Estações do ano, Equinócio, Solstