Le ragioni delle stagioni

Nasa

Il cambio di stagione è uno di quei fenomeni che le persone danno per scontato. Sanno che succede nella maggior parte dei posti, ma non si fermano sempre a pensare al motivo per cui abbiamo le stagioni. La risposta sta nel regno dell'astronomia e della scienza planetaria.

Il motivo principale per le stagioni è che l'asse terrestre è inclinato rispetto al suo piano orbitale . Pensa al piano orbitale del sistema solare come a una piastra piatta. La maggior parte dei pianeti orbitano attorno al Sole sulla 'superficie' della placca. Invece di avere i poli nord e sud puntati direttamente perpendicolarmente alla placca, la maggior parte dei pianeti ha i poli inclinati. Ciò è particolarmente vero per la Terra, i cui poli sono inclinati di 23,5 gradi.

La Terra potrebbe avere un'inclinazione a causa di un grande impatto sulla nostradel pianetastoria che probabilmente ha causato il creazione della nostra Luna . Durante quell'evento, la Terra neonata fu colpita piuttosto pesantemente da un dispositivo d'urto delle dimensioni di Marte. Ciò lo ha fatto ribaltare su un lato per un po' fino a quando il sistema non si è stabilizzato.

NASA/JPL-Caltech

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La migliore teoria sulla formazione della Luna dice che la Terra neonata e un corpo delle dimensioni di Marte chiamato Theia si sono scontrati all'inizio della storia del sistema solare. I resti furono lanciati nello spazio e alla fine si unirono per formare la Luna. NASA/JPL-Caltech

Alla fine, si è formata la Luna e l'inclinazione della Terra si è stabilizzata ai 23,5 gradi che sono oggi. Significa che durante una parte dell'anno, metà del pianeta è inclinata lontano dal Sole, mentre l'altra metà è inclinata verso di esso. Entrambi gli emisferi ricevono ancora la luce solare, ma uno la riceve più direttamente quando è inclinato verso il Sole in estate, mentre l'altro la riceve meno direttamente durante l'inverno (quando è inclinato verso l'esterno).

Questo diagramma mostra l'inclinazione assiale della Terra e come influenza gli emisferi che sono inclinati verso il Sole in diverse parti dell'anno. NASA/CMGlee

Quando l'emisfero settentrionale è inclinato verso il Sole, le persone in quella parte del mondo vivono l'estate. Allo stesso tempo, l'emisfero australe riceve meno luce, quindi l'inverno si verifica lì. Il solstizi ed equinozi sono usati principalmente nei calendari per segnare l'inizio e la fine delle stagioni ma non sono essi stessi legati alle cause delle stagioni.

Cambi stagionali

Il nostro anno è diviso in quattro stagioni: estate, autunno, inverno, primavera. A meno che qualcuno non viva all'equatore, ogni stagione offre modelli meteorologici diversi. In genere è più caldo in primavera e in estate e più fresco in autunno e in inverno. Chiedi alla maggior parte delle persone perché fa freddo d'inverno e caldo d'estate e probabilmente lo diranno Terra deve essere più vicino al Sole in estate e più lontano in inverno. Questo sembra per fare buon senso. Dopotutto, quando qualcuno si avvicina a un fuoco, sente più calore. Allora perché la vicinanza al Sole non dovrebbe causare la calda stagione estiva?

Sebbene questa sia un'osservazione interessante, in realtà porta alla conclusione sbagliata. Ecco perché: la Terra è la più lontana dal Sole a luglio di ogni anno e la più vicina a dicembre, quindi il motivo della 'vicinanza' è sbagliato. Inoltre, quando è estate nell'emisfero settentrionale, l'inverno sta avvenendo nell'emisfero meridionale e viceversa. Se il motivo delle stagioni fosse dovuto unicamente alla nostra vicinanza al Sole , quindi dovrebbe essere caldo sia nell'emisfero settentrionale che in quello meridionale nello stesso periodo dell'anno. Ciò non accade. È davvero l'inclinazione che è la ragione principale per cui abbiamo stagioni. Ma c'è un altro fattore da considerare.

Tutti i pianeti hanno un'inclinazione assiale, compresi i giganti gassosi. L'inclinazione di Urano è così grave che 'rotola' attorno al Sole su un lato. Nasa

Fa più caldo anche a mezzogiorno

L'inclinazione della Terra significa anche che il Sole sembrerà sorgere e tramontare in diverse parti del cielo in diversi periodi dell'anno. In estate il Sole raggiunge il picco quasi direttamente sopra la testa e, in generale, sarà sopra l'orizzonte (cioè ci sarà la luce del giorno) per gran parte della giornata. Ciò significa che il Sole ne avrà di più volta riscaldare la superficie della Terra in estate, rendendola ancora più calda. In inverno, c'è meno tempo per riscaldare la superficie e le cose sono un po' più fredde.

Gli osservatori possono generalmente vedere abbastanza facilmente questo cambiamento delle posizioni apparenti del cielo. Nel corso di un anno è abbastanza facile notare la posizione del Sole nel cielo. In estate, sarà più in alto, si alzerà e tramonterà in posizioni diverse rispetto all'inverno. È un grande progetto che chiunque può provare, e tutto ciò di cui hanno bisogno è un disegno approssimativo o un'immagine dell'orizzonte locale a est ea ovest. Gli osservatori possono dare un'occhiata all'alba o al tramonto ogni giorno e contrassegnare le posizioni dell'alba e del tramonto ogni giorno per avere un'idea completa.

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Quindi, importa quanto sia vicina la Terra al Sole? Ebbene sì, in un certo senso lo fa, ma non nel modo in cui la gente si aspetta. L'orbita terrestre attorno al Sole è solo leggermente ellittico. La differenza tra il punto più vicino al Sole e quello più distante è di poco superiore al tre percento. Questo non è abbastanza per causare enormi sbalzi di temperatura. Si traduce in media in una differenza di pochi gradi Celsius. La differenza di temperatura tra estate e inverno è Un sacco più di quello. Quindi, la vicinanza non fa la differenza quanto la quantità di luce solare che riceve il pianeta. Ecco perché semplicemente presumere che la Terra sia più vicina durante una parte dell'anno rispetto a un'altra è sbagliato. Le ragioni delle nostre stagioni sono facilmente comprensibili con una buona immagine mentale dell'inclinazione del nostro pianeta e della sua orbita attorno al Sole.

Da asporto chiave

• L'inclinazione assiale della Terra gioca un ruolo importante nella creazione delle stagioni sul nostro pianeta.
• L'emisfero (nord o sud) inclinato verso il Sole riceve più calore durante quel periodo.
• La vicinanza al Sole NON è una ragione delle stagioni.

Fonti

• 'L'inclinazione della Terra è la ragione delle stagioni! Feedback Ice-Albedo: come lo scioglimento del ghiaccio fa sciogliere più ghiaccio - Finestre sull'universo , www.windows2universe.org/earth/climate/cli_seasons.html.
• Greicius, Tony. Lo studio della NASA risolve due misteri sulla Terra traballante. Nasa , NASA, 8 apr. 2016, www.nasa.gov/feature/nasa-study-solves-two-mysteries-about-wobbling-earth.
• Approfondimenti | Terra – Esplorazione del Sistema Solare: Scienza della NASA. Nasa , NASA, 9 apr. 2018, solarsystem.nasa.gov/planets/earth/in-depth/.