Razões para as estações - Rebecca Kaplan

Assista aula completa: http://ed.ted.com/lessons/reasons-for-the-seasons-rebecca-kaplan

Por que algumas regiões experienciam calor em tempo integral enquanto outras padecem em temperaturas glaciais e neve? E por que as estações são inversas nos dois hemisférios? Rebecca Kaplan explica como a forma da órbita da Terra ao redor do Sol e a inclinação da Terra em seu eixo, afetam o montante de luz solar que cada região recebe.

Aula de Rebecca Kaplan, animação de Marc Christoforidis.

Quando eu era criança,

meu entendimento sobre as estações

era que dezembro e janeiro eram frios

e cobertos de neve,

abril e maio explodiam em flores,

julho e agosto eram quentes e ensolarados,

e setembro e outubro eram um caledoscópio de folhas coloridas.

Era assim que o mundo funcionava,

e era mágico.

Se naquela época você me dissesse

que um terço da população da Terra

nunca viu neve

ou que 4 de julho, definitivamente, não era um dia de praia,

eu pensaria que você era louco.

Na realidade, a mudança sazonal com 4 estações distintas

acontece apenas em duas regiões do planeta.

E mesmo nelas,

as estações são inversas.

Mas por quê?

Muita gente já ouviu falar em um astrônomo

chamado Johannes Kepler

e em como ele provou que as órbitas planetárias são elípticas

e que o sol não está no centro da órbita.

Foi um feito e tanto quando ele descobriu isso

centenas de anos atrás.

Sua descoberta solucionou muitas questões matemáticas

que astrônomos tinham

com medidas da órbita planetária.

Ao mesmo tempo em que é verdade que nossa órbita não é perfeitamente circular,

aquelas figuras em nossos livros de ciências,

na TV e nos filmes

dão uma impressão exagerada

de como nossa órbita é alongada.

Na verdade, a órbita da Terra é quase um círculo perfeito.

No entanto, devido a órbita da Terra ser tecnicamente um elipse,

ainda que não se assemelhe a um,

e que o Sol não esteja exatamente no centro,

isso significa que nossa distância do Sol

realmente muda ao longo do ano.

Ah-ha!

Então, o inverno acontece quando a Terra está distante do Sol!

Bem, não. Vamos com calma.

A Terra realmente está mais perto do Sol

em janeiro do que em julho

por 5 milhões de quilômetros.

Janeiro está bem no meio da

estação mais fria do ano

para os que moram no hemisfério norte.

Ainda não se convenceu?

Que tal isto:

Verão e inverno ocorrem simultaneamente

na superfície de nosso planeta.

Quando é inverno em Connecticut,

é verão na Nova Zelândia.

Então, se não é a distância do Sol,

o que mais pode ser?

Bem, precisamos de saber também

que a Terra não fica parada em linha reta.

Ela se inclina, na verdade.

E essa inclinação da Terra

é uma das principais razões de existir estações.

A Terra gira em um eixo

que se inclina 23.5 graus na vertical.

Ao mesmo tempo, a Terra gira ao redor do Sol

com o eixo sempre apontado na mesma direção no espaço.

Junto com a inclinação,

o giro e a rotação causam a mudança no número

de horas diárias numa região

à medida em que o ano passa,

com mais horas no verão

e menos no inverno.

Então, quando o sol está brilhando na Terra, ela esquenta.

Depois que o Sol se põe, ela tem tempo de resfriar.

Assim, no verão,

qualquer lugar que esteja a 40º ao norte do equador,

como Hartford, Connecticut,

terá 15 horas de luz diária a cada dia

e 9 horas de escuridão.

Ela aquece por mais tempo do que esfria.

Isso acontece dia após dia,

então há um efeito geral de aquecimento.

Lembre-se deste fato daqui a pouco!

No inverno, ocorre o oposto.

Há muito mais horas de tempo frio

do que quente,

e dia após dia, isso resulta em um resfriamento.

O interessante é que à medida que vamos para o norte,

o número de horas de luz do dia no verão aumenta.

Então, Juneau, Alaska teria umas 19 horas de luz diária .

no mesmo dia de verão que Tallahassee, Flórida tem 14.

De fato, durante o verão no Polo Norte,

o sol nunca se põe.

Ok, então, trata-se apenas de horas de luz diária, Entendi!

Bem, não, há outra peça importante neste quebra-cabeça.

Se as horas de luz diária fosse a única coisa

a determinar a temperatura média,

não seria o Polo Norte o lugar mais quente

da Terra no verão do hemisfério norte

já que ele recebe 24 horas de luz diária

nos meses próximos ao solstício de verão?

Mas ele é o Polo Norte.

Ainda há icebergs no mar

e neve no solo.

Então, o que acontece?

A Terra é uma esfera,

e então, o montante de energia solar que uma área recebe

muda baseado na altura do sol no céu,

o qual, como se sabe, muda durante o dia

entre o amanhecer e o entardecer.

Mas, a altura máxima também muda durante o ano,

com a maior altura solar durante os meses de verão

e a mais alta de todas ao meio-dia do solstício de verão,

que é em 21 de junho no hemisfério norte

e em 21 de dezembro no hemisfério sul.

Isso porque quando a Terra gira,

o hemisfério norte se inclina para longe

do Sol durante o inverno

e em direção ao Sol no verão,

o que posiciona o Sol mais diretamente acima

por longos períodos de tempo.

Lembra aquelas horas a mais de luz diurna no verão?

E a energia solar por km² aumenta

à medida que o Sol fica mais alto no céu.

Então, quando o Sol está em um ângulo,

o montante de energia recebida

por cada quadrado de área de luz solar é menor.

Portanto, ainda que o Polo Norte esteja recebendo 24 horas

de luz diária para aquecer,

a luz solar recebida é muito espalhada

e transmite menos energia do que em um lugar mais ao sul,

em que o sol está mais elevado no céu

por estar mais inclinado em direção ao sol.

Além disso, o Polo Norte tem muito o que compensar.

Ele esteve esfriando sem luz solar

por 6 meses direto.

Então, quando as estações mudarem, onde quer que esteja,

agora, você pode apreciar não apenas a beleza de cada nova estação

mas também a complexidade astronômica

que as trazem até você.