Por santa Lucía alarga la tarde, pero aún mengua el día

1. "Por Santa Lucía (13D), acorta la noche y alarga el día". Falso. Alarga la tarde, pero las horas de luz no ganan hasta después del solsticio de invierno (20-23D)

2. "A partir del solsticio de invierno (20-23D), tarde y mañana crecen". Falso. La mañana no gana hasta después de Reyes (10-11E)
3. ¿Por qué ese desfase de casi un mes entre el crecer de la tarde y el de la mañana? Tras 30 años de pensar y preguntar, conseguí resolverlo (con la ayuda que vais a ver). Si lees con atención, tú en 15' lo entenderás (si quieres agradecérmelo, una botella de tinto, D.O.Navarra).
Por supuesto, todo esto sólo vale para el hemisferio norte.

La velocidad de traslación aumenta al llegar al perihelio,
mientras que la de rotación es siempre la misma

Hoy, en esta campaña por el desolvido, voy a romper una lanza (bueno, por lo menos media) a favor de uno de los refranes más populares sobre la duración del día y de la noche. Tal refrán tiene muchas variantes:

Santa Lucía, el más corto de los días
Santa Lucía, la más larga noche y el más corto día
Por Santa Lucía, acorta la noche y alarga el día.
Por Santa Lucía, achica la noche y agranda el día.
Día de Santa Lucía, mengua la noche y crece el día
En llegando Santa Lucía, un palmo crece el día.
Per Santa Lucía tanto como salta la pulga crez el día
Por Santa Lucía mengua la noche y crece el día un paso de gallina
A Santa Lucia - pas ad furmìa
Por Santa Lucía, mengua la noche y crece el día, y hasta Navidad en su ser está
Por Santa Lucía, crecen las noches y menguan los días. Ni creció ni menguó hasta que el Niño Dios no nació
Por Santa Lucía, achican las noches y agrandan los días; primero a tumbo de piojo; después, a paso de gallina; por Navidad, los ciegos lo verán.
Por Santa Lucía, crece el día un paso de gallina; por Navidad, cada necio lo verá.

Comencemos diciendo, especialmente para la gente joven, que el día de Santa Lucía es el 13 de diciembre y que, según todas estas versiones del refrán, a partir de esa fecha, las horas de luz solar (poco más de 9 horas) comienzan a aumentar y que, por tanto, las horas de noche (más de 14) empiezan a disminuir, eso sí, muy lentamente. Bueno, pues entendido así, el refrán es falso. Ya que eso no sucede hasta el solsticio de invierno (alrededor del 21 de diciembre).
Pero ahora viene lo curioso: mucha gente, especialmente gente con estudios, cree que a partir del solsticio empieza a amanecer antes y atardecer más tarde. Y esto es otro error muy habitual. Lo que voy a contar ahora no lo conocía , para mi sorpresa, incluso gente que, por su oficio o afición, (astrónomos, por ejemplo) debería conocerlo.
¿Qué sucede, pues, con la salida (orto) y la puesta (ocaso) del sol? Os pego aquí este enlace que nos da las horas de orto y ocaso del sol en Pamplona. Resumo lo más importante en la tabla que viene a continuación.

Fecha	Salida Sol	Puesta Sol	Duración Día	Observaciones
11/12/11	8'27	17'32	9h05m
12/12/11	8'28	17'33	9h05m	el Sol se pone ya algo más tarde
13/12/11	8'28	17'33	9h05m	Santa Lucía
13-21/11				menguando día por culpa de la mañana
21/12/11	8'34	17'35	9h01m	Solsticio de Invierno: el día más corto
21/12/11-10/01/12				va creciendo el día gracias a la tarde
10/01/12	8'37	17'52	9h15m
11/01/12	8'36	17'53	9h17m	empieza ya a amanecer antes

Si nos fijamos bien, no empieza a amanecer (orto) antes hasta el 11 de enero, a las 8,36. Y sin embargo la puesta (ocaso) del sol comienza a retrasarse ya para el 12 de diciembre, (cerca del 13, ¡día de santa Lucía!). Como se ve, la gente del campo que creó el refrán no andaba tan descaminada y habrían acertado de pleno si hubieran dejado el refrán así:

Por Santa Lucía alarga la tarde, pero aún mengua el día

Grabado de un buen aficionado (y mejor persona) en una pared de Mendillorri (Pamplona)

Estos hechos observados podríamos resumirlos en este par de pareados:

Para diciembre trece

la tarde ya crece.

