Relación entre las fases lunares y el nivel del mar en Limón, Costa Rica.

Resumen

Las Luna es un cuerpo el cual carece de brillo, pero sin embargo posee la capacidad de reflejar la luz del sol, únicamente en los lugares que hayan tenido incidencia de dicha luz solar. Existen debido al fenómeno de iluminación de la superficie lunar mencionado anteriormente, cuatro fases lunares, cuarto menguante, cuarto creciente, luna llena y luna nueva. Se cree que las fases lunares tienen un efecto directo en el comportamiento marino. El mar tiene diversos valores en las alturas de sus mareas, pero en general se clasifican en: marea alta y marea baja. Por medio de mediciones continuas de la altura de las mareas en la zona de Limón, Costa Rica y del uso de pruebas estadísticas es posible obtener una respuesta para la hipótesis planteada si existe relación alguna. Los resultados obtenidos después de la prueba estadística aplicada de análisis de varianza indican que si hay una relación importante entre la fase lunar que esté presente en una época determinada con el valor que tendrá la altura en centímetro que va a tener la marea. Palabras clave: Luna, nivel del mar, mareas, altura, mar.

Abstract

The Moon is a body which lacks brightness, yet has the ability to reflect sunlight, only in places that have had an impact of sunlight. There due to the phenomenon of lighting above the lunar surface, four lunar phases, waning, crescent, full moon and new moon. It is believed that the moon phases have a direct effect on the marine behavior. The sea has different values on the heights of the tides but generally is classified at high tide and low tide. Through continuous measurements of the height of the tides in the area of Limon, Costa Rica and the use of statistical tests it is possible to obtain an answer for the hypothesis if there is any. The results obtained after the test applied statistical analysis of variance indicated that if there is an important relationship between lunar phases is present at a particular time with the value that has the height in centimeter going to have the tide. Keywords: Moon, sea level, tides, tall sea.

Introducción:

La luna como bien sabemos gira en torno a su propio eje y a la vez alrededor de planeta tierra, también es importante mencionar que la tierra por movimiento de rotación gira alrededor de ella misma esto ayuda a comprender la razón por la cual la luna es vista únicamente alrededor de 12 horas diarias.

El tiempo que la luna tarde en girar en su propio eje es aproximadamente el mismo que tarde en girar alrededor del planeta tierra, por lo que es posible afirmar que tanto su período tanto de rotación como de traslación tienen la misma duración, esta es aproximadamente de 27.3 días. (Kriner, 2004)

Desde la tierra siempre es observada la misma cara de la luna y esto se debe principalmente a que ambos períodos tengan la misma duración y giren en la misma dirección, en aproximadamente 27.3 días la luna logra dar un giro completo de 360°, pero debido a que también la tierra gira al redor del solo para que la luna complete totalmente su giro alrededor de la tierra necesita de al menos dos días más, pasando por las fases de luna llena a nueva y viceversa. (Kriner, 2004)

La Luna es un cuerpo sin brillo que posee la capacidad de reflejar la luz del sol de la luz del mismo que ha recibido por lo tanto solo los lugares de incidencia de luz solar serán lo que sea posible observar, son estas porciones que son iluminadas a las que se les otorga el nombre de fases lunares, esto por lo tanto describe la posición de la luna y de la tierra respecto a él sol, tanto la luna, como él sol y la tierra son ubicados en planos distintos. Por lo que aunque la fase de la luna es siempre la misma, según la posición que ocupe el observador en la tierra será distinta lo que pueda observar, ahora bien es necesario entender a la luna como un cuerpo comisco para poder, conocer porque se ve de diferentes formas. (Kriner, 2004)

En la figura 1 es posible observas las cuatro fases lunares luna llena, luna nueva, cuarto menguante y cuarto creciente. El modelo heliocéntrico muestra como la tierra es iluminada por la luz del sol y a su vez también ilumina a la luna, entonces la luna al girar alrededor de la tierra con esta iluminación incidente es cuando genera las fases lunares mostradas, como ya se mencionó anteriormente, por lo tanto cada fase lunar que se observe en un momento determinado va a estar asociada directamente con la posición en que se encuentre la luna respecto al sol y a la tierra. (Kriner, 2004)

