Le ragioni delle stagioni - Rebecca Kaplan

Guarda l'intera lezione: http://ed.ted.com/lessons/reasons-for-the-seasons-rebecca-kaplan
Perché alcune regioni sono estremamente calde mentre altre hanno temperature rigide e neve? E perché le stagioni sono invertite nei due emisferi?
Rebecca Kaplan spiega come la forma dell'orbita terrestre e l'inclinazione dell'asse determinano la quantità di luce che ciascuna regione riceve.

Lezione di Rebecca Kaplan, animazione di Marc Christoforidis.

Quando ero bambina,

l'unica cosa che capivo delle stagioni

era che dicembre e gennaio erano mesi freddi

e coperti di neve,

aprile e maggio erano pieni di fiori,

luglio e agosto erano mesi caldi e soleggiati,

e settembre e ottobre erano un caleidoscopio di foglie colorate.

Era così che funzionava il mondo,

ed era magico.

Se mi aveste detto allora

che un terzo della popolazione della Terra

non aveva mai visto la neve

o che il 4 luglio non era assolutamente un giorno da spiaggia,

avrei pensato che eravate pazzi.

Ma in realtà i cambiamenti stagionali con quattro ben definite stagioni

esistono solo in due regioni del pianeta.

E, anche in quelle due,

le stagioni sono invertite.

Ma perché?

Un sacco di gente ha sentito parlare di un astronomo

Chiamato Giovanni Keplero

e di come abbia dimostrato che le orbite dei pianeti sono ellittiche

e il sole non è al centro dell'orbita.

Fu una grande scoperta

fatta diverse centinaia di anni fa.

La scoperta risolse parecchi problemi matematici

che gli astronomi incontravano

nelle misurazioni delle orbite dei pianeti.

Mentre è vero che la nostra orbita non è perfettamente circolare,

quelle figure nei libri di scienze,

alla TV e nei film

danno un'idea esagerata

di quanto eccentrica sia la nostra orbita.

Infatti, l'orbita della Terra è quasi un cerchio perfetto.

Comunque, poiché l'orbita terrestre è tecnicamente un'ellisse,

anche se non sembra,

e il sole non è esattamente al centro,

la conseguenza è che la nostra distanza dal sole

cambia nel corso dell'anno.

Ah-ha!

Allora l'inverno corrisponde al periodo in cui la Terra è più lontana dal sole!

Beh, no, non è proprio così.

La Terra si trova più vicina al sole

in gennaio e rispetto a luglio la differenza

è di 5 milioni di chilometri.

Gennaio è proprio nel mezzo

della stagione più fredda dell'anno

per quelli di noi che vivono nell'emisfero nord.

Non siete ancora convinti?

Sentite questa :

estate e inverno avvengono simultaneamente

sulla superficie del pianeta.

Quando è inverno in Connecticut,

è estate in Nuova Zelanda.

Allora, se non è la distanza dal sole,

cos'altro potrebbe essere?

Bene, dobbiamo sapere

che l'asse terrestre non è dritto.

ma è inclinata.

E l'inclinazione dell'asse terrestre

è una delle cause principali delle stagioni.

La Terra ruota intorno ad un asse

che è inclinato di 23,5 gradi rispetto alla verticale.

Nello stesso momento la terra gira intorno al sole

con l'asse che punta sempre verso lo stesso punto dello spazio.

Insieme con l'inclinazione,

la rotazione e la rivoluzione determinano il cambiamento

del numero di ore di luce in una regione

durante l'anno,

con più ore in estate

e meno ore in inverno.

Quando il sole illumina la terra, la riscalda.

Quando il sole tramonta, la terra si raffredda.

Quindi in estate,

ogni località che si trovi a circa 40 gradi a nord dell'equatore

come Hartford, in Connecticut,

avrà 15 ore di luce ogni giorno

e 9 ore di buio.

Si riscalda per un tempo maggiore rispetto al raffreddamento.

Questo avviene giorno dopo giorno,

per cui c'è un effetto di aumento complessivo della temperatura.

Ricordatevi di questo fatto!

In inverno avviene l'opposto.

Ci sono molte più ore in cui prevale il raffreddamento

rispetto al riscaldamento,

e, giorno dopo giorno, il risultato è un effetto di riduzione della temperatura.

La cosa interessante è che spostandosi a nord,

il numero di ore di luce in estate aumenta.

così a Juneau, in Alaska, ci sono 19 ore di luce

nello stesso giorno in cui a Tallahassee, Florida, ce ne sono 14.

Infatti in estate al Polo Nord

il sole non tramonta mai.

OK, dunque, allora tutto dipende dalle ore di luce!

Beh, no, c'è un altro pezzo importante da aggiungere al puzzle.

Se le ore di luce fossero l'unica causa

che determina la temperatura media,

Il Polo Nord sarebbe il luogo piú caldo

nell'emisfero nord della Terra durante l'estate

perché riceve 24 ore di luce

nei mesi a cavallo del solstizio estivo?

Ma è il Polo Nord

che ha perenni iceberg nell'acqua

e neve dappertutto.

Allora, qual è il motivo?

La Terra è una sfera

e quindi la quantità di energia solare che un'area riceve

cambia in base all'altezza del sole nel cielo

che, come sapete, varia durante il giorno

tra l'alba e il tramonto.

Ma la massima altezza cambia anche nel corso dell'anno

raggiungendo i valori più alti durante i mesi estivi

e il valore più alto in assoluto a mezzogiorno del solstizio d'estate,

che nell'emisfero nord é il 21 giugno.

e nell'emisfero sud il 21 dicembre.

Questo perché mentre la terra gira intorno al sole

l'emisfero nord è rivolto dalla parte opposta

rispetto al sole durante l'inverno

e verso il sole in estate,

il che porta il sole più in alto

e per più tempo.

Ricordate che le ore di luce aumentano durante l'estate?

E aumenta anche l'energia solare per chilometro quadrato

man mano che l'altezza del sole aumenta.

Così, quando i raggi del sole sono più inclinati,

la quantità di energia che giunge

su una certa superficie è minore.

Quindi, anche se al Polo Nord ci sono 24 ore

di luce solare per riscaldarsi,

i raggi solari sono molto inclinati

e la quantità di energia è inferiore rispetto a quella di una località più a sud,

dove il sole è più alto nel cielo

perché è più inclinata verso il sole.

Inoltre, il Polo Nord ha anche questa particolarità:

si raffredda durante il periodo senza sole

che dura 6 mesi.

Cosi, mentre le stagioni cambiano, dovunque voi siate

potete ora apprezzare non solo la bellezza di ogni stagione,

ma anche la complessità astronomica

che ne è la causa.