As razões das estações — Rebecca Kaplan

Vejam a lição completa em: http://ed.ted.com/lessons/reasons-for-the-seasons-rebecca-kaplan

Porque é que algumas regiões têm sempre calor enquanto outras se debatem com temperaturas geladas e neve? E porque e que as estações estão ao contrário nos dois hemisférios? Rebecca Kaplan explica como a forma da órbita da Terra em volta do Sol e a inclinação do eixo da Terra afeta a quantidade da luz solar que cada região recebe.

Lição de Rebecca Kaplan, animação de Marc Christoforidis.

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.