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Fig1.Fases de la luna para el hemisferio sur. (Kriner, 2004)

Muchas veces como se muestra en la figura 2, se asocian las fases de la luna y sus fases lunares tiene efectos en varias actividades, la luna posee la capacidad de medir la longitud que tiene el período de luz y a su vez el de oscuridad por lo tanto es capaz de originar un espectro de ritmos biológicos. (Higuera-Moros, Camacho, & Guerra, 2002)

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Fig2.La fase de la luna llena. (Kriner, 2004)

La luna es valorada como un ente generador de energía de forma indirecta, ya sea en cuerpos sólidos o bien líquidos, se dice que esta es la que regula el fenómeno de las mareas oceánicas y sus diferentes alturas, lo cual es el objeto de estudio de la presente investigación y además que tiene importantes efectos tanto en las pantas como en los animales y sus aspectos fisiológicos. (Alonso, Ruiz, & Gutiérrez, 2002)

Según (Oyarzún, 2014), los niveles de los mares se elevaron durante el siglo pasado y con seguridad continuará el ascenso durante el siglo actual, lo que se acelerará durante el siglo XXI, aunque la velocidad y el ritmo del cambio es incierta.

Los niveles de las aguas marinas están en constante movimiento y para esto existen muchos factores que pueden influir en estos niveles, algunos son la temperatura del agua a través de su expansión térmica, su salinidad y presión, humedad del aire, precipitación.

Se estima que la acelerada pérdida de masa de hielo en Groenlandia, contribuyó en un 15% al ascenso del nivel del mar entre 1993 y 2003 y que desde entonces la contribución de la fusión de hielo se ha doblado, alcanzando un 60% (Oyarzún, 2014).

Es razonable esperar que mientras más calientes estén las aguas marinas, más energía y agua podrán aportar. El efecto de los fenómenos ciclónicos sobre las costas bajas se refuerza por el hecho que la expansión térmica de la atmósfera caliente hace bajar la presión atmosférica, lo que descomprime y eleva el nivel de las aguas (Oyarzún, 2014). Sin embargo, las probables consecuencias del cambio climático no son los únicos responsables del ascenso de nivel de mar, debido a que hay una serie de factores que aumentan los niveles del agua.

El mar Caribe en general es eminentemente tropical por latitud (entre los 8° y los 22°N), naturalmente por el clima y por el tenor térmico de las aguas. Se encuentra bajo la influencia de los alisios. (Flores)

El rango de marea es la diferencia entre marea alta (pleamar) y marea baja (bajamar), puede ser desde sólo unos centímetros hasta varios metros dependiendo de la localización y geografía del suelo marino.

Este rango cambia a través del año a medida que cambia la posición de la Luna y del Sol en relación con la Tierra. Ocasionalmente, cuando el Sol, la Tierra, y la Luna se alinean ,durante Luna Nueva y Luna Llena, el rango de marea es mayor porque se suman la atracción gravitacional de la Luna y del Sol para originar la marea. Esto se conoce como marea viva . Ocasionalmente, cuando la Luna y el Sol forman un ángulo derecho con la Tierra, el rango de marea es menor. Esto se conoce como marea muerta. (Lisa Gardiner, 2010).

Internacionalmente las mareas se clasifican de forma básica en 3 rangos : A) Rango micromareal tiene como característica una carrera de marea menor a los 2.0 metros de altura. B) Rango mesomareal cuando la carrera de marea está comprendida entre los 2.0 metros y los 4.o metros. C) Rango macromareal: cuando la carrera de marea es mayor de 4 metros de altura .(Enrique D Onofrio, Monica Fiore, 2011).

A pesar de que los rangos de marea son los mismos para todo el planeta, afectan de manera muy distinta a la amplitud de las mareas en función del lugar donde se encuentren. Esta variación de amplitud es casi nula en los mares cerrados, salvo cuando se producen resonancias locales , es débil en medio de los océanos, pero suele amplificarse considerablemente al propagarse hasta las costas continentales.

