Perché la Terra è più vicina al Sole in pieno inverno

È inverno nell’emisfero nord e siamo nel nostro punto più vicino al Sole. Più vicino? Sì, avete letto bene. Il più vicino. Per i nordici, il solstizio d’inverno è appena passato. Ma la verità è che il 3 gennaio 2007, la Terra raggiunge il perielio, il suo punto più vicino al Sole nella sua orbita annuale intorno alla nostra stella.

A prima vista, non ha senso. Se la Terra è più vicina al Sole in gennaio, non dovrebbe essere estate? Forse, se si vive nell’emisfero sud. Allora cosa significa?

L’orbita della Terra non è un cerchio perfetto. È ellittica, o leggermente ovale. Questo significa che c’è un punto nell’orbita dove la Terra è più vicina al Sole, e un altro dove la Terra è più lontana dal Sole. Il punto più vicino avviene all’inizio di gennaio, e il punto più lontano avviene all’inizio di luglio (7 luglio 2007). Se questo è il meccanismo che causa le stagioni, ha un certo senso per l’emisfero meridionale. Ma, come spiegazione per l’emisfero settentrionale, fallisce miseramente.

In effetti, l’orbita ellittica della Terra non ha nulla a che fare con le stagioni. La ragione delle stagioni è stata spiegata nella rubrica del mese scorso, e ha a che fare con l’inclinazione dell’asse terrestre. Ma la nostra orbita non circolare ha un effetto osservabile. Produce, di concerto con il nostro asse inclinato, l’analemma.

Se si traccia la posizione del Sole a mezzogiorno nel cielo per un periodo di un anno, si produce una forma a otto nel cielo (Figura A). Questo è l’analemma. Forse l’hai visto disegnato su un mappamondo della Terra. La forma risulta dalla combinazione di due cose: l’inclinazione di 23,5° della Terra sul suo asse di rotazione, e la forma ellittica dell’orbita terrestre intorno al Sole.

Il punto più alto dell’analemma è la posizione di mezzogiorno del Sole al solstizio d’estate. Il punto più basso segna il solstizio d’inverno. La differenza nell’altezza del Sole a mezzogiorno nel cielo è causata dall’asse inclinato della Terra. E la variazione da sinistra a destra nella curva dell’analemma?

Ecco dove entra in gioco la nostra orbita ellittica! Guarda di nuovo la figura A. Notate la linea verticale che sale dal punto sud dell’orizzonte? Quello è il meridiano. Il meridiano corre dritto sopra il cielo, da nord a sud.

Se l’orbita della Terra fosse un cerchio perfetto, il Sole attraverserebbe il meridiano a mezzogiorno di ogni giorno (ignorando l’ora legale). Ma la nostra orbita è leggermente ovale. In luglio, siamo nel nostro punto più lontano dal Sole, e la Terra si muove più lentamente della media lungo il suo percorso. A gennaio, siamo più vicini al Sole e la Terra accelera un po’ nel suo percorso orbitale. Il risultato di questo cambiamento di velocità significa che il Sole attraversa il meridiano un po’ prima o un po’ dopo, a seconda di dove si trova la Terra nella sua orbita. Per tutti i punti lungo la curva a sinistra del meridiano, il Sole è “lento”. Attraversa il meridiano dopo le 12:00. Per tutti i punti lungo la curva a destra del meridiano, il sole è “veloce”, attraversando il meridiano leggermente prima di mezzogiorno.

Gli astronomi chiamano questa equazione del tempo. È segnata su molte meridiane. L’equazione del tempo è definita come la differenza tra il tempo solare vero (determinato dalla posizione del Sole nel cielo) e il tempo solare medio (il tempo indicato dall’orologio). I due tempi possono variare anche di 16 minuti nel corso di un anno.

La Terra raggiunge il perielio il 3 gennaio 2007 (figura C). La distanza Terra-Sole sarà di 147.093.602 km. L’afelio, la massima distanza dal Sole, avviene il 7 luglio 2007, quando la distanza Terra-Sole sarà di 152.097.053 km.

La differenza tra i due è di 5.003.451 km, (3,3%), e non abbastanza per causare le stagioni. Anche se, in questo periodo dell’anno, siamo il più vicino possibile al Sole, per l’emisfero nord sarà sempre inverno.

Felice perielio!

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