La excentricidad de la órbita de la Tierra es aproximadamente del 1% actualmente, en realidad es [math] \ varepsilon = 0.0167 [/ math].
La distancia de afelio es [math] r_a = a (1 + \ varepsilon) [/ math] y la distancia del perihelio es [math] r_p = a (1 – \ varepsilon) [/ math] donde [math] a [/ math] es el eje semi mayor de la órbita de la Tierra [math] a = 1.496 \ times 10 ^ 8 \, \ text {km} [/ math].
Entonces, la variación en la distancia Tierra-Sol desde el perihelio hasta el afelio es [math] 2 a \ varepsilon [/ math], o aproximadamente 5,000,000 km. Es más grande de lo que uno podría imaginar.
La energía solar media que llega a la atmósfera de la Tierra en un punto determinado de su órbita es proporcional al cuadrado de la distancia de la Tierra al Sol.
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Entonces, tomando la proporción de cuadrados del perihelio y las distancias de afelio, obtengo que la insolación mínima es menor en un factor de [math] 4 \ varepsilon [/ math] en el afhelion que el máximo en el perihelion, o menos en un factor de aproximadamente 6.7 %, descuidando los términos de orden superior.
Sin embargo, la excentricidad también varía cíclicamente durante escalas de tiempo suficientemente largas, del orden de medio millón de años y, en la actualidad, es relativamente pequeña y está disminuyendo. Así que hay veces geológicamente hablando cuando este es un efecto mayor. La excentricidad puede ser tan grande como 0.06, y también puede ser muy cercana a cero.
Así que depende mucho cuando hagas esta pregunta.
También se debe considerar que la Tierra pasa más tiempo cerca del afelio que también cerca del perihelio. Este es un cálculo un poco más complicado, y corregiría la cifra de aproximadamente el 7% que salió a la baja, y no lo haré ahora. Es un proceso de promediación de tiempo, que se realiza al definir algunos puntos en la órbita de la Tierra como los límites estacionales: generalmente se usan los solsticios y los equinoccios.
Pero en este momento, la inclinación axial es un impulsor mucho más grande, claramente, con el ángulo de inclinación a 23,5 grados, por lo que el coseno del ángulo es de aproximadamente 0,91. Eso es aproximadamente un 20% de oscilación en la insolación de la cara, solo por la variación en el ángulo de los rayos del sol.
Pero también hay que tener en cuenta la ecuación del tiempo: la variación estacional en la duración de la luz solar es mayor a medida que avanza hacia los polos.
Una ubicación más cercana a los polos reduce aún más la insolación debido al ángulo de los rayos solares. Así que este es un efecto mucho más grande que la variación de distancia en latitudes templadas.
Ahora mismo, por supuesto, estamos cerca del equinoccio de primavera en lugar del solsticio de invierno en el hemisferio norte.
Pero la inclinación axial ciertamente domina la estacionalidad en latitudes templadas con el valor actual de la excentricidad.
Por supuesto, lo suficientemente al norte o al sur, y el sol desaparece por completo durante la mitad del año con la inclinación actual.
Sin inclinación axial y la excentricidad actual, habría una variación estacional mucho menor en la insolación en los polos.