O céu — astronomia

Por que temos estações do ano

As estações existem porque o eixo da Terra é inclinado cerca de 23,4° em relação ao plano da sua órbita. Enquanto giramos em torno do Sol, cada hemisfério recebe alternadamente luz solar mais direta ou mais inclinada, e dias mais longos ou mais curtos. A distância até o Sol tem papel pequeno: a Terra está mais próxima dele no início de janeiro, quando é inverno no norte.

Todos os anos passamos por meses quentes e frios, dias longos e curtos. É tentador pensar que o verão acontece quando a Terra está mais perto do Sol. A ciência dá uma resposta diferente e mais interessante: as estações são causadas pela inclinação do eixo da Terra.

O mito da distância

A órbita da Terra em torno do Sol é quase circular, mas não perfeita. Ela é uma elipse leve. No início de janeiro a Terra está no periélio (o ponto mais próximo do Sol), a cerca de 147 milhões de quilômetros. No início de julho chega ao afélio (o ponto mais distante), a cerca de 152 milhões de quilômetros. A diferença é de aproximadamente 3%.

Se a distância determinasse as estações, o Hemisfério Norte teria verão em janeiro. Na realidade, lá é inverno. Esse fato já mostra que a causa está em outro lugar. A distância tem um pequeno efeito na energia total recebida, mas não explica por que o verão e o inverno se alternam.

Outra pista: se a distância fosse a causa, o planeta inteiro teria verão ao mesmo tempo. No entanto, a Austrália e a Europa têm estações opostas.

A inclinação do eixo

A Terra gira em torno de um eixo imaginário inclinado cerca de 23,4° em relação à perpendicular do plano da sua órbita (o caminho do Sol pelo nosso céu chama-se eclíptica). Ao longo do ano, o eixo aponta quase sempre na mesma direção no espaço, para a região da Estrela Polar. Em períodos muito longos essa direção muda devagar, tema tratado no artigo sobre precessão.

Disso resultam dois efeitos:

• Altura do Sol. Quando o Hemisfério Norte se inclina em direção ao Sol, a luz chega num ângulo mais alto. A mesma luz se concentra numa área menor, e o solo esquenta mais. Quando se inclina para longe, a luz chega num ângulo mais baixo, se espalha por uma área maior e é mais fraca.
• Duração do dia. No verão o Sol percorre um arco mais alto e permanece mais tempo acima do horizonte. Há mais tempo para aquecer e menos para esfriar à noite. No inverno ocorre o oposto.

Nos dois solstícios (por volta de 21 de junho e 21 de dezembro) um hemisfério está o mais inclinado possível em direção ao Sol, e o outro o mais afastado. Você pode saber mais no artigo sobre o solstício. Nos dois equinócios (por volta de 20 de março e 22–23 de setembro) o eixo não está inclinado nem para o Sol nem para longe dele, e o dia e a noite têm duração quase igual. Veja o artigo sobre o equinócio.

A inclinação também explica por que, perto do equador, a duração do dia fica em torno de 12 horas o ano todo e as estações são suaves. Perto dos polos as diferenças são maiores: há períodos de dia polar, em que o Sol não se põe, e de noite polar, em que ele não nasce. As latitudes de cerca de 23,4° norte e sul, os trópicos, marcam os limites em que o Sol pode ficar a pino ao meio-dia.

Estações opostas nos dois hemisférios

Quando o Hemisfério Norte está inclinado em direção ao Sol, o Hemisfério Sul está inclinado para longe. Assim, as estações são invertidas:

• em junho, julho e agosto é verão no norte e inverno no sul;
• em dezembro, janeiro e fevereiro é inverno no norte e verão no sul.

O Natal no Brasil, na Austrália ou na África do Sul acontece em pleno verão. Mesmo com o periélio ocorrendo no início de janeiro, esse padrão não muda. A causa do verão no sul continua sendo a inclinação, e os grandes oceanos do Hemisfério Sul ainda suavizam qualquer pequena diferença causada pela distância.

A inclinação não é exclusiva da Terra. Marte tem inclinação de cerca de 25° e também tem estações. Urano é tão inclinado que praticamente rola de lado em torno do Sol, o que lhe dá estações extremas. Mercúrio tem uma inclinação muito pequena e, essencialmente, não tem estações desse tipo.

Estações e o céu noturno

As estações também aparecem no céu noturno. Conforme a Terra viaja em torno do Sol, à noite ficamos voltados para uma parte diferente da esfera celeste, então as constelações que vemos mudam ao longo do ano.

No Hemisfério Norte, Órion domina as noites de inverno, enquanto as noites de verão têm o Triângulo de Verão, formado por estrelas brilhantes de três constelações diferentes. Veja também nosso guia sobre como observar o céu.

Sua latitude também define quais partes do céu você alcança. Observadores no Hemisfério Sul veem constelações escondidas das latitudes médias do norte, como o Cruzeiro do Sul. As noites de inverno são mais longas, o que dá mais horas escuras para observar as estrelas, ainda que faça mais frio.

O próprio Sol também se desloca: no verão ele nasce e se põe mais ao norte no horizonte, e no inverno mais ao sul (no Hemisfério Norte). Marque um ponto no seu horizonte ao longo de alguns meses e você verá o Sol se mover.

Resumindo

• As estações vêm da inclinação do eixo da Terra, de cerca de 23,4°, e não da distância até o Sol.
• A Terra está mais próxima do Sol no início de janeiro, quando é inverno no norte.
• Os dois hemisférios têm estações opostas.
• A inclinação muda a altura do Sol e a duração do dia e, com isso, a quantidade de calor recebida.
• O céu noturno também muda ao longo do ano, outro sinal da nossa órbita em torno do Sol.

Para uma visão mais ampla do nosso planeta, leia o artigo sobre a Terra.

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