Ciclo das estações da Terra
Um pequeno fator às vezes faz toda a diferença. O planeta Terra deve ter sorte porque seu eixo de rotação tem uma inclinação de 23,4 graus. Este ‘pequeno’ fator é o que permite àqueles de vocês que apreciam as quatro estações, bem, desfrutar as quatro estações!
Se a Terra tivesse girado totalmente na vertical em sua órbita, se seu eixo de rotação fosse perpendicular ao plano de sua órbita, a Terra não teria estações diferentes. Aqueles de vocês que amam o verão 24/7/365 podem não se importar muito com esta lição, mas todos os outros devem ouvir enquanto repassamos o ciclo das estações na Terra.
O Equador Eclíptico e Celestial
Como o eixo de rotação da Terra é inclinado 23,5 graus, o Sol estará no céu do norte na primavera e no verão e no céu do sul durante o outono e inverno. Essencialmente, é isso que faz com que esse ciclo ocorra.
Para ajudá-lo a entender o porquê, precisamos primeiro imaginar que uma esfera imaginária, chamada esfera celestial, envolve a Terra. Nesta esfera celestial estão desenhados dois círculos. Um é chamado de equador celestial, que é apenas a projeção do equador da Terra nesta esfera celestial. A outra é chamada de eclíptica, que pode ser considerada como a projeção da órbita da Terra no céu e o caminho aparente do Sol na esfera celestial.
Como você pode ver pela imagem abaixo, o equador celestial e a eclíptica estão inclinados um para o outro em 23,4 graus.
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O equinócio vernal e o solstício de verão
À medida que o Sol se move para o norte e cruza o equador celestial, ele passa pelo ponto denominado equinócio vernal (ou de março) , o momento em que a primavera começa no hemisfério norte e o outono começa no hemisfério sul. Isso acontece em cerca de 21 de março de cada ano. ‘Vernal’ vem da palavra para ‘primavera’ e ‘equinócio’ vem da palavra ‘igual’, implicando que cada dia terá a mesma quantidade de luz do dia e escuridão em toda a Terra.
Após o equinócio vernal, o Sol estará em seu ponto mais ao norte por volta de 21 de junho no solstício de verão (ou norte) , o início do verão no hemisfério norte e o inverno no hemisfério sul. ‘Solstício’ vem do latim para ‘paralisação solar’ porque o Sol irá parar de se mover para o norte neste ponto e se moverá para o sul a partir de então. Durante o solstício de verão, o hemisfério norte da Terra é inclinado em direção ao Sol, resultando em muita luz do dia e noites mais curtas.
O verão não é quente apenas porque o dia se estende, mas também pela forma como a luz do sol atinge o hemisfério durante o verão. Nesse momento, a luz do sol atinge o solo em um ângulo quase perpendicular, e isso aquece o solo com muita eficiência. No hemisfério oposto, onde é inverno, a luz do sol atinge o solo em um ângulo, e isso não aquece muito bem o solo.
Olhe as imagens abaixo para entender o porquê. Quando o sol atinge o solo virtualmente de frente, ele concentra toda a sua energia geradora de calor em uma área menor de terra. Isso significa que uma área menor de terra recebe muita energia e aquece muito bem. Durante o inverno, o mesmo pedaço de terra é atingido por luz inclinada. Isso faz com que a luz do sol se espalhe por uma área maior, diminuindo a quantidade de energia que qualquer seção de terra pode receber e, portanto, o solo não esquenta tanto.
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Seria como pegar uma lanterna e apontá-la quase diretamente para baixo em uma mesa em vez de apontá-la em um ângulo para simular o sol de inverno. Você pode ver como, neste último caso, a lanterna ilumina uma área de superfície maior e, portanto, sua produção limitada de energia é espalhada por uma área maior.
O equinócio de outono e o solstício de inverno
Então, após este solstício de verão, o Sol se moverá para o sul e cruzará o equador celestial mais uma vez em um ponto chamado equinócio de outono (ou setembro) , que é a época em que o outono começa no hemisfério norte e a primavera no hemisfério sul, aproximadamente por volta de 22 de setembro de cada ano.
À medida que continua indo para o sul, o Sol alcançará seu ponto mais meridional por volta de 21 de dezembro, no solstício de inverno (ou sul) , quando o inverno começa no hemisfério norte e o verão começa no hemisfério sul.
Durante o solstício de inverno, o hemisfério norte da Terra é inclinado para longe do sol. Assim, o hemisfério norte tem menos horas de luz do dia, noites mais longas e clima mais frio em comparação com o hemisfério sul por todas as razões que descrevemos antes.
Periélio e Afélio
Costumava-se acreditar que as variações nas estações são na verdade causadas pelas distâncias entre a Terra e o Sol. Como a órbita da Terra não é um círculo perfeito (é ligeiramente elíptica), acreditava-se que isso influenciava muito as estações. Faz todo o sentido então que a Terra esteja mais próxima do Sol durante o verão e mais distante durante o inverno. Faz sentido para mim.
O ponto na órbita da Terra onde está mais próximo do Sol é o periélio , e o ponto na órbita da Terra onde está mais distante do Sol é chamado afélio . Lembre-se, ‘a’phelion está mais longe’ longe do sol.
O periélio ocorre por volta de 3 de janeiro, e o afélio por volta de 5 de julho.
Umm, acho que há um problema com minha teoria. Veja o que está acontecendo? No hemisfério norte, a Terra está mais próxima do Sol no inverno do que no verão! Isso significa que, para essa teoria se sustentar, as estações deveriam ser as mesmas em ambos os hemisférios, e claramente não são.
O ponto final aqui é que a distância Terra-Sol varia apenas cerca de 3% durante o ano, e esta pequena variação tem pouca influência no ciclo das estações.
Resumo da lição
Vamos revisar os pontos importantes do ciclo das estações na Terra.
O equinócio vernal (ou março) é a época em que a primavera começa no hemisfério norte e o outono no hemisfério sul. Isso acontece em cerca de 21 de março de cada ano.
O solstício de verão (ou norte) ocorre por volta de 21 de junho e marca o início do verão no hemisfério norte e o inverno no hemisfério sul.
Por volta de 22 de setembro, o Sol passa o equinócio outonal (ou setembro) , que é a época em que o outono começa no hemisfério norte e a primavera no hemisfério sul.
Aproximadamente em 21 de dezembro, o Sol atinge seu ponto mais meridional no solstício de inverno (ou sul) , quando o inverno começa no hemisfério norte e o verão começa no hemisfério sul.
Lembre-se, é a inclinação da Terra, a quantidade de luz do dia e a forma como a luz atinge o solo que determina o ciclo das estações e a temperatura da estação.
O ponto na órbita da Terra onde está mais próximo do Sol, o periélio , e o ponto da órbita da Terra onde está mais longe do Sol, chamado afélio , variam tão pouco ao longo do ano que quase não têm influência no ciclo do temporadas.
Resultados de Aprendizagem
Depois de concluir esta lição, você será capaz de:
- Lembre-se do papel da inclinação da Terra na formação das estações
- Discuta como os solstícios e equinócios estão relacionados ao equador celestial
- Explique a diferença de calor entre o verão e o inverno
- Descreva o ciclo das estações na Terra