Cronometría

Variación longitudinal de la hora.

Día sideral y día solar

Como sabemos, la Tierra combina dos movimientos: el de rotación, sobre su propio eje, y el de traslación, alrededor del sol. El primero da origen al día y la noche,  siendo naturalmente de día en la parte expuesta a los rayos del sol, y de noche en el resto que queda de su propia sombra.

Cada giro de la Tierra sobre su eje de rotación se da en un tiempo exacto, cercano a las 24 horas. Este periodo se comprobaría fácilmente tomando como referencia, por ejemplo, la posición de una estrella en el firmamento, pero no el sol. Iniciando la toma de tiempo cuando la estrella esté sobre el cenit (meridiano de tiempo sideral), y finalizándolo en el momento de la noche siguiente que llegue a la misma posición, el cronómetro marcaría aproximadamente 23:56:04 hh:mm:ss. Esta es la duración real de cada giro de la tierra rotando sobre su propio eje, y es lo que se denomina Día Sideral.

Ahora, si hiciéramos el mismo ejercicio, pero utilizando al Sol como referencia (meridiano de tiempo solar), al detener el cronómetro al mediodía siguiente, observaríamos que este indicaría aproximadamente 24:00:00 hs:mm:ss. Este es nuestro concepto de Día Solar

¿y por qué la diferencia? La misma se debe al movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol. En la primera comprobación utilizando una estrella lejana, la distancia es tan grande que el movimiento relativo de nuestro planeta es prácticamente nulo con respecto a ella, pudiéndose decir que la referencia es fija. Ahora, cuando se usa al Sol como referencia, al ser la distancia mucho menor, nuestra medición se ve afectada por la traslación terrestre, es decir que nosotros, no sólo giramos una vuelta sobre nuestro eje, sino que también cambiamos levemente de posición con respecto al sol.

Si pudiéramos realizar los dos experimentos juntos, observando al sol y a una estrella exactamente en el mismo momento y en una misma posición, al día siguiente a la misma hora se podrá comprobar un desfasaje entre ellos.

Ahora bien, sumando algo más de complejidad, ni la duración del día solar ni del día sideral son absolutos, ya que como el movimiento de traslación de la Tierra se da en una órbita elíptica, varía su velocidad, acelerándose cuando nos acercamos al perihelio y desacelerando al aproximarse al afelio. En resumen, la duración del día solar o del día sideral, deben tomarse como valores medios.

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  • Hora Solar

Sabiendo ya que la duración del Día Solar Medio es de 24 horas, nos introducimos ahora al concepto de Hora Solar. La misma es la determinada por la posición del Sol con respecto a un observador terrestre, tomando como referencia que serán las 12 horas, cuando el sol esté sobre el meridiano del lugar. Idealmente, independientemente de la latitud en la que se encuentre el observador, siempre serán las 12 del mediodía cuando el sol se encuentre en la posición más alta en el horizonte. Estas son explicaciones simplificadas, ya que en lugares cercanos a los polos, durante parte del año no es posible observar al sol). Entonces, bajo el concepto de Hora Solar, cada posición del planeta tiene su propia hora solar, variando ésta conforme a la longitud del lugar.

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  • Husos horarios

Como un sistema de infinitas posibilidades es de imposible aplicación, la solución práctica fue establecer franjas horarias, solución que parte inicialmente de considerar que como la Tierra gira sobre su propio eje a razón de 1 vuelta por cada 24 horas, se podían crear 24 zonas o franjas horarias.

Si expresamos la velocidad de rotación terrestre en grados, nos da el siguiente resultado.

1 giro / 24 horas  = 360° / 24 hs  =  15°/h

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Podemos observar entonces que cada una de estas zonas horarias está limitada por 15 grados de latitud, y deducir de igual manera que dos ciudades separadas  por cada 15 grados de longitud, tendrán una diferencia horaria (hora solar) de una hora. A cada una de estas zonas se la denomina Huso Horario, cuya definición es la siguiente:

“Cada una de las partes en que queda dividida la superficie terrestre por 24 meridianos igualmente espaciados y en que suele regir  convencionalmente un mismo horario”

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Como veremos más adelante, este concepto de Huso Horario es teórico, no reflejando fielmente la realidad.

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Sistema internacional de Husos Horarios

El Sistema Internacional de Husos Horarios parte de la referencia (hora Cero o Huso Cero) del Meridiano de Greenwich. Debido al sentido de rotación de la tierra (Oeste a Este), desde este meridiano de referencia hacia el Este se adoptan husos horarios con valores positivos (más tarde que en Greenwich) y hacia el Oeste se adoptan valores negativos (más temprano que en Greenwich).

El huso de referencia, ha sido denominado de diversas maneras, entre ellas como Hora “Zero” (cero en inglés). De aquí, como uno de los tantos sistemas para referenciar los husos, nace uno en letras, correspondiéndole la letra “Z”, que en el alfabeto fonético internacional se pronuncia ZULU.

Esa hora, correspondiente al Huso Horario +0, también es conocida como Hora GMT (Greenwich Mean Time), u Hora del meridiano de Greenwich, donde finalmente desde 1972 fue denominada Hora UTC (Universal Time Coordinated).

Por lo tanto, en la práctica, Hora Cero, Hora Zero, Hora Z, Hora GMT u Hora UTC, son considerados sinónimos y es la hora por excelencia utilizada en la aviación.

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Ahora, comparando estas líneas rectas (meridianos) del sistema teórico que hacen de límites de los husos horarios, bien podemos concluir que este sistema no es completamente aplicable, ya que ningún país o región o provincia tiene límites rectos. Por ello, en el sistema real, los límites de husos horarios se deforman, coincidiendo con límites naturales o políticos de los territorios.

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En países cuya extensión longitudinal abarca varios husos, estos están definidos por los límites de sus provincias o estados, como en el caso de Estados Unidos de América. En otros, como en nuestro país, vemos que el huso utilizado no corresponde a la franja horaria ideal, y es un claro ejemplo de la posibilidad de que cada país puede ajustar su horario interno de acuerdo a conveniencias políticas o económicas, existiendo a su vez,  horarios de inverno y verano para un mejor aprovechamiento de las horas de luz y/o ahorro energético.

Este horario, discrecionalmente establecido según el país o región, es el que llamaremos “Hora Local”, abreviada como “LT” (local time en inglés) siendo importante reconocerla en las diferentes publicaciones aeronáuticas, siempre con la conciencia de que la diferencia con el horario UTC puede variar, incluso de acuerdo a las estaciones del año.

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Considerando la velocidad y distancias que recorren los medios aéreos, y del requisito de coordinación del tráfico aéreo en cuanto al horario, independientemente de su punto de partida o destino, vemos la imperiosa necesidad de utilizar un horario único y universal, es decir la hora UTC.

  • Línea internacional de cambio de fecha.

De la misma manera que el Sistema Internacional de Husos Horarios parte del meridiano de Greenwich como referencia, es el meridiano opuesto (meridiano 180) es utilizado como referencia para el cambio de fecha.

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Utilizar una línea recta para el cambio de fecha, arroja los mismos problemas que con los husos horarios. Si bien este meridiano, llamado también Antimeridiano de Greenwich, está principalmente sobre el océano, también atraviesa algunos territorios, que naturalmente no pueden utilizar fechas distintas. Por lo tanto, la línea internacional de cambio de fecha adopta la forma necesaria para evitar estos problemas, siendo representada como se muestra en la siguiente imagen:

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  • Horarios de salida y puesta del sol.

Como bien sabemos, la Tierra combina dos movimientos, el de rotación sobre su propio eje, y el de traslación alrededor del sol. Tomando como referencia el plano de traslación, perpendicular a dicho movimiento, el eje de rotación posee una inclinación de 23.5° aproximadamente con respecto al plano. Tomamos este valor como valor medio, ya que el mismo varía conforme al tiempo, pero en ciclos muy largos.

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Esta inclinación del eje, hace que a medida de que la Tierra se traslade sobre su órbita alrededor del sol, varia también la exposición solar que recibe cada hemisferio.

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Esta variación de exposición solar, hace que la duración del día (entendida como cantidad del tiempo con luz solar) también varíe, teniendo sus extremos idealmente los días 21 de junio y 21 de diciembre, donde para nuestro caso donde estamos ubicados en el hemisferio Sur, estas fechas corresponden al día más corto y más largo respectivamente. Estas fechas están determinadas por los solsticios, de invierno y verano para nuestra posición. Por otra parte, hay dos momentos del año (dos puntos de la órbita) donde la incidencia solar es igual para ambos hemisferios, puntos que se denominada equinoccios, correspondiendo el inicio de las estaciones de primavera y otoño.

Analizando esto, se puede concluir que la cantidad de horas de luz disponibles, depende tanto de la fecha (situación relativa de la tierra en su órbita) como de la posición geográfica en cuanto a la latitud, es decir la distancia que nos separa de la línea del Ecuador.

A modo de ejemplo, podemos observar en el siguiente gráfico, cómo comparando dos ciudades argentinas relativamente alineadas de norte a sur (+- mismo meridiano) pero con gran diferencia de latitud, verificamos que hay importantes variaciones de los horarios de salidas y puestas del sol, por lo tanto distinta cantidad de horas de luz disponibles.

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Vemos como para una fecha dada, en este caso el 21 de junio que es el inicio de nuestro invierno) se  corrobora que más al norte nos encontremos (en el hemisferio sur), mayor cantidad de horas de luz tendremos.

Ahora, analizando la siguiente imagen, comparando las mismas ciudades pero  6 meses después, es decir el 21 de diciembre, fecha de inicio nuestro verano,  comprobamos todo lo contrario, es decir que mientras más al norte nos encontremos, menos duración del día tenemos.

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Por lo tanto, podemos concluir que para una posición en el hemisferio sur, la duración del día, pensada como cantidad de horas de luz solar disponible, no sólo depende de la fecha, sino que también aumenta hacia el norte de nuestra posición en invierno y disminuye en verano.

  • Crepúsculos

Ya vimos que existen variaciones que tanto por fecha como pos posición geográfica, determinan la duración del día y por consiguiente de la noche, pero hay dos momentos del día, tanto antes de la salida como después de la puesta del sol donde, por reflexión de los rayos de sol en la atmósfera,  hay cierta presencia de luz, siendo entonces que el límite entre el día y la noche no sea una línea sino que es un franja de transición.

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Esta transición es la que se denomina “crepúsculo”, definida inicialmente de la siguiente manera:

«Período de tiempo que precede a la salida del sol hasta que es de día o desde que el sol se pone hasta que es de noche».

Cuando el crepúsculo ocurre al amanecer, es denominado “crepúsculo matutino”, mientras que al atardecer es llamado “crepúsculo vespertino”.

Esta franja horaria está definida de acuerdo a los grados donde se encuentra el sol debajo del horizonte, ya sea en ascenso antes del alba, como en descenso posterior al ocaso.

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Como podemos observar en la siguiente imagen, comprobamos que no hay sólo un límite, siendo que existe un crepúsculo astronómico, uno náutico y uno civil. Para la actividad aérea, es éste último el utilizado, es decir cuando el sol se encuentra 6° debajo de la línea del horizonte, marcando el límite de entre el día y la noche.

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Este horario, desde que comienza el crepúsculo matutino hasta que finaliza el crepúsculo vespertino, es denominado Horario HJ (nuestro día aeronáutico), siendo entonces que se considera “nocturno” a las horas transcurridas desde que finaliza el crepúsculo vespertino hasta que comienza el matutino.

  • Acceso a la información

Si bien hay fórmulas matemáticas con las que se puede calcular los horarios de inicio de crepúsculo matutino, salida y puesta del sol y finalización del crepúsculo vespertino, esta información ya está resumida en tablas que forman parte de la Publicación de Información Aeronáutica oficial de la República Argentina (AIP).

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Dentro de la Parte GEN- 2.7- Tablas y Códigos – Tablas de salida y puesta del sol, están disponible las tablas para cada uno de los aeropuertos internacionales argentinos, las cuales se presentan de la siguiente manera:

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Como se observa, para un aeródromo determinado, en este caso el Aeroparque Jorge Newbery de la ciudad de Buenos Aires,  se establecen 3 referencias mensuales a lo largo de todo un año, donde con la letra C se identifican los crepúsculos, con la sigla SR la hora de salida del sol (del inglés sunrise), siendo SS  el horario de la puesta del sol (del inglés sunset). Los días intermedios pueden estimarse facilmente.

Como información miscelánea, también se puede acceder al portal del Servicio de Hidrografía Naval de la República Argentina, donde además de los horarios se puede conocer el azimut, es decir la posición de salida y puesta del sol en el horizonte.

  • Resumen:
    • Reflexión 1: Huso Horario: por definición, es una de las 24 avas partes (sectores) en que se ha dividido la tierra, donde suele regir convencionalmente un mismo horario.
    • Reflexión 2: Variación longitudinal de la hora: teóricamente, por cada 15° de desplazamiento en longitud, se cruza un Huso Horario.
    • Reflexión 3: El meridiano de Greenwich es el meridiano utilizado también como referencia del centro del huso horario 0 (cero).
    • Reflexión 4: Los términos Hora de Greenwich, Hora Zulu, Hora GMT y Hora UTC son sinónimos.
    • Reflexión 5: Los países suelen adoptar husos horarios distintos a los corresponden naturalmente por su longitud, adoptando también horarios de invierno o verano. A esto llamamos hora local (LT).
    • Reflexión 6: Debido a la necesidad de coordinación, en aviación es fundamental la sincronización horaria, estableciéndose oficialmente la hora UTC.
    • Reflexión 7: El meridiano opuesto al de Greenwich (Meridiano 180° o antimeridiano de Greenwich) es el utilizado como línea internacional de cambio de fecha.
    • Reflexión 8: La duración del día (cantidad de horas de sol), depende tanto de la fecha como de la latitud geográfica.
    • Reflexión 9: En aviación, se considera horario diurno a la franja horaria comprendida entre el inicio del crepúsculo matutino y la finalización del crepúsculo vespertino. Este horaria es conocido como HJ.
    • Reflexión 10: La información oficial sobre los horarios de inicio y finalización de los crepúsculos y de salida y puesta de sol, está disponible en la Publicación de Información Aeronáutica de la República Argentina (AIP).
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