Las estaciones del año en el hemisferio norte

Prólogo

Las estaciones existen porque el eje de la Tierra está inclinado 23,4° respecto a la perpendicular al plano de su órbita. Esa inclinación hace que, a lo largo del año, cambien la altura del sol, la duración del día y la energía que recibe cada metro cuadrado de suelo. Todo lo demás, desde el calor de julio en el valle del Guadalquivir hasta las noches blancas de Escandinavia, deriva de esa geometría.

La humanidad lleva milenios midiendo ese ciclo: los alineamientos de monumentos prehistóricos, los calendarios agrícolas y las fiestas de solsticio son la prueba. Hoy podemos calcularlo al minuto, pero sigue habiendo ideas equivocadas muy extendidas, empezando por la más común: que hace calor en verano porque estamos más cerca del Sol.

Este trabajo explica las estaciones del hemisferio norte con rigor y con números: la geometría que las produce, las fechas y duraciones exactas, la luz y la energía que llegan a cada latitud, el retraso de las temperaturas, las distintas formas de dividir el año y los cambios que se producen a escala de milenios y de décadas. Los ejemplos se centran en Sevilla.

Organización de la monografía

• Los capítulos 1 a 3 explican la causa de las estaciones y la mecánica de la órbita.

• Los capítulos 4 a 7 cuantifican la luz: horas de sol, altura, crepúsculos, asimetrías y energía recibida.

• El capítulo 8 conecta la astronomía con el clima de Sevilla, y el 9 compara las distintas maneras de definir las estaciones.

• El capítulo 10 mira a largo plazo, y el 11 desmonta los mitos más repetidos.

Convenciones

Los instantes de solsticios y equinoccios coinciden con los publicados por el Observatorio Astronómico Nacional. El resto de datos astronómicos son de elaboración propia, calculados para 2026 con la biblioteca PyEphem y el algoritmo solar de la NOAA.

CAPÍTULO 1La causa: un eje inclinado

Las estaciones las produce la oblicuidad de la eclíptica, el ángulo de 23,44° entre el eje de rotación de la Tierra y la perpendicular al plano de su órbita. Como el eje mantiene su orientación en el espacio mientras la Tierra rodea al Sol, cada hemisferio pasa medio año inclinado hacia el Sol y medio año en sentido contrario. En Sevilla, esa geometría multiplica casi por tres la energía solar diaria de junio respecto a la de diciembre.

1.1 Un eje que apunta siempre al mismo sitio

El eje terrestre apunta, con una precisión de menos de un grado, hacia la estrella Polar, y esa dirección apenas cambia en el transcurso de un año. En junio, el extremo norte del eje queda del lado del Sol; en diciembre, del lado opuesto; en los equinoccios, el eje queda «de perfil» y ningún hemisferio está favorecido.

Esa inclinación fija los círculos de referencia de la geografía:

El trópico está a 23,44° del ecuador y el círculo polar a 23,44° del polo: ambas latitudes son, por definición, la oblicuidad.

1.2 Tres efectos que se suman

La inclinación del sol modifica la energía recibida por tres vías a la vez.

1. El ángulo de incidencia. Un haz de luz que llega oblicuo se reparte sobre más superficie, como la luz de una linterna inclinada sobre una mesa. La energía por unidad de superficie horizontal sigue la ley del coseno de Lambert:

Donde I₀ es la irradiancia perpendicular al haz y h la altura del sol sobre el horizonte. En Sevilla, al mediodía del solsticio de junio (h = 76°) el suelo recibe el 97 % de la energía del haz; en el de diciembre (h = 29°), el 49 %.

2. La duración del día. El sol alto describe un arco largo sobre el horizonte: 14 h 44 min de luz en junio frente a 9 h 35 min en diciembre (capítulo 4).

3. El espesor de atmósfera atravesado. Con el sol bajo, la luz recorre más aire y pierde más energía por dispersión y absorción. La llamada masa de aire es aproximadamente:

En Sevilla vale 1,03 al mediodía de junio y 2,05 al de diciembre: el doble de atmósfera.

Sumados el ángulo y la duración, la energía media diaria que llega a la cima de la atmósfera sobre Sevilla pasa de 175 W/m² en el solsticio de diciembre a 482 W/m² en el de junio, 2,8 veces más. El tercer efecto, la masa de aire, amplía aún más la diferencia en el suelo.

1.3 ¿Y la distancia al Sol?

