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¿Qué hora indica nuestro reloj de sol?

Nuestro reloj solar nos indica la hora solar verdadera, pero esta no coincide con la hora que marcan los relojes que acostumbramos a utilizar, la hora oficial.

Hora solar verdadera y hora solar media

Cuando el Sol alcanza su punto más alto, que es cuando cruza el meridiano del lugar, es mediodía. Se define el día solar verdadero como el intervalo de tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos del Sol por el meridiano del lugar o dos mediodías consecutivos. Haciendo observaciones en distintas épocas del año, se comprueba que los días así definidos no tienen todos la misma duración. En los meses de la mitad del año, la duración del día es muy cercana a 24 horas, pero alrededor del 15 de Septiembre, los días son de 23 horas, 59 minutos y 40 segundos, mientras que cerca de la Navidad los días son de 24 horas y 20 segundos de duración. Los días solares verdaderos se dividen en 24 horas verdaderas y nuestro reloj de sol nos marca la hora solar verdadera.

El llamado día solar medio es el promedio entre todos los días verdaderos. A pesar de no ser real, es más práctico medir el tiempo utilizando el día solar medio cuya duración es siempre la misma, 24 horas. El movimiento de ese "sol medio", que no está señalado por nada en el cielo, nos da la hora solar media.

Aunque las variaciones en la duración de los días solares y los días medios son pequeñas, su acumulación produce diferencias notables entre la hora solar verdadera y la hora solar media. Estas diferencias alcanzan un máximo de poco más de 14 minutos a mediados de febrero (cuando la hora solar verdadera va retrasada respecto a la hora solar media) y poco más de 16 minutos al principio de noviembre (cuando la hora solar verdadera va adelantada respecto a la hora solar media). Existen también otras dos variaciones menores a mediados de mayo (cuando la hora solar verdadera va adelantada aproximadamente 4 minutos) y a finales de julio (cuando la hora solar verdadera va atrasada un poco más de 6 minutos).

Las razones para estas diferencias se deben a dos causas independientes. La primera es que el plano del ecuador no es el mismo que el plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, sino que está inclinado respecto de ella por lo que se conoce como el ángulo de oblicuidad. Y la segunda razón es que la órbita de la Tierra alrededor del Sol es una elipse y no un círculo; por ello el movimiento aparente del Sol no es igual todo el año. El Sol parece moverse más rápido cuando la Tierra está mas cerca de él.

La llamada ecuación del tiempo se define formalmente como la diferencia entre la hora solar media y la hora solar verdadera.

Representación gráfica de la ecuación del tiempo


La ecuación del tiempo nos permite conocer el valor de la hora media a partir del la hora solar verdadera (la que indica nuestro reloj de sol).

Hora solar media = hora solar verdadera + ecuación del tiempo

El siguiente script determina el valor de la ecuación del tiempo para el día que se introduzca.

Día: Mes: Año:
En esta fecha el valor para la ecuación es:

Husos horarios y hora local

Todos los lugares de la misma longitud geográfica tienen el mismo tiempo solar medio. En cambio, en dos lugares con diferente longitud la hora solar media será distinta, hacia el Este la hora se va adelantando y, por el contrario, en la dirección Oeste se va retrasando. En la vida cotidiana también resultaría incomodo usar la hora solar media, deberíamos atrasar o adelantar los relojes incluso en viajes cortos en dirección Este-Oeste.

Animación de la  hora solar media en dos ciudades

Para evitar ese inconveniente, se ha introducido lo que se denominan husos horarios, resultantes de dividir la Tierra en 24 zonas de 15°, lo que equivale a una hora de tiempo, y que van del Polo Norte al Polo Sur. Dentro de cada huso rige la misma hora, la correspondiente al meridiano central del huso horario correspondiente. Las lineas divisorias de los husos no son meridianos exactamente, sino que se adaptan a las fronteras de cada país, para que pueblos de una misma nación no tengan hora diferente.

La hora legal se rige por el meridiano central del huso horario correspondiente. En España (península y Baleares) el meridiano central de nuestro huso es el meridiano 0° ó de Greenwich.

Para pasar de la hora legal a la hora solar media habrá que determinar en grados la diferencia en tiempo entre la longitud del meridiano central del huso y la del lugar en cuestión y multiplicarla por cuatro (a cada grado de longitud le corresponde una diferencia de 4 minutos, 24x60 minutos / 360 grados = 4 minutos/grado).

Diferencia entre la hora solar media y la hora legal:

Meridiano central del huso:   grados.
Longitud del lugar: grados   minutos.

La hora oficial

Para aprovechar al máximo las horas de luz solar y así ahorrar energía, en muchos países se adelantó la hora. Esta, que es la que utilizamos habitualmente, se denomina hora oficial.

En España la hora oficial lleva un adelanto de una hora en invierno sobre la hora legal, el último domingo de marzo a las 2 de la madrugada se adelantan los relojes 1 hora, con lo cual el adelanto es de 2 horas, hora ésta que se recupera el último domingo de Octubre (a las 3 de la madrugada se retroceden los relojes una hora).

Resumen

Hora oficial  = hora solar verdadera (la que marca nuestro reloj de sol) +
  + ecuación del tiempo +
  + (longitud del lugar * - longitud del meridiano central del huso *) x 4 (minutos) +
  + (2 horas de abril a octubre ó 1 el resto del año)

(*) En grados, y negativa si es longitud este.


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