Las mareas conocidas como mareas de intensidad débil se manifiestan, principalmente, en áreas próximas al ecuador terrestre donde las mareas apenas suelen alcanzar una decenas de centímetros, en otros lugares específicos con una distancia considerable con el ecuador existen las llamadas mareas de intensidad fuerte donde estas superan regularmente los 10.0 m. Las mayores mareas del mundo se producen en la bahía de Fundy, Canadá (17.0 m) y en la bahía de Mont Saint-Michel, Francia (15,5 m) (Lisa Gardiner, 2010) .

Los rangos de marea son muy distintos para ambas costas, cuya diferencia tiene que ver con el fondo marino y a la forma en que oscila la marea en ambas cuencas oceánicas. El rango de marea promedio en nuestra costa pacífica es de 2.80 metros y en el Caribe de 0.30 metros (CIMAR,2008). Las mareas del Pacífico están dominadas por la Luna, y dado que esta tarda 24 horas y 50 minutos en dar una vuelta completa a la tierra, aproximadamente cada 12 horas se produce una marea alta en ambos lados de la Tierra, una cuando la luna esta sobre un punto determinado, y la otra cuando está en la posición opuesta.

Estas mareas se llaman semidiurnas. Pero como la Luna no completa una vuelta durante un día solar (24 horas), los ciclos de mareas (pleamar y bajamar) se retrasan todos los días entre 40 y 50 minutos, lo cual depende del tamaño de las mareas y de la fricción que generan en el fondo. (Omar G. Lizano R., 2003) La marea en el Caribe es básicamente diurna, con componente principal Solar, y con influencia Lunar (desigualdad semidiurna). Por esto la marea de la costa Caribe se le llama mixta.(Omar G. Lizano R., 2003)

El objetivo general de ésta investigación corresponde a: Determinar, mediante la inferencia estadística y el anlaisis crítico, si existe alguna relación entre el nivel del mar y las fases lunares durante el mes de febrero del 2011 en el Mar Caribe de la provincia de Limón, Costa Rica.

Hipótesis

H0: ¿La altura del nivel del mar es independiente a la fase lunar que esté presente durante el mes?

H1: ¿La altura del nivel del mar es dependiente a la fase lunar que esté presente durante el mes?

Materiales y métodos

Se tomaron los datos de un mareografo ubicado en las costas de la provincia de Limón, en la República de Costa Rica, en el Mar Caribe durante el 3 de febrero del 2011 y el 3 de Marzo del mismo año. Dicho mareografo arrojó datos cada 10 segundos aproximadamente. Los datos se organizaron en una tabla de contingencia para luego realizarle una prueba de análisis de varianzas, conocida como ANOVA por sus siglas en inglés.

Resultados

febrero<-read.csv("Lunas.csv",header=T,sep = ",")
head(febrero)

##      Nueva Creciente    Llena Menguante
## 1 1495.771  1672.003 1641.484  1678.132
## 2 1367.595  1688.242 1681.689  1710.303
## 3 1556.449  1693.040 1739.839  1739.458
## 4 1618.540  1695.322 1649.548  1780.966
## 5 1495.759  1634.233 1665.444  1654.937
## 6 1716.553  1705.571 1669.527  1649.173

lunas<-c(febrero$Nueva,febrero$Creciente,febrero$Llena,febrero$Menguante)
tratamientos<- gl(4,69120,label=c("Nueva","Creciente","Llena","Menguante"))
length(tratamientos)==length(lunas)

## [1] TRUE

anova1<-aov(lunas~tratamientos)
anova1

## Call:
##    aov(formula = lunas ~ tratamientos)
## 
## Terms:
##                 tratamientos  Residuals
## Sum of Squares     237657139 4002146401
## Deg. of Freedom            3     250556
## 
## Residual standard error: 126.3846
## Estimated effects may be unbalanced
## 25920 observations deleted due to missingness

summary(anova1)

##                  Df    Sum Sq  Mean Sq F value Pr(>F)    
## tratamientos      3 2.377e+08 79219046    4960 <2e-16 ***
## Residuals    250556 4.002e+09    15973                   
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
## 25920 observations deleted due to missingness

Figura 3. Diagrama de cajas de las fases lunares correspondientes al mes de febrero del año 2011.

