Por Ramón Oniel Jiménez Rodríguez (Agrimensor)
El sol cenital en República Dominicana suele ocurrir entre el 9 y el 19 de mayo. El fenómeno se produce cuando el sol se encuentra justo sobre nuestras cabezas, en el punto más alto de su trayectoria en el cielo.
¿Qué es el sol cenital? Es un evento astronómico donde el sol alcanza su punto más alto en el cielo, justo sobre el cenit (el punto directamente encima de la cabeza del observador). Efecto: Durante el sol cenital, los objetos no proyectan sombras prolongadas, ya que el sol está directamente sobre ellos. ¿Por qué ocurre en mayo?
República Dominicana se encuentra en la zona intertropical, entre los trópicos de Cáncer y Capricornio, donde el sol puede alcanzar su punto cenital dos veces al año, alrededor de los equinoccios. Variaciones: El día exacto y la hora del sol cenital pueden variar ligeramente según la ubicación geográfica dentro de República Dominicana.
El Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) ha transformado la forma en que nos movemos, trabajamos y comprendemos el mundo. Sin embargo, como cualquier tecnología basada en señales satelitales, está sujeto a interferencias externas, y una de las fuentes más significativas de estas interferencias es el clima espacial. Aunque este fenómeno ocurre a miles de kilómetros sobre la Tierra, sus efectos pueden sentirse en nuestra vida cotidiana, especialmente en sectores que dependen de la precisión y fiabilidad del GNSS.
Nace la inquietud, que cuando estamos en campo, realizando levantamientos GNSS en modo RTK, principalmente en las horas de más intensidad del sol, de 10:00AM hasta 4:00 PM, cuál es el comportamiento del o los equipos GNSS y el sistema que lo componen.
Cuando una zona geográfica experimenta un sol cenital (es decir, el sol se encuentra en su punto más alto en el cielo), esto puede afectar los levantamientos geodésicos con GNSS (Global Navigation Satellite System) y RTK (Real-Time Kinematic) debido a la mayor radiación solar y las perturbaciones ionosféricas asociadas.
El sol cenital y su impacto en la ionosfera:
1-Centelleo ionosférico: La radiación solar intensa puede ionizar la atmósfera, creando una ionosfera más densa e irregular. Estas irregularidades causan variaciones rápidas en la señal GNSS, lo que se conoce como centelleo ionosférico.
2-Errores de propagación: El centelleo puede distorsionar la velocidad y el ángulo de llegada de las señales GNSS, introduciendo errores en la medición de la distancia y la fase de la señal.
3-Aumento del ruido: La actividad solar intensa también puede aumentar el ruido en las señales GNSS, lo que dificulta su procesamiento y reduce la precisión.
Impacto en la precisión de los levantamientos RTK:
- A) Reducción de la precisión: El centelleo ionosférico puede disminuir significativamente la precisión de los levantamientos RTK, especialmente en áreas con alta actividad solar. B) Aumento del tiempo de bloqueo: Puede tardar más tiempo en obtener una solución con precisión centimé C) Necesidad de correcciones: En algunas situaciones, puede ser necesario aplicar correcciones adicionales para compensar los errores introducidos por la ionosfera.
Medidas para mitigar el impacto:
1-A) Uso de estaciones GNSS con doble frecuencia: Estas estaciones permiten realizar correcciones más precisas de los errores ionosféricos. 2-B) Uso de algoritmos de corrección avanzadas: Los receptores GNSS modernos pueden utilizar algoritmos que mitigan los efectos de la ionosfera. 3-C) Evitar la configuración de satélites débiles: Si es posible, se recomienda evitar configuraciones de satélites con baja altura (PDOP alto), ya que estos son más susceptibles a los errores ionosféricos. 4-D) Elección de horarios óptimos para los levantamientos: En periodos de alta actividad solar, se recomienda realizar los levantamientos durante las horas de menor actividad solar.
Todo se resume en el clima, hoy se analiza una parte como es el sol cenit, por ende, es un granito que compone el Clima Espacial, es ver un tema en específico, que en realidad combina todo al respecto, veamos.
Medidas para Mitigar el Impacto del Clima Espacial en el GNSS
Aunque el clima espacial no se puede prevenir, existen estrategias para mitigar sus efectos en los sistemas GNSS:
- Modelos Ionosféricos y Corrección de Señal Los sistemas GNSS modernos utilizan modelos ionosféricos avanzados para predecir y corregir errores causados por la ionosfera. Las señales de múltiples frecuencias también ayudan a reducir los efectos de las perturbaciones.
- Monitoreo del Clima Espacial Organismos como la NASA y la ESA monitorean constantemente la actividad solar. Los pronósticos de clima espacial permiten a las industrias prepararse para posibles interrupciones en las señales GNSS.
- Redundancia Tecnológica La integración del GNSS con otros sistemas de navegación, como los sistemas de navegación inercial (INS), garantiza que las operaciones críticas puedan continuar incluso durante eventos de clima espacial severo.
- Uso de Constelaciones Múltiples Al combinar señales de diferentes sistemas GNSS (GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou), los receptores pueden reducir la dependencia de una sola constelación, mejorando la resiliencia frente a interrupciones.
