Perché ci sono le stagioni

L'errore comune

Molti pensano che l'estate arrivi quando la Terra è più vicina al Sole. Sembra ragionevole, ma è sbagliato. L'orbita terrestre è quasi un cerchio, e la differenza tra il punto più vicino e quello più lontano è solo del 3 per cento circa.

Le date tradiscono l'errore. La Terra raggiunge il perielio, il punto più vicino al Sole, all'inizio di gennaio. È pieno inverno in Europa, in Nord America e in gran parte dell'Asia. Se fosse la distanza a decidere le stagioni, l'intero pianeta avrebbe l'estate nello stesso momento, e non è così.

La vera ragione: un asse inclinato

La Terra ruota attorno a una linea immaginaria chiamata asse, e quell'asse è inclinato di circa 23,4° rispetto alla perpendicolare al piano dell'orbita. L'inclinazione punta quasi nella stessa direzione dello spazio tutto l'anno, verso un punto vicino a Polaris, la Stella Polare.

Mentre la Terra gira attorno al Sole, questa inclinazione fissa fa sì che i due emisferi si alternino nel pendere verso il Sole. Verso giugno è l'emisfero boreale a pendere verso il Sole, e ha l'estate. Sei mesi dopo, dall'altra parte dell'orbita, tocca all'emisfero australe.

Perché pendere verso il Sole fa più caldo

Due effetti agiscono insieme. Primo, quando il tuo emisfero pende verso il Sole, il Sole sale più in alto nel cielo di mezzogiorno. La luce che arriva con un angolo alto colpisce il suolo più direttamente, quindi lo stesso fascio di energia si distribuisce su una superficie più piccola. La bassa luce invernale arriva di sbieco e si disperde, un po' come il fascio di una torcia inclinato su un tavolo.

Secondo, le giornate sono più lunghe. Più ore di luce e meno ore di buio fanno sì che il suolo e l'aria guadagnino più calore di quanto ne perdano. Oceani e terre impiegano tempo a scaldarsi e a raffreddarsi, ed è per questo che le settimane più calde arrivano di solito circa un mese dopo il solstizio di giugno, non nel giorno stesso.

Solstizi ed equinozi

Un solstizio è il momento in cui il Sole raggiunge il punto più a nord o più a sud nel nostro cielo. Il solstizio di giugno, il 20 o 21 giugno, porta il giorno più lungo dell'anno a nord e il più corto a sud. Il solstizio di dicembre, il 21 o 22 dicembre, fa il contrario.

Un equinozio è il momento in cui il Sole attraversa l'equatore celeste, la proiezione dell'equatore terrestre sul cielo. Avviene verso il 20 marzo e il 22 o 23 settembre. In queste date il Sole sorge quasi esattamente a est e tramonta quasi esattamente a ovest in tutto il mondo.

Le date si spostano di un giorno circa da un anno all'altro perché l'anno del calendario non coincide esattamente con l'orbita terrestre. Gli anni bisestili rimettono le date in linea.

La durata del giorno nel corso dell'anno

La durata del giorno cambia in modo più marcato lontano dall'equatore. A Istanbul, a circa 41° nord, il solstizio di giugno porta circa 15 ore di luce e quello di dicembre circa 9 ore e 15 minuti. Vicino all'equatore le giornate restano vicine alle 12 ore tutto l'anno, quindi lì le stagioni sono definite più dalle piogge che dalla temperatura.

All'interno dei circoli polari artico e antartico, a circa 66,6° di latitudine, il Sole può restare in cielo per un giorno intero o più in estate e restare sotto l'orizzonte in inverno. Sono il Sole di mezzanotte e la notte polare.

Una piccola sorpresa: anche in un equinozio la luce del giorno dura qualche minuto più di 12 ore. L'atmosfera terrestre devia la luce solare, così vediamo il Sole poco prima che sorga davvero e poco dopo che sia davvero tramontato, e l'alba si conta dal bordo superiore del Sole, non dal suo centro.

Stagioni opposte nei due emisferi

Poiché gli emisferi si alternano nel pendere verso il Sole, le loro stagioni sono sempre opposte. Quando in Turchia è estate, in Australia, Argentina e Sudafrica è inverno. A Sydney il Natale è una vacanza al mare.

Questo ribalta anche i nomi. Il solstizio di giugno è spesso chiamato solstizio d'estate, ma solo a nord. Gli astronomi preferiscono indicare solstizi ed equinozi con il mese, così i termini valgono per tutti.

Osservalo di persona

Puoi seguire il cambiare delle stagioni senza alcuna attrezzatura. Annota una volta al mese dove tramonta il Sole sul tuo orizzonte, usando un albero o un edificio come riferimento. Nel corso di un anno il punto del tramonto si sposta verso nord fino a giugno e verso sud fino a dicembre, e si ferma per un po' vicino a ogni solstizio.

Puoi anche misurare la lunghezza dell'ombra di un bastone a mezzogiorno locale. Nell'emisfero boreale l'ombra è più corta vicino al solstizio di giugno e più lunga vicino a quello di dicembre. Non guardare mai direttamente il Sole mentre lo fai; osserva l'ombra, non il Sole. Se mai volessi guardare il Sole in sé, usa solo un filtro solare certificato conforme alla norma ISO 12312-2.