TukeyHSD(anova1)

##   Tukey multiple comparisons of means
##     95% family-wise confidence level
## 
## Fit: aov(formula = lunas ~ tratamientos)
## 
## $tratamientos
##                          diff       lwr        upr     p adj
## Creciente-Nueva     53.047927 51.240094 54.8557599 0.0000000
## Llena-Nueva         74.542332 72.655862 76.4288031 0.0000000
## Menguante-Nueva     72.160368 70.413835 73.9069004 0.0000000
## Llena-Creciente     21.494405 19.551043 23.4377675 0.0000000
## Menguante-Creciente 19.112441 17.304608 20.9202739 0.0000000
## Menguante-Llena     -2.381964 -4.268435 -0.4954937 0.0064785

plot(TukeyHSD(anova1))

Figura 4. Grafico de la prueba de Tukey.

Discusión

A partir de los datos tomados en Limón durante el mes de febrero del nivel del mar; se puede decir que conforme a los resultados arrojados en la prueba de ANOVA, se obtiene un valor de p<0.05, con un alto grado de significancia, se demuestra la dependencia existente entre la fase lunar y el nivel del mar, lo cual rechaza de manera inmediata la hipótesis nula, tomando como verdadera la hipótesis alternativa. Esto concuerda con los fundamentos teóricos “las mareas son de mayor ámbito alrededor de la luna nueva y luna llena, llamadas mareas vivas. Son de menor amplitud alrededor de los cuartos crecientes y menguantes. Mayores ámbitos se presentan alrededor de la etapa de luna llena, asociada con la mayor fuerza gravitacional cuando la luna está en su perihelio (más cerca de la tierra). Dada la fricción de las mareas sobre las cuencas oceánicas, las mareas más altas se dan uno o dos días después de la luna llena o la luna nueva” (Lizano, 2006).

Bibliografía

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. Beattie, G., & Shovelton, H., Blindern, P. O., Duit, R., Treagust, D., Givry, D., Driver, R. (2006). An experimental investigation of some properties of individual iconic Cognition, 43(2), 1086-1109.

. Enrique D' Onofrio & amp; Monica Fiore. (2011). MEDICIÓN DEL NIVEL DEL MAR. Cátedra de Mareas (FCEyN-UBA),11 -16.

. Flores, E. (s.f.). Geografía de Costa Rica (3era ed.). UNED.

. Higuera-Moros, A., Camacho, M., & Guerra, J. (2002). Efecto de las fases lunares sobre la incidencia de insectos y componentes de rendimiento en el cultivo de frijol (Vigna unguiculata (L.) walp). Revista Cientifica UDO Agricola, 2(1), 54-63.

. Kriner, A. (2004). LAS FASES DE LA LUNA, ¿CÓMO Y CÚANDO ENSEÑARLAS? Phases of the moon: how and when teach them? Ciência & Educação, 10(1), 111-120.

. Lisa Gardiner. (2010). Mareas Oceánicas Atlánticas, factores determinantes. Universidad Politécnica de Cataluña, 3-4.

. Lizano R.Omar G. (2006). ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DE LAS MAREAS EN LA COSTA PACÍFICA Y CARIBE DE CENTROAMÉRICA. Ciencia y Tecnología: Investigación, UCR., 24, 51-64.

. Omar G. Lizano R., PhD. (2013). Las mareas y su relación con fenómenos astronómicos y meteorológicos. Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (CIMAR) Universidad de Costa Rica.

. Oyarzún, J. (2014). Cambio climático global, ascenso del nivel de los mares y otras consecuencias: Una revisión y síntesis del conocimiento actual.

. Trundle, K. C., Atwood, R. K., & Christopher, J. E. (2002). Preservice elementary teachers’ conceptions of moon phases before and after instruction. Journal of Research in Science Teaching, 39(7), 633-658.