Può capitare di saper dare risposte davvero molto erudite a domande complesse e nel contempo cadere su quelle più semplici. Una tra le domande che spesso i bambini possono fare (ma anche alcuni adulti) riguarda il perché esistano le stagioni. Non quante siano, non quale sia l’ordine o la data in cui arrivano, ma perché arrivano.
Il motivo principale è legato di certo all’orbitare della terra intorno al sole che attraverso il moto di rivoluzione, compie un giro completo. Tuttavia, l’alternanza delle stagioni è il frutto di un particolare aspetto del nostro pianeta: l’inclinazione del suo asse.
Il pianeta terra descrive sì, un’orbita ellittica, ma con l’asse inclinato di 23 gradi. E sono proprio quei 23 gradi a determinare il cambiamento delle stagioni, cambiando l’angolo di incidenza dei raggi solari che arrivano sulla superficie terreste. Durante l’inverno, quindi, i raggi solari toccano la superficie con un’inclinazione maggiore rispetto all’orizzonte, determinando perciò un minore irraggiamento, con atmosfera e superficie che acquisiscono meno calore, facendo diventare tutto l’emisfero più freddo.
Se invece in quell’emisfero è estate, i raggi arrivano sulla superficie in maniera quasi perpendicolare rispetto all’orizzonte e perciò sia l’atmosfera che il terreno assorbono più calore, determinando quindi un consistente aumento di temperatura. L’effetto delle stagioni è ovviamente sempre più visibile arrivando verso i poli, poiché, a causa proprio della diversa inclinazione della terra rispetto ai raggi solari, le condizioni di irraggiamento e la differenza di calore assorbito, cambiano drasticamente al mutare della latitudine.
Ovviamente il ciclo delle stagioni di un emisfero è opposto a quello dell’altro: se nell’emisfero boreale sarà autunno, in quello astrale ci sarà la primavera, così come se sarà estate in quello australe, nel boreale sarà inverno.
La precisa inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano dell’orbita ellittica è di 23°27′. Ma ammettiamo per un attimo che invece l’asse sia perpendicolare all’orbita. Cosa succederebbe?
Semplicemente non esisterebbero le stagioni astronomiche così come le conosciamo.
Questo perché l’esposizione alla luce e al calore in una certa zona del pianeta sarebbe identica durante tutto l’anno.
I poli sarebbero perennemente freddi con il sole sempre sulla linea dell’orizzonte, mentre l’equatore, con la stella sempre allo zenit riceverebbe il massimo grado di irraggiamento. I tropici, ovvero le latitudini più vicine all’equatore in cui il sole può arrivare allo zenit e i circoli polari ossia le latitudini più vicine ai poli in cui permane almeno un giorno senza luce, non esisterebbero affatto.
Le condizioni climatiche verrebbero determinate solo dalla latitudine e non dal periodo dell’anno e la notte e il giorno avrebbero uguale durata in qualsiasi punto del globo terrestre, eliminando perciò i solstizi, che verrebbero soppiantati da un perpetuo equinozio, fatta eccezione per i due poli. Le potenziali variazioni climatiche sarebbero il frutto degli spostamenti delle masse d’aria dalle regioni a diversa temperatura ma non si potrebbe affatto chiamarle stagioni meteorologiche.
Perciò, è grazie all’inclinazione dell’asse terrestre se nel giorno del solstizio d’estate, l’emisfero boreale percepisce il massimo del calore solare mentre quello australe ne riceve il minimo, determinando, nello stesso giorno il solstizio d’inverno.
C’è da dire però che di solito i solstizi non rappresentano affatto il grado minimo e massimo di irraggiamento solare, poiché la grande massa d’acqua presente sulla terra agisce con intento termoregolatore che riscalda o raffredda più lentamente il pianeta in virtù dell’altissima capacità termica rappresentata dal mare che dimora su oltre il 70% della superficie terrestre.
Prima però abbiamo accennato a un’importante caratteristica dell’orbita terrestre. Essa non è circolare, bensì ellittica con il sole in uno dei suoi fuochi.
Perciò, durante l’anno, il pianeta passa dal perielio (la distanza minima che intercorre tra la terra e il sole) all’afelio (la distanza massima tra la terra e il sole).
Nell’inverno boreale (estate australe quindi) il perielio viene raggiunto circa all’inizio di gennaio, mentre l’afelio accade in concomitanza con l’inverno australe (estate boreale) agli inizi di luglio.
Ci sarebbe da dire di certo molto altro, potremmo ad esempio parlare dei cicli di Milanković e di come questi abbiano effetti collettivi sul clima, dipendenti dalle variazioni dei movimenti della Terra ma entreremmo in un argomento decisamente più complesso. Tuttavia, almeno alla domanda iniziale dovreste a questo punto saper rispondere con molta tranquillità e dimostrando delle conoscenze astronomiche e scientifiche molto dettagliate in tema di stagioni!
Per maggiori dettagli su altre risposte scientifiche puoi andare sul blog dei perché Interrogati