La órbita terrestre es casi circular. La distancia al Sol varía un 3,4 %, unos 5 millones de kilómetros, y la radiación recibida un 6,8 %, con el máximo en enero (NASA). La Tierra pasa por el perihelio, su punto más cercano, hacia el 3 de enero, y por el afelio, el más lejano, hacia el 6 de julio (OAN). Es decir: el hemisferio norte vive su invierno con el Sol más cerca. El efecto de la distancia es real, pero mucho menor que el de la inclinación, y en nuestro hemisferio juega en contra de la estacionalidad: suaviza ligeramente los inviernos y los veranos.

1.4 La declinación solar a lo largo del año

La posición del Sol respecto al ecuador celeste, su declinación δ, resume toda la geometría estacional. Una aproximación suficiente para cálculos divulgativos, con error inferior a un grado, es:

Donde n es el número de día del año (1 el 1 de enero). Los cálculos de este documento usan efemérides completas, que incluyen la excentricidad de la órbita.

De esa forma sinusoidal se deriva que los cambios de luz sean rápidos en primavera y otoño y lentos en verano e invierno.

1.5 Las zonas astronómicas de la Tierra

Los trópicos y los círculos polares dividen la superficie terrestre en cinco zonas con regímenes de luz distintos. La fracción de superficie de una banda entre dos latitudes es proporcional a la diferencia de sus senos, lo que permite calcular el peso de cada zona:

Cálculo propio: fracción de superficie = (sin φ₂ − sin φ₁) / 2 por hemisferio.

Sevilla, a 37,39° N, está en la mitad sur de la zona templada del norte, la franja donde las cuatro estaciones astronómicas se distinguen con claridad sin llegar a los extremos de luz de las latitudes altas.

CAPÍTULO 2Solsticios y equinoccios

Los solsticios y equinoccios son instantes, no días: los momentos en que el Sol, en su movimiento aparente a lo largo del año, alcanza su posición más al norte, más al sur o cruza el ecuador celeste. Marcan el comienzo de las estaciones astronómicas, y su fecha baila entre el 19 y el 23 de cada mes por cómo encaja el calendario con la órbita.

2.1 Qué son exactamente

Visto desde la Tierra, el Sol recorre a lo largo del año una línea en el cielo llamada eclíptica, inclinada 23,44° respecto al ecuador celeste (la proyección del ecuador terrestre sobre el cielo). La declinación del Sol, su distancia angular al ecuador celeste, oscila entre +23,44° y −23,44°:

Solsticio viene del latín solstitium, «Sol quieto»: en torno a esas fechas la altura del Sol a mediodía apenas cambia durante varios días, como si se detuviera antes de dar la vuelta (OAN). Equinoccio viene de aequinoctium, «noche igual», aunque, como se verá en el capítulo 4, el día y la noche no duran exactamente lo mismo ese día.

2.2 Fechas de 2026 a 2030

Hora oficial peninsular. Las de 2026 son las del OAN; las demás, cálculo propio con PyEphem, con un margen de ±1 minuto.

2.3 Por qué la fecha se mueve

El año que marcan las estaciones, el año trópico, dura unos 365,2422 días: 365 días, 5 horas, 48 minutos y 45 segundos. El calendario, en cambio, solo tiene días enteros. Por eso cada año común el equinoccio llega casi seis horas más tarde que el anterior, y cada cuatro años el 29 de febrero lo devuelve casi un día atrás.

El calendario gregoriano añade otra regla: los años que terminan en 00 solo son bisiestos si son divisibles por 400 (2000 lo fue; 2100 no lo será). Con ello el año civil medio dura 365,2425 días, apenas 27 segundos más que el trópico. Dentro de un siglo, sin embargo, los bisiestos adelantan ligeramente las fechas, y el ajuste llega de golpe con el año secular que no es bisiesto:

Por eso en el siglo XXI la primavera empieza el 19, el 20 o el 21 de marzo: la llegada más tardía fue en 2003 y la más temprana será en 2096 (OAN). El otoño, por su parte, empieza el 22 o el 23 de septiembre en este siglo (OAN).

2.4 Extremos del siglo XXI

Cálculo propio con PyEphem para los años 2001–2100. En hora oficial peninsular hay que sumar 1 hora en invierno y 2 en verano.

