Quando eu era miúda, o que eu sabia das estações
era que dezembro e janeiro eram frios e cobertos de neve,
abril e maio enchiam-se de flores,
julho e agosto eram quentes e soalheiros
e setembro e outubro eram um caleidoscópio de folhas coloridas.
Era assim que o mundo funcionava, era uma coisa mágica.
Se, nessa altura, me tivessem dito
que um terço da população do planeta nunca tinha visto neve
ou que o 4 de julho não era um dia de praia,
eu teria pensado que estavam malucos.
Na realidade, a mudança sazonal com quatro estações distintas
só acontece em duas regiões do planeta.
E nessas duas regiões, as estações são ao contrário.
Mas porquê?
Já ouviram falar de um astrónomo chamado Johannes Kepler
que provou que as órbitas planetárias são elípticas
e que o Sol não está no centro da órbita.
Foi importante ele ter percebido isso há umas centenas de anos.
Essa descoberta resolveu muitos problemas matemáticos
que os astrónomos tinham com as medidas das órbitas planetárias.
É verdade que as órbitas não são perfeitamente circulares,
mas as imagens nos manuais de ciências, na TV e nos filmes
dão uma impressão exagerada de como as órbitas são alongadas.
Na verdade, a órbita da Terra é quase uma circunferência perfeita.
No entanto, como a órbita da Terra tecnicamente é uma elipse,
apesar de assim não parecer,
e o Sol não está exatamente no centro,
isso significa que a distância da Terra ao Sol
vai mudando ao longo do ano.
Ah! Então é por isso que o inverno ocorre quando a Terra está mais longe do Sol!
Não, não é bem assim.
A Terra está mais próxima do Sol em janeiro do que está em julho
uns cinco milhões de quilómetros.
Janeiro está mesmo no meio da estação mais fria do ano
para os que estão no hemisfério norte.
Ainda não estão convencidos? Então oiçam isto:
O verão e o inverno ocorrem simultaneamente
na superfície do nosso planeta.
Quando é inverno em Connecticut,
é verão na Nova Zelândia.
Então, se não é a distância do Sol o que poderá ser?
Também precisamos de saber
que a Terra não está direita, está inclinada.
Essa inclinação do eixo da Terra
é uma das principais razões para as estações.
A Terra gira sobre o seu eixo
que tem uma inclinação de 23,5 graus em relação à vertical.
Ao mesmo tempo, a Terra gira em volta do Sol
com o seu eixo a apontar sempre na mesma direção do espaço.
Juntamente com essa inclinação,
o movimento de rotação e translação
altera o número de horas da luz solar numa região,
à medida que o ano avança,
com mais horas no verão e menos horas no inverno.
Assim, quando o sol brilha sobre a Terra, aquece-a.
Depois do pôr-do-sol tem tempo para arrefecer.
Portanto, no verão,
qualquer local com cerca de 40 graus a norte do Equador,
como Hartford, no Connecticut,
terá 15 horas de luz solar por dia e 9 horas de escuridão.
Aquece durante mais tempo do que o tempo em que arrefece.
Isto acontece dia após dia,
por isso há um efeito de aquecimento acrescido.
Lembrem-se deste facto para mais tarde.
No inverno, acontece o oposto.
Há muito mais horas de arrefecimento
do que de aquecimento.
Dia após dia, isto resulta num efeito de arrefecimento.
O interessante é que, à medida que avançamos para norte,
o número de horas de luz solar no verão, aumenta.
Assim, em Juneau, no Alasca, temos cerca de 19 horas de luz solar
no mesmo dia em que em Tallahasse, na Flórida, só há cerca de 14.
Na verdade, na época do verão, no Polo Norte,
o sol nunca se põe.
Já percebi! Tem tudo a ver com as horas da luz solar.
Não. Há outra peça importante neste "puzzle".
Se as horas de luz solar fossem a única coisa
que determinasse a temperatura média,
o Polo Norte seria o local mais quente da Terra,
no verão do norte
porque recebe 24 horas de luz solar
nos meses em volta do solstício de verão, não era?
Mas é o Polo Norte.
Ainda há icebergues na água e neve no solo.
Então, o que é que se passa?
A Terra é uma esfera
por isso, a quantidade de energia solar que uma área recebe
varia com a altura a que o Sol está no céu,
o que, como sabem, varia durante o dia
entre o nascer e o pôr-do-sol.
Mas a altura máxima também varia durante o ano
com a maior altura do Sol durante os meses de verão
e a maior altura de todas ao meio-dia do solstício de verão
que ocorre a 21 de junho no hemisfério norte
e a 21 de dezembro no hemisfério sul.
Isto porque, como a Terra gira,
o hemisfério norte fica mais afastado do Sol no inverno,
e mais perto do Sol no verão,
o que coloca o Sol por cima de nós mais diretamente
durante mais tempo.
Lembram-se do aumento das horas de luz solar no verão?
A energia solar por quilómetro quadrado
aumenta quando o sol está mais alto no céu.
Assim, quando o Sol está num ângulo,
a quantidade de energia fornecida
a cada quadrado da área iluminada pelo Sol é menor.
Portanto, apesar de o Polo Norte
receber 24 horas de luz solar para aquecer,
a luz solar que recebe é muito difusa
e fornece menos energia do que a um local mais a sul,
em que o sol está mais alto no céu
porque está mais inclinado na direção do Sol.
Além disso, o Polo Norte tem muito que compensar.
Esteve a arrefecer, sem luz solar nenhuma
durante seis meses seguidos.
Assim, à medida que as estações mudam, onde quer que estejamos,
podemos apreciar a beleza de cada nova estação,
e a complexidade astronómica que elas representam.