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Indipendentemente da dove vivi, quasi sicuramente ti godi i benefici di una maggiore durata della luce del giorno nei mesi estivi. Se vivi nell'emisfero settentrionale, l'estate va da fine giugno a fine settembre; nell'emisfero australe, l'estate occupa lo stesso periodo dell'inverno a nord dell'equatore, da fine dicembre a fine marzo. Questo aumento della luce solare estiva deriva da una combinazione di albe sempre più precedenti e tramonti sempre più tardi.
Perché il pianeta sperimenta più luce solare in estate e di conseguenza meno in inverno? La risposta combina la geometria di base con l'astronomia di base, sebbene non nel modo in cui potresti pensare.
Fattori astronomici che determinano la lunghezza della luce del giorno
La Terra, in media, dista circa 93 milioni di miglia (150 milioni di chilometri) dal sole. La forma dell'orbita non è un cerchio ma un'ellisse, quindi la Terra si avvicina a circa 91 milioni di miglia dal sole a gennaio e si allontana fino a circa 95 milioni di miglia a luglio.
Chiaramente, tuttavia, non è questa variazione che rende i mesi estivi più caldi e luminosi rispetto ai mesi invernali. Invece, le stagioni nella loro interezza derivano dall'inclinazione della Terra di 23,5 gradi da una linea perpendicolare al suo percorso orbitale attorno al sole. Questa inclinazione "punta" sempre nella stessa direzione rispetto al sole, mentre la Terra completa un circuito attorno ad esso nel corso di un anno. Ciò significa che, invece che ogni parte del pianeta riceve 12 ore di sole e 12 ore di oscurità ogni anno, come accadrebbe se la rotazione della Terra fosse perpendicolare al suo piano orbitale, ogni posizione (tranne l'equatore stesso) sperimenta più luce diurna che oscurità in estate. Inoltre, questo squilibrio diventa più pronunciato con l'aumentare della distanza dall'equatore (e quindi la vicinanza ai poli). Nell'emisfero settentrionale, giugno è il mese più soleggiato in assoluto, e dicembre corrispondentemente il più scuro.
Potresti aver sentito parlare del circolo polare artico, una linea di latitudine che circonda la Terra a 66,5 gradi a nord dell'equatore (o 23,5 gradi a sud del Polo Nord) e del circolo antartico, i circoli polari artici collocati in modo simile nella controparte nell'emisfero australe. Il significato di questi confini immaginari è che le regioni più vicine ai poli di quelle che sperimentano la luce solare 24 ore su 24 per un mese o più a partire dall'inizio dell'estate, chiamata solstizio d'estate. Questo perché l'asse inclinato della rotazione terrestre punta direttamente verso il sole in questa data e piccole porzioni del pianeta non ruotano completamente fuori dai raggi del sole fino a quando non è trascorso del tempo. Il numero di ore di solstizio d'estate di luce del giorno è al suo apice in questo giorno ovunque sulla Terra.
Alla fine dell'estate, sull'equinozio autunnale (autunno) che si svolge il 21 o 22 settembre nell'emisfero settentrionale, l'asse o la rotazione non puntano né verso né lontano dal sole. Ciò ha l'effetto per un giorno in cui la Terra non viene affatto inclinata sul suo asse e ovunque sulla Terra riceve 12 ore di luce solare e 12 ore di oscurità. Ciò si verifica anche sull'equinozio di primavera (primavera) sei mesi dopo, quando la quantità di luce solare giornaliera è aumentata dal suo minimo annuale per tre mesi anziché diminuire.
Esempi geografici
Numerosi siti Web, tra cui una pagina gestita dalla Marina degli Stati Uniti (vedi Risorse), integrano questi principi e consentono di determinare rapidamente la quantità di luce solare ricevuta da una determinata località ogni giorno dell'anno. Ad esempio, se entri a Portland, in Oregon, negli Stati Uniti, che ha una latitudine di poco più di 45 gradi ed è quindi poco più della metà del Polo Nord dall'equatore, scopri che la città è illuminata per 15 ore e 41 minuti al tempo del solstizio d'estate e per 8 ore e 42 minuti al momento del solstizio d'inverno sei mesi dopo, il che significa che i tempi di un tramonto in Oregon possono variare di circa tre ore e mezza. Le città più a nord mostrano lo stesso modello, ma una maggiore ampiezza tra la quantità massima e minima di luce solare durante le stagioni.