Los cuatro extremos coinciden en los mismos años porque el desfase lo marca el ciclo de bisiestos, común a todas las estaciones: 2003 es el tercer año tras el bisiesto de 2000, y 2096 un año bisiesto al final de un siglo de acumulación.

2.5 La precisión del calendario

El calendario juliano acumuló en 16 siglos un desfase de 10 días respecto a las estaciones. La reforma del papa Gregorio XIII, en 1582, los suprimió de golpe (al jueves 4 de octubre le siguió el viernes 15) y fijó la regla de los años seculares para que el equinoccio de marzo siguiera cayendo hacia el 21 de marzo, la fecha que el concilio de Nicea había tomado como referencia para calcular la Pascua.

CAPÍTULO 3La órbita: por qué las estaciones no duran lo mismo

Las cuatro estaciones astronómicas no son iguales: en 2026 el verano dura 93 días y 16 horas y el invierno siguiente, 88 días y 23 horas. La diferencia la causa la forma elíptica de la órbita, que hace que la Tierra se mueva más deprisa cuando está más cerca del Sol.

3.1 Una elipse casi circular

La órbita terrestre es una elipse con el Sol en uno de sus focos y una excentricidad de 0,0167: si se dibujara a escala, no se distinguiría de un círculo. Aun así, la distancia al Sol varía unos 5 millones de kilómetros entre el perihelio (algo más de 147 millones, a primeros de enero) y el afelio (algo más de 152 millones, a primeros de julio) (OAN).

3.2 La segunda ley de Kepler

Johannes Kepler estableció en 1609 que la línea que une un planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales. Consecuencia: cerca del perihelio la Tierra va más rápida, y cerca del afelio, más lenta. La velocidad orbital se obtiene con la ecuación vis-viva:

Donde G es la constante de gravitación, M☉ la masa del Sol, r la distancia al Sol y a el semieje mayor de la órbita (unos 149,6 millones de km). Con ella, la Tierra viaja a unos 30,3 km/s en el perihelio y a unos 29,3 km/s en el afelio.

Como el perihelio cae dos semanas después del solsticio de diciembre, la Tierra recorre el tramo de invierno a su máxima velocidad, y el de verano, a la mínima. El resultado:

El invierno es la estación más corta, con algo menos de 89 días, precisamente porque coincide con el perihelio (OAN). Primavera y verano suman en el hemisferio norte unos siete días y medio más que otoño e invierno. Según la NASA, los veranos boreales duran unos 4,5 días más que los inviernos y las primaveras unos 3 días más que los otoños (NASA). En el hemisferio sur ocurre justo lo contrario: su verano es corto y su invierno, largo.

3.3 Parámetros de la órbita terrestre

Distancias y velocidades: cálculo propio con PyEphem y la ecuación vis-viva; variación de radiación: NASA.

3.4 Perihelio y afelio, 2026–2030

Cálculo propio con PyEphem. La fecha oscila entre el 2 y el 5 de enero, y entre el 3 y el 6 de julio, porque la Luna desplaza ligeramente a la Tierra respecto al centro de masas del sistema Tierra-Luna.

3.5 Duración de las estaciones, 2020–2030

Cálculo propio con PyEphem, en tiempo universal. Las cifras del OAN de la figura 3.1 están redondeadas a la hora y calculadas entre horas oficiales; en primavera difieren en una hora por el paso al horario de verano. Las duraciones apenas varían de un año a otro (menos de 25 minutos, por la perturbación de la Luna y los planetas); cambian de forma apreciable solo a escala de siglos (capítulo 10).

3.6 La energía de cada mitad del año

El hemisferio norte recibe en verano algo menos de radiación por estar en el afelio, pero su verano dura más. Ambos efectos se compensan exactamente: por la segunda ley de Kepler, la velocidad angular de la Tierra es proporcional a 1/r², igual que la radiación recibida, de modo que la energía total que llega entre dos equinoccios es la misma en las dos mitades del año. La excentricidad no cambia la energía anual de cada hemisferio; cambia cómo se reparte en el tiempo.

CAPÍTULO 4Horas de luz y altura del sol

La duración del día y la altura del sol dependen solo de dos variables: la latitud del lugar y la declinación del Sol en esa fecha. En el ecuador el día dura unas 12 horas todo el año; en Sevilla oscila entre 9 h 35 min y 14 h 44 min; más allá del círculo polar llega a durar 0 o 24 horas.