¿Y la mañana?

Hasta pasado Reyes no gana

Ahora que ya sabemos qué es lo que sucede, vamos a dar, aunque sea de gallina, de pulga o de piojo, un pasito más: ¿y por qué sucede así? ¿por qué ese desfase de fechas, de casi un mes, entre el amanecer antes (10 de enero) y el oscurecer más tarde (santa Lucía)? ¿no deberían producirse a la vez, el día del solsticio? Lo mismo ocurre en el solticio de verano (alrededor del 21 de junio, cerca del día de san Juan), cuando ya para el 17 de junio el orto comienza a producirse más tarde, mientras que el ocaso no se adelanta hasta el 3 de julio.
Volvamos a la pregunta: sabemos que sucede así, pero, ¿por qué? Pues lo siento mucho, pero yo no tengo la respuesta. Lo he pensado, he preguntado.., y nada. Y me encantaría entenderlo, verlo, con la misma claridad con la que entiendo por qué hay estaciones o por qué hay día y noche.
Si alguien pudiera hacérmelo entender, me convertiría en su criado.

La velocidad de traslación aumenta al llegar al perihelio,
mientras que la de rotación es siempre la misma. Por ello, en el perihelio, a un 
punto cualquiera de la Tierra, le cuesta más tiempo encarar al Sol.

[Actualización 13.12.11: ¡Eureka! Hoy, 13 de diciembre, día de Santa Lucía, creo que he encontrado a mis dos amos. Para que no os volváis locos con los comentarios, os entresaco los dos que me han hecho entender el problema que planteaba: ¿por qué, a partir de Santa Lucía, atardece más tarde y, sin embargo, no amanece antes hasta después de Reyes? ¿amanecer antes y atardecer más tarde no deberían producirse a la vez, a partir del día del solsticio?

Nota: como lo que viene a continuación es un poco largo, una breve explicación de este extraño fenómeno la puedes encontrar en la entrada dedicada al culpable del desaguisado: el puñetero perihelio.


Estos son los dos comentarios que me han hecho entender el problema:

05.04.10: Juan Charrasqueado:

Te diré que la respuesta está en el hecho de que el Sol que vemos salir y ponerse es el Sol verdadero (como es natural) mientras que el Sol que utilizamos para definir la hora que marca nuestro reloj NO es ese Sol sino un Sol ficticio, inexistente, que tenemos que inventar porque el Sol de verdad anda moviéndose por el cielo de manera no suficientemente regular como para que las horas que podráimos definir utilizando sus pasos por nuestro meridiano fuesen todas iguales. La diferencia en tiempo entre el paso del Sol de verdad y el ficticio por el meridiano de un lugar se llama la ecuación del tiempo.

En el perihelio, al recorrer mayor distancia, a un punto
cualquiera de la Tierra le cuesta más tiempo encarar al Sol.
Por eso, el sol se pone más tarde y sigue amaneciendo más tarde

21.01.11: Ferrán Penas:

