a utilizar resulta clave para explicarlas.
Si bien un modelo geocéntrico con planeta esférico, tal como el que fue hegemónico en Europa durante la antigüedad y la Edad Media, puede explicar la sucesión de las estaciones[11] no pudo explicar su distinta duración[12] sin violar los postulados del modelo.
Seis meses después, alrededor del 4 de enero, la Tierra pasa por el punto opuesto llamado perihelio en el cual tiene la mínima distancia al Sol (147 millones de km aproximadamente).
Además, no explica las estaciones del hemisferio norte que son opuestas.
Estas pequeñas diferencias en la distancia y la energía se deben a que, si bien la órbita es elíptica, es una elipse de muy baja excentricidad (0.0167) indistinguible a simple vista de un círculo.
En los polos (90° de latitud norte o sur) los rayos tienen un ángulo de incidencia 0°, es decir, el sol está justo en el horizonte, sus rayos son paralelos a la superficie y la insolación es nula.
Si el planeta no tuviera su eje de rotación inclinado, no habría estaciones y la insolación máxima en cada latitud sería como se describe en el párrafo anterior todo el año.La órbita de la Tierra alrededor del Sol define un plano llamado plano de la eclíptica.
Esto se denomina inclinación axial u oblicuidad de la eclíptica.
La inclinación del eje es prácticamente constante a lo largo de un año, es decir, apunta siempre en una misma dirección.
Este cambio en la inclinación del eje implica que si bien actualmente el polo norte terrestre apunta hacia la estrella polar, hace miles de años, no lo hacía.
En la medida en que el planeta recorre la órbita, los rayos solares inciden con ángulos variables sobre los distintos puntos del planeta produciendo una transferencia de energía por unidad de superficie variable.
Si bien esta variación es continua, se identifican 4 puntos singulares a lo largo de la órbita.
Durante este solsticio, la posición del eje de rotación es tal que el planeta expone el polo norte a los rayos del sol y las zonas polares australes quedan ocultas de los rayos solares.
En las zonas polares boreales hay sol de medianoche y en las australes, noche polar.
En las zonas templadas boreales, el día se ha acortado hasta hacerse igual a la noche.
En las zonas templadas australes los días se han alargado hasta hacerse iguales a la noche.
La posición del eje de rotación es tal que el planeta expone el polo sur a los rayos del sol y las zonas polares boreales quedan ocultas de los rayos solares.
En las zonas polares australes se da sol de medianoche y noche polar en las boreales, mientras que en las zonas templadas australes queda el día más largo y la noche más corta del año.
En las zonas templadas australes, el día ha acortado hasta hacerse igual a la noche.
En las zonas templadas boreales, el día se ha alargado hasta hacerse igual a la noche.
Luego con cada año normal las estaciones retrasan su comienzo unas 6 horas, de modo que en los tres años normales retrasan su inicio 18 horas, hasta que un nuevo año bisiesto devuelve su comienzo casi al momento de empezar el ciclo.
Se calcula el comienzo de las estaciones usando las siguientes fórmulas: Luego hay que convertir la fecha juliana al calendario gregoriano.
La fenología investiga los ciclos y cambios en la naturaleza a lo largo del año.
[30] Los registros fenológicos analizados por climatólogos han mostrado tendencias temporales significativas en el tiempo observado de eventos estacionales,[31]desde finales del siglo XX y hasta el siglo XXI.
[36]Además del adelantamiento de la brotación, los árboles con flor han estado floreciendo antes, por ejemplo, los cerezos, que son culturalmente importantes en Japón,[37] y Washington D. C.[38][39][40] Los bosques boreales de frondosas han tenido una tendencia en que pierdan sus hojas antes y conserven sus copas verdes por más tiempo.
Las estaciones se clasifican de la siguiente manera, de acuerdo a sus comienzos, que varían según la cultura: Como consecuencia, al igual que con el método tradicional astronómico se da un desfase con los datos de la temperatura, pero invertido a este: el otoño aquí es más cálido que la primavera.
En la actualidad se ha podido estudiar el ciclo de estaciones en Marte (similar al Terrestre) y se comienza a comprender el extendido ciclo estacional de Urano.
Las estaciones —horai, hora, palabra del género femenino que significa hora— se personificaron en la antigüedad.