4.1 Las fórmulas

La altura del sol al mediodía es inmediata:

Donde φ es la latitud y δ la declinación solar. En Sevilla (φ = 37,39°) da 76,1° en el solsticio de junio (δ = +23,44°), 52,6° en los equinoccios (δ = 0°) y 29,2° en el de diciembre (δ = −23,44°).

La duración del día sale del ángulo horario del orto, H₀, el ángulo que gira la Tierra entre la salida del sol y el mediodía:

El término −0,833° incorpora la refracción atmosférica (unos 34′) y el radio aparente del disco solar (unos 16′). Cuando el cociente es menor que −1, el sol no se pone (sol de medianoche); cuando es mayor que 1, no sale (noche polar).

4.2 Cada latitud, su año de luz

Tres rasgos se leen en el gráfico. Todas las curvas se cruzan cerca de las 12 horas en los equinoccios. La amplitud crece con la latitud: unas 2,4 horas en el paralelo 20, 5,1 en Sevilla, 8,3 a 50° y casi 13 a 60°. Y por encima del círculo polar las curvas «se saturan» en 0 y 24 horas.

Cálculo propio con PyEphem para horizonte despejado y refracción estándar. Rovaniemi está unos 7 km al sur del círculo polar, pero la refracción y el tamaño del disco solar le dan sol de medianoche y evitan la noche polar.

4.3 Por dónde sale y se pone el sol

El sol solo sale exactamente por el este y se pone por el oeste en los equinoccios. En verano sale por el noreste y recorre un arco largo y alto; en invierno, por el sureste, con un arco corto y bajo:

En Sevilla, el orto de junio se produce a 59° de acimut (31° al norte del este) y el de diciembre a 119° (29° al sur del este): entre ambos hay 60° de horizonte. Esa oscilación es la que aprovecharon los constructores de monumentos alineados con los solsticios, como Stonehenge (figura 0.1), y la que explica por qué en verano el sol entra por las ventanas orientadas al norte a primera y última hora del día.

4.4 Altura del sol, duración del día e insolación por latitud

Cálculo propio con PyEphem para 2026: altura geométrica del centro del sol; duración del día con refracción estándar; insolación media diaria en la cima de la atmósfera (capítulo 7). En el círculo polar, el 21 de diciembre la refracción deja ver el sol unas dos horas aunque geométricamente no supere el horizonte.

4.5 Ciudades españolas

Orto y ocaso en hora oficial (peninsular o canaria), cálculo propio con PyEphem para 2026. Pueden diferir en un minuto de otras fuentes por redondeo y por el modelo de refracción.

La diferencia entre el día más largo y el más corto pasa de 3 h 34 min en Las Palmas a 6 h 26 min en A Coruña. Las horas de orto y ocaso dependen además de la longitud: en los equinoccios Barcelona ve salir el sol 42 minutos antes que A Coruña, los 10,6° de longitud que las separan, aunque ambas usen la misma hora oficial.

4.6 Ritmo de cambio de la luz

La duración del día cambia como una sinusoide: deprisa en torno a los equinoccios y casi nada en los solsticios. En Sevilla, el día gana como máximo 2,42 minutos diarios (hacia el 18 de marzo) y pierde como máximo 2,38 minutos diarios (hacia el 23 de septiembre). En torno a los solsticios el cambio es de segundos durante una semana, lo que da la sensación de que el día «se para». El ritmo crece con la latitud: en el ecuador es casi nulo todo el año y a 60° N supera los 5 minutos diarios en los equinoccios. (Cálculo propio.)

CAPÍTULO 5Los crepúsculos

La luz no empieza con la salida del sol ni termina con su puesta: la atmósfera dispersa la luz solar cuando el sol todavía está bajo el horizonte. Ese crepúsculo dura en Sevilla entre 1 h 27 min y 1 h 54 min por la mañana, y lo mismo por la tarde, y se alarga en verano y en las latitudes altas hasta convertir la noche en una penumbra continua.

5.1 Tres crepúsculos

Por convenio, el crepúsculo se divide según la depresión del centro del sol bajo el horizonte:

Por debajo de 18° empieza la noche astronómica, sin rastro de luz solar.