El sol no está en el centro de la órbita terrestre y la segunda ley de Kepler dice que el radio vector que une a un planeta y el sol, barre áreas iguales en tiempos iguales. Viene a decir que cuando la tierra se acerca más al sol, durante el solsticio de invierno, mejor dicho en el perihelio (3 de enero), va aumentando la velocidad de traslación que mantenía cuando estaba más apartada del sol, debido a la fuerza de atracción de dicho astro. La tierra gira sobre sí misma en 23 horas 46 minutos y, para encararse el meridiano al sol, le faltan 4 minutos a las 24 horas (tiempo promedio en los diferentes puntos de la órbita ,ya que mientras la tierra gira un día, el planeta se ha trasladado kilómetros en su órbita circular o elíptica alrededor del sol y le faltan estos teóricos 4 minutos. Como un compañero dijo (Juan Charrasqueado), la hora de nuestros relojes no es la misma que la del sol, aunque adelantásemos una hora. Supongamos que estamos en meses anteriores a diciembre, la velocidad de la tierra era más lenta o sea que a las 12 horas del mediodía del reloj serían las 12 horas del sol, pero a medida que nos acercáramos al mes de diciembre y al solsticio de invierno, al aumentar la velocidad y deplazarse más en su orbita, necesitaría algún minuto más para encararse al sol; las 12 del reloj serían las 11,58 hora solar; a los días siguientes, las 11.56 etc. hasta que pasara el perihelio (distancia mínima entre la tierra y el sol) el 3 de enero; entonces la velocidad iría descendiendo poco a poco y se recuperaría el desfase horario.Si son las 11.55 y el reloj marca las 12, quiere decir que el sol se pondrá más tarde, y por la mañana saldrá más tarde.Aparte de las diferentes velocidades, según la ley de Kepler, interviene también el que la órbita sea elíptica:  cada vez que la Tierra se acerca a los solsticios (perihelio y aphelio), la curva de la órbita es más cerrada y hace que la tierra necesite más tiempo para encararse al sol. Algunos días antes y después de los solsticios ya interviene el eje de la tierra para alargarse o acortase más deprisa las horas de luz, que, por lo que veo, siempre ha sido así y todavía no comprendo, es que siempre se alarga más el día por la tarde que por la mañana.

13.12.11: Lo que yo entiendo a partir de las explicaciones de Juan y Ferrán:

Si la órbita de la tierra alrededor del sol fuera un círculo perfecto, las 12 del mediodía de mi reloj coincidiría con el mediodía solar (cuando, en el transcurso de 24 horas, el sol está encima del volcán V en T1 y T2). 

Pero al ser una elipse, la velocidad de traslación se acelera al llegar al perihelio (el punto de la órbita más cercano al sol, hacia el 3 de Enero), con lo que en 24 horas se ha desplazado desde T1 a T2'. Al ser la velocidad de rotación la misma, las líneas L y L' deben ser paralelas, por lo que, en el volcán V de T2', son antes las 12 en mi reloj que el mediodía solar. Y si el mediodía solar se retrasa, la puesta y el orto real del sol sufrirán también un retraso respecto a mi reloj.

¿Cuánto tiempo tarda la Tierra en completar un giro sobre su eje? Si tenemos en cuenta las estrellas, dura 23 h 56 min 4,09 s. Es el día sidéreo. Si tenemos en cuenta las culminaciones consecutivas del Sol sobre un mismo meridiano, su duración es variable, debido a que la órbita de la Tierra es elíptica y la velocidad de traslación aumenta en las cercanías del sol (perihelio). Es el día solar verdadero y dura más que el día sidéreo porque, para que el Sol llegue a la altura del mismo meridiano, además de completar una revolución sobre el eje de la Tierra, debe compensar el movimiento de traslación recorrido. A lo largo del año se va adelantando o atrasando regularmente. Esas diferencias se calculan con la ecuación de tiempo y se expresan en una curva llamada analema. Para superar las diferencia entre el día solar verdadero y el día sidéreo usamos el día solar medio, que dura 24 h.

Analema

Es ahora, en el solsticio de invierno, cuando estamos más cerca del sol (perihelio). La velocidad de traslación es, por tanto, mayor. Y, para compensarla y situar al sol a la altura del mismo meridiano, la tierra debe girar sobre su eje un tiempo mayor. Como consecuencia, mi reloj de pulsera (que no sufre variaciones) da las 12 antes de que el sol culmine. Y cuando éste llegue a la altura del meridiano, veré que son más de las 12. Y lo mismo ocurrirá con la puesta del Sol y con el amanecer (ambos se retrasarán respecto a mi reloj). Por eso alarga la tarde, pero no amanece antes. A partir de  Reyes, la inclinación del eje irá compensando el retraso y ya empezará a amanecer antes.

Y esto es lo que sucede.

Juan, Ferrán: ¡¡¡gracias, amos, a mandar!!!]