En un paralelismo o mejor dicho, cuando estudiamos una parte del techo del cielo, o el clima espacial, nos enfocamos hacia adentro, ósea en el impacto con los instrumentos GNSS y sus esquemas tecnológicos, en tal sentido le comparto algo que es desde fuera, pero que es fundamental comprender para analizar el recorrido aparentemente del sol.
Para el estudio del soleamiento terrestre se considera que el Sol realiza su recorrido por una bóveda celeste, de la cual somos el centro.
Este planteamiento recupera el concepto antropocéntrico que propuso Ptolomeo sobre el Universo.
Los puntos singulares de la bóveda o hemisferio celeste serían el punto más alto o Cenit (Nadir sería el punto opuesto), y el plano del horizonte con las orientaciones principales (N, S, E y W).
Las coordenadas celestes permiten localizar cualquier punto del hemisferio por su Altura, h, sobre el horizonte y su Azimut, Z, o desviación al Este u Oeste del Sur.
DURANTE LOS EQUINOCCIOS
(21 de marzo y septiembre)
El recorrido solar durante los Equinoccios se caracteriza porque el Orto (Amanecer) coincide con el Este, a las 6:00 horas, y el Ocaso (puesta de sol) con el Oeste, a las 18:00 horas, con una duración total de 12 horas (la duración de la noche es igual a la del día).
En el Ecuador, el Sol se situaría en el Cenit a mediodía.
Otro dato fundamental es que al mediodía (12:00 hora solar) el sol se halla sobre el Sur, con Azimut Z = 0º, y formando con el Cenit un ángulo igual a la Latitud, φ, de manera que se puede calcular la altura solar, h, como:
h = 90º – φ.
DURANTE LOS SOLSTICIOS
(21 de junio y diciembre)
En los Solsticios el plano del horizonte se encuentra inclinado respecto al plano del horizonte equinoccial debido al ángulo de inclinación del eje de la Tierra (23.5º) respecto al plano de la eclíptica (declinación δ).
En esta situación, en el Ecuador, el Sol no alcanzaría el Cenit sobre el Sur a mediodía:
h = 90º – δ = 90º – 23.5º = 66.5º.
SOLSTICIO DE VERANO
Durante el Solsticio de verano el Sol recorre durante el día un arco de círculo paralelo al recorrido equinoccial, que al estar más levantado sobre el horizonte provoca que el día dure más de 12 horas.
Al mediodía, cuando el Sol se halla sobre el Sur, se forma con el Cenit un ángulo igual a la Latitud, φ, más la declinación, δ, de manera que se puede calcular la altura solar, h, como:
h = 90º – φ + δ.
En las Islas Canarias (28º latitud N) el 21 de junio al mediodía la altura del Sol es de 85.5º, casi en el Cenit, y el día llega a durar 14 horas.
El azimut del Orto se produce entre el Este y el Noreste, exactamente a Z = 90º + φ = 118º E, y el azimut del Ocaso se produce más allá del Oeste, a Z = 90º + φ = 118º W.
SOLSTICIO DE INVIERNO
Durante el Solsticio de invierno el Sol recorre durante el día un arco de círculo paralelo al recorrido equinoccial, que al estar menos levantado sobre el horizonte provoca que el día dure menos de 12 horas.
Al mediodía, cuando el Sol se halla sobre el Sur, se forma con el Cenit un ángulo igual a la Latitud, φ, menos la declinación, δ, de manera que se puede calcular la altura solar, h, como:
h = 90º – φ – δ.
En las Islas Canarias (28º latitud N) el 21 de diciembre al mediodía la altura del Sol es de 38.5º, muy alejado del Cenit, y el día no llega a durar 10 horas.
El azimut del Orto se produce entre el Este y el Sudeste, exactamente a Z = 90º – φ = 62º E, y el azimut del Ocaso se produce antes del Oeste, a Z = 90º – φ = 62º W.
Luego de ver el interesante recorrido del sol durante el año y en específico las fechas fundamentales del calendario y las estaciones del año, se comprende más y mejor la ruta anual del sol y los conceptos que configura su trayectoria.
Con la creciente dependencia del GNSS en industrias clave, la resiliencia frente al clima espacial será una prioridad en el futuro. Los desarrollos en satélites de próxima generación, como GPS III y Galileo Second Generation, prometen señales más robustas y resistentes a interferencias. Además, la inteligencia artificial se está explorando como una herramienta para predecir y mitigar los efectos del clima espacial en tiempo real.
En resumen: Si la posición del sol es cenital y hay alta actividad solar, los levantamientos geodésicos con GNSS y RTK pueden verse afectados por fenómenos ionosféricos, lo que reduce la precisión y puede aumentar el tiempo de bloqueo. Se recomienda utilizar estaciones GNSS con doble frecuencia, algoritmos de corrección avanzados y evitar la configuración de satélites débiles para mitigar estos efectos.
Feliz y bendecido inicio de semana, grandes bendiciones.
La mejor arma contra la ignorancia es el estudio (Rafael Escandón)
La ignorancia es uno de los grandes lastres que padece nuestra sociedad, ¡por eso necesitamos que te formes!