5.2 Por qué el crepúsculo dura más en verano y en el norte

El sol cruza el horizonte con un ángulo que depende de la latitud y la fecha. En el ecuador sube casi en vertical y atraviesa los 18° del crepúsculo en poco más de una hora; en latitudes altas lo hace en diagonal, muy tendido, y tarda mucho más. En Sevilla, el crepúsculo es más corto cerca de los equinoccios y más largo en el solsticio de junio, con un segundo máximo menor en el de diciembre:

Duración de cada crepúsculo (un solo extremo del día) según la latitud, en minutos civil / náutico / astronómico:

Cálculo propio con PyEphem para 2026. «Toda la noche»: el sol no llega a bajar del límite inferior de ese crepúsculo y la noche entera transcurre en él.

En el ecuador el crepúsculo completo dura unos 70 minutos todo el año. A 60° N, en junio, el crepúsculo civil dura casi dos horas y el resto de la noche transcurre en crepúsculo náutico, sin oscuridad completa.

5.3 Noches blancas

A medianoche, el sol está bajo el horizonte un ángulo de 90° − φ − δ. En el solsticio de junio (δ = 23,44°), esa depresión vale 66,56° − φ. De ahí salen tres latitudes límite:

Las famosas noches blancas de San Petersburgo (59,9° N) son, técnicamente, noches de crepúsculo náutico muy luminoso, con el sol a poco más de 6° bajo el horizonte a medianoche. En Sevilla, en cambio, el sol baja hasta 29° bajo el horizonte incluso en la noche más corta del año, y siempre hay noche astronómica completa.

CAPÍTULO 6Las asimetrías del año solar

El día más corto del año no tiene ni el amanecer más tardío ni el anochecer más temprano: en Sevilla el sol se pone antes que nunca hacia el 6 de diciembre y sale más tarde que nunca hacia el 6 de enero. La culpable es la ecuación del tiempo, la diferencia entre el sol real y el sol medio que marcan los relojes.

6.1 La ecuación del tiempo

Si se mira a qué hora pasa el sol por el meridiano (el mediodía solar) a lo largo del año, no es siempre la misma: en febrero lo hace unos 14 minutos tarde y a primeros de noviembre unos 16 minutos antes de lo que marcaría un sol de ritmo constante.

La curva es la suma de dos efectos:

• La excentricidad de la órbita. Por la segunda ley de Kepler (capítulo 3), la Tierra avanza más rápido por su órbita en enero que en julio, y el sol parece moverse a distinto ritmo sobre el fondo de estrellas. Aporta una oscilación de unos ±7,7 minutos con periodo anual.

• La oblicuidad de la eclíptica. El sol avanza sobre la eclíptica, inclinada respecto al ecuador; su proyección sobre el ecuador, que es la que cuenta para la hora, va más rápida en los solsticios y más lenta en los equinoccios. Aporta unos ±9,9 minutos con periodo semestral.

Una aproximación habitual, con error de un minuto, combina ambos términos:

Donde E es la ecuación del tiempo en minutos y n el número de día del año. El término en 2B es el de la oblicuidad; los términos en B, los de la excentricidad.

La ecuación del tiempo se anula cuatro veces al año, hacia el 15 de abril, el 13 de junio, el 1 de septiembre y el 25 de diciembre, y alcanza cuatro extremos: unos −14 minutos a mediados de febrero, +4 a mediados de mayo, −6,5 a finales de julio y +16,4 a primeros de noviembre.

6.2 Consecuencias en Sevilla

Como el mediodía real se va retrasando de noviembre a febrero, toda la jornada solar se desplaza hacia la tarde. Las tardes empiezan a alargarse semanas antes del solsticio de invierno, mientras las mañanas siguen oscureciéndose hasta después de Reyes. En verano ocurre lo mismo a menor escala:

Cálculo propio. En otoño, el orto más tardío de todo el año (08:41) se da la víspera del cambio al horario de invierno.

6.3 El analema

Si se fotografía el sol a la misma hora del reloj desde el mismo lugar durante un año, sus posiciones dibujan un ocho alargado llamado analema. La altura del punto la fija la declinación (arriba en junio, abajo en diciembre); el desplazamiento lateral, la ecuación del tiempo.

El analema aparece en muchos relojes de sol de precisión, que lo incorporan para convertir la hora solar en hora del reloj. Su forma depende de la latitud y de los dos parámetros orbitales; en Marte, con una órbita más excéntrica, tiene forma de lágrima.

CAPÍTULO 7La energía que llega del Sol

La energía solar diaria que recibe un lugar combina la altura del sol y las horas de luz. Sumadas, producen un resultado poco intuitivo: en torno al solsticio de junio, el Polo Norte recibe en la cima de la atmósfera más energía diaria que cualquier otro punto del planeta, porque tiene sol las 24 horas.

