Le stagioni, gli equinozi e i solstizi
Ci sono solo due momenti dell’anno in cui l’asse terrestre non è inclinato né verso né lontano dal sole, con conseguente quantità “quasi” uguale di luce e buio a tutte le latitudini. La parola equinozio deriva da due parole latine – aequus (uguale) e nox (notte). All’equatore, il sole è direttamente sopra la testa a mezzogiorno in questi due equinozi. Le ore “quasi” uguali del giorno e della notte sono dovute alla rifrazione della luce del sole o alla piegatura dei raggi di luce che fa apparire il sole sopra l’orizzonte quando la posizione reale del sole è sotto l’orizzonte. Inoltre, i giorni diventano un po’ più lunghi alle latitudini più alte (quelle lontane dall’equatore) perché il sole impiega più tempo a sorgere e a tramontare. Pertanto, all’equinozio e per diversi giorni prima e dopo l’equinozio, la lunghezza del giorno varierà da circa 12 ore e sei minuti e mezzo all’equatore, a 12 ore e 8 minuti a 30 gradi di latitudine, a 12 ore e 16 minuti a 60 gradi di latitudine.
I solstizi (estate & inverno)
Il solstizio estivo si verifica nel momento in cui l’inclinazione della terra verso il sole è al massimo. Pertanto, il giorno del solstizio d’estate, il sole appare alla sua massima elevazione con una posizione a mezzogiorno che cambia molto poco per diversi giorni prima e dopo il solstizio d’estate. Il solstizio d’estate si verifica quando il sole è direttamente sopra il Tropico del Cancro, che si trova a 23,5° di latitudine nord, e attraversa il Messico, le Bahamas, l’Egitto, l’Arabia Saudita, l’India e la Cina meridionale. Per ogni luogo a nord del Tropico del Cancro, il sole è nel suo punto più alto nel cielo e questo è il giorno più lungo dell’anno.
Il solstizio d’inverno segna il giorno più corto e la notte più lunga dell’anno. Nell’emisfero settentrionale, si verifica quando il sole è direttamente sopra il Tropico del Capricorno, che si trova a 23,5° a sud dell’equatore e attraversa l’Australia, il Cile, il Brasile meridionale e il Sudafrica settentrionale.
Per un elenco completo delle date dei solstizi invernali ed estivi e degli equinozi di primavera e autunno fino al 2025, controlla questo sito dell’Osservatorio Navale degli Stati Uniti. Un link di testo alternativo si trova qui.
Le stagioni
Tutti sappiamo che la Terra fa una rivoluzione completa intorno al sole una volta ogni 365 giorni, seguendo un’orbita di forma ellittica. Questo significa che la distanza tra la Terra e il Sole, che in media è di 93 milioni di miglia, varia durante l’anno. Durante la prima settimana di gennaio, la Terra è circa 1,6 milioni di miglia più vicina al sole. Questo viene chiamato perielio. L’afelio, o il punto in cui la Terra è circa 1,6 milioni di miglia più lontana dal sole, si verifica durante la prima settimana di luglio. Questo fatto può sembrare in contrasto con quello che sappiamo sulle stagioni nell’emisfero settentrionale, ma in realtà la differenza non è significativa in termini di clima e NON è la ragione per cui abbiamo le stagioni. Le stagioni sono causate dal fatto che la Terra è inclinata sul suo asse di 23,5°. L’orientamento dell’inclinazione rispetto allo spazio non cambia durante l’anno; così, l’emisfero settentrionale è inclinato verso il sole in giugno e lontano dal sole in dicembre, come illustrato nel grafico qui sotto.
La relazione tra lunghezza del giorno e temperatura
C’è un ritardo tra il giorno più lungo dell’anno e le temperature medie più calde per la maggior parte delle località a medie e alte latitudini.
Nel nord dell’OH/nord-ovest della PA, la temperatura massima giornaliera si verifica quasi 3 settimane dopo, a metà luglio. Proprio come la parte più calda del giorno di solito si verifica diverse ore dopo mezzogiorno, quando il sole è più alto nel cielo, così anche la parte più calda dell’estate ritarda il solstizio d’estate. Questo ritardo è dovuto al tempo necessario al terreno e all’acqua per riscaldarsi. Le temperature medie continuano a salire fino a quando il sole scende più in basso nel cielo. Mentre l’effetto è evidente in un grafico giornaliero della temperatura, è più prontamente evidente guardando i cambiamenti nella temperatura media mensile. A Cleveland, luglio ha una media di 3,3°F gradi più alta di giugno, e anche agosto è più caldo di giugno di 2,8°F, anche se la lunghezza dei giorni di agosto è notevolmente inferiore a quella di giugno.