7.1 Cómo se calcula

La insolación media diaria en la cima de la atmósfera, Q, se obtiene integrando la radiación incidente sobre una superficie horizontal a lo largo de las horas de sol:

Donde S₀ es la constante solar (unos 1.361 W/m²), d la distancia Tierra-Sol y d̄ su valor medio, H₀ el ángulo horario del orto en radianes (capítulo 4), φ la latitud y δ la declinación. El primer término del corchete recoge la duración del día; el segundo, la altura del sol.

7.2 Insolación a lo largo del año por latitud

Cálculo propio para 2026.

Tres lecturas:

• El ecuador no tiene «verano» en junio. Su máximo llega en los equinoccios, cuando el sol pasa por el cenit, y su mínimo en junio, cuando el sol está sobre el trópico de Cáncer y la Tierra en el afelio. Por eso en las zonas ecuatoriales las estaciones se definen por las lluvias, no por la temperatura.

• En junio, Sevilla y el paralelo 50 reciben prácticamente lo mismo (482 W/m²): lo que París o Fráncfort pierden en altura del sol lo ganan en horas de luz. La diferencia entre ambos está en el invierno: 175 frente a 86 W/m².

• La energía disponible sobre el polo no se traduce directamente en una temperatura elevada. La nieve y el hielo reflejan buena parte de ella, el sol nunca sube de 23,4° y la radiación atraviesa mucha atmósfera. La insolación en la cima de la atmósfera es solo el punto de partida del balance energético.

7.3 Del techo de la atmósfera al suelo

En la superficie llega bastante menos: las nubes, el vapor de agua, el polvo y los aerosoles reflejan o absorben parte de la radiación, y con el sol bajo la luz atraviesa más aire. Sevilla tiene una de las insolaciones en superficie más altas de Europa: su estación del aeropuerto registra de media 354 horas de sol en julio y 154 en diciembre, y 129 días despejados al año (AEMET, normales 1981–2010).

Insolación: cálculo propio para 37,4° N. Horas de sol y días despejados: AEMET, Sevilla Aeropuerto, 1981–2010.

La insolación astronómica es máxima en junio, pero las horas de sol medidas lo son en julio, el mes con menos nubes. En invierno, con más nubosidad y el sol bajo, la energía que llega al suelo cae proporcionalmente más que la astronómica.

CAPÍTULO 8El retraso estacional: por qué el calor llega tarde

El día con más energía solar es el del solsticio de junio, pero el mes más caluroso en Sevilla es julio, y agosto apenas le va a la zaga. En invierno ocurre lo mismo: diciembre recibe menos sol, pero enero es más frío. Ese desfase de unas cuatro a seis semanas se llama retraso estacional y se debe a la inercia térmica del suelo, del aire y, sobre todo, del mar.

8.1 Sevilla: la luz y el termómetro

La temperatura media de julio en Sevilla Aeropuerto es de 28,2 °C, con máximas medias de 36,0 °C; agosto marca 27,9 °C y septiembre todavía 25,0 °C, igual que junio. Enero, con 10,9 °C, es más frío que diciembre (11,9 °C), aunque recibe más energía solar (AEMET).

8.2 Un problema de balance

La temperatura no responde a la energía que entra, sino al balance entre la que entra y la que sale. Mientras la radiación recibida supera a la que el suelo y el aire pierden por radiación infrarroja, la temperatura sigue subiendo, aunque la insolación ya haya empezado a bajar. El máximo de temperatura llega cuando entrada y salida se igualan, semanas después del solsticio.

En términos físicos, la variación de temperatura de una capa de capacidad calorífica C sigue:

Cuanto mayor es C, mayor el retraso y menor la amplitud de la oscilación.

El retraso puede medirse ajustando a las doce medias mensuales una función sinusoidal de periodo anual (primer armónico):

Cálculo propio sobre las normales de AEMET (1981–2010) y la insolación mensual calculada para 37,4° N.

8.3 Continental frente a marítimo

El agua tiene una capacidad calorífica unas cuatro veces mayor que la de la tierra seca y, además, mezcla el calor en decenas de metros de profundidad. Por eso:

• En el interior (el valle del Guadalquivir, la Meseta) el retraso es de unas cuatro semanas y la oscilación anual es grande: en Sevilla, 17,3 °C entre la media de enero y la de julio.

• En la costa el retraso es mayor y la oscilación, menor. El agua del mar alcanza su temperatura máxima a finales de agosto o en septiembre, y los otoños costeros son más templados.

• En los océanos abiertos, el mínimo de temperatura del agua puede llegar hasta marzo.

El mismo fenómeno se repite a escala diaria: la hora más calurosa del día no es el mediodía solar, sino dos o tres horas después. En Sevilla, con el mediodía solar de verano hacia las 14:25 en hora oficial, las máximas suelen registrarse a media tarde, bien pasadas las 16:00.

CAPÍTULO 9Muchas formas de dividir el año

Las estaciones astronómicas son solo una de las maneras de partir el año. La meteorología usa trimestres naturales, la biología se fija en los ciclos de plantas y animales, y muchas culturas hacen empezar las estaciones semanas antes que el calendario astronómico. En Sevilla, además, el clima mediterráneo dibuja un año con un verano largo y seco, un invierno corto y templado y dos transiciones breves.

9.1 Cuatro definiciones

La definición meteorológica pone el inicio de cada estación unas tres semanas antes que la astronómica, y encaja mejor con el ciclo real de temperaturas, que lleva el retraso visto en el capítulo 8 pero va adelantado respecto al calendario de solsticios: diciembre ya es invierno en el termómetro, aunque astronómicamente sea otoño casi todo el mes.

9.2 Estaciones de otras culturas

• El calendario celta situaba el comienzo de las estaciones en los puntos medios entre solsticios y equinoccios: Imbolc (principios de febrero), Beltane (1 de mayo), Lughnasadh (1 de agosto) y Samhain (1 de noviembre). Por eso en Irlanda se dice tradicionalmente que el verano empieza en mayo, y Samhain está en el origen de la noche de Halloween.

• Los 24 términos solares chinos dividen la eclíptica en tramos de 15°. La primavera comienza con lichun, hacia el 4 de febrero, y el solsticio de verano marca la mitad del verano, no su inicio. Este sistema fue inscrito en 2016 en la Lista del Patrimonio Cultural Inmaterial de la UNESCO.

9.3 Las estaciones en Sevilla

El clima de Sevilla es mediterráneo con fuerte influencia continental (Csa en la clasificación de Köppen). Visto con datos, el año sevillano se parece poco al reparto en cuatro trimestres iguales:

• Un verano largo. De junio a septiembre la temperatura media alcanza o supera los 25 °C y las máximas medias, los 31 °C. Entre junio y agosto cae apenas el 3 % de la lluvia anual.

• Un invierno corto y suave. Solo diciembre, enero y febrero bajan de 13 °C de media, y las heladas son raras (unos 3 días al año en el aeropuerto).

• Dos transiciones breves e intensas. La primavera, con abril lluvioso y mayo ya caluroso, y el otoño, en el que octubre todavía ronda los 20 °C de media pero noviembre y diciembre concentran las mayores lluvias.

• La estación de lluvias va de octubre a abril, con el 86 % de la precipitación anual.

Por estaciones meteorológicas, los valores medios de Sevilla Aeropuerto son:

Cálculo propio a partir de las normales mensuales de AEMET, 1981–2010.

El otoño meteorológico es 2,2 °C más cálido que la primavera, aunque recibe bastante menos energía solar: unos 283 W/m² de media en la cima de la atmósfera frente a 402 W/m² en primavera. Es el retraso estacional del capítulo 8 visto en medias de tres meses.

Por eso, para quien vive en Sevilla, el ciclo anual se parece más a una alternancia entre una estación seca y cálida y otra templada y lluviosa, con dos cortos entretiempos, que a cuatro estaciones simétricas. (Datos de AEMET, Sevilla Aeropuerto, 1981–2010.)

CAPÍTULO 10Las estaciones a largo plazo

Las estaciones que conocemos no son eternas. A escala de milenios, la inclinación del eje, la forma de la órbita y la orientación del eje cambian lentamente y modifican cuánto contrastan el verano y el invierno; son los ciclos de Milankovitch, ligados a las glaciaciones. A escala de décadas, las estaciones definidas por la temperatura también están cambiando de duración.

10.1 Los ciclos de Milankovitch

El ingeniero serbio Milutin Milanković calculó en la primera mitad del siglo XX cómo varía la insolación de cada latitud con tres parámetros orbitales (NASA):

La precesión combina dos movimientos: el bamboleo del eje terrestre, como el de una peonza, con un periodo de unos 25.770 años, y el lento giro de la propia órbita (precesión apsidal), de unos 112.000 años. Su resultado neto es un ciclo de unos 23.000 años. Hoy el perihelio cae a primeros de enero y suaviza ligeramente los inviernos del norte; dentro de unos 11.000 años caerá en julio, y los veranos boreales recibirán algo más de energía y los inviernos algo menos.

La precesión del eje tiene otra consecuencia visible: el punto del cielo donde está el Sol en el equinoccio de marzo, el punto Aries, se desplaza unos 50 segundos de arco por año respecto a las estrellas. Hace dos milenios estaba en la constelación de Aries; hoy está en Piscis. Por eso las fechas de los signos del zodíaco ya no coinciden con las constelaciones en las que realmente se encuentra el Sol.

10.2 Estaciones que cambian de duración

Más allá de la astronomía, las estaciones definidas por la temperatura sí están cambiando en el corto plazo. Un estudio publicado en 2021 en Geophysical Research Letters definió el verano como el periodo en que las temperaturas se sitúan en el 25 % más cálido del registro de 1952–2011, y el invierno como el del 25 % más frío, y midió cómo habían evolucionado en las latitudes medias del hemisferio norte (AGU):

En esas seis décadas, la primavera y el verano pasaron a empezar antes, y el otoño y el invierno, a empezar más tarde. Los autores proyectan que, si la tendencia térmica continúa al ritmo actual, a finales de siglo el verano podría ocupar casi medio año y el invierno, menos de dos meses. Las estaciones astronómicas, en cambio, no se ven afectadas: dependen solo de la órbita.

CAPÍTULO 11Mitos y realidades

La mayoría de los errores sobre las estaciones nacen de confundir la distancia al Sol con la inclinación del eje, o de dar por hecho que el año es simétrico. Estos son los más repetidos.

Conclusiones

1. Las estaciones son geometría. La inclinación de 23,44° del eje terrestre cambia a lo largo del año la altura del sol, la duración del día y el espesor de atmósfera que atraviesa la luz. En Sevilla, eso multiplica por 2,8 la energía diaria de junio respecto a la de diciembre.
2. La distancia al Sol apenas cuenta, y juega al revés. El perihelio cae en enero; su efecto principal es que el invierno boreal sea la estación más corta (menos de 89 días) y el verano la más larga (casi 94).
3. Solsticios y equinoccios son instantes, no fechas fijas. Su hora avanza unas seis horas cada año y el día bisiesto la devuelve atrás; en este siglo la primavera empieza entre el 19 y el 21 de marzo.
4. La luz y el calor no van a la par. El crepúsculo, la ecuación del tiempo y la inercia térmica desplazan respecto al calendario los amaneceres, los anocheceres y las temperaturas. En Sevilla el mes más cálido es julio y el más frío, enero.
5. Hay muchas estaciones posibles. Astronómicas, meteorológicas, fenológicas y culturales responden a preguntas distintas. En Sevilla, el clima mediterráneo dibuja un verano largo y seco, un invierno corto y suave y dos entretiempos breves.
6. Nada es fijo a largo plazo. Los ciclos orbitales cambian el contraste estacional a lo largo de decenas de miles de años, y en las últimas décadas el verano climático del hemisferio norte se ha alargado de forma medible.

Glosario

Referencias

Organismos y datos oficiales

• Observatorio Astronómico Nacional (IGN). Inicio de las estaciones: primavera, verano, otoño e invierno.

• AEMET. Valores climatológicos normales de Sevilla Aeropuerto, 1981–2010.

• NASA. Milankovitch (orbital) cycles and their role in Earth's climate.

• Sociedad Española de Astronomía. Glosario: estaciones astronómicas.

Estudios

• Wang, J., Guan, Y., Wu, L. et al. (2021). Changing lengths of the four seasons by global warming. Geophysical Research Letters. Resumen en la nota de prensa de la AGU.

Cálculos propios

• Instantes de solsticios y equinoccios, duración del día, crepúsculos, trayectoria solar, ecuación del tiempo e insolación: biblioteca de Python PyEphem (efemérides VSOP87) y algoritmo solar de la NOAA, para 2026 y el siglo XXI.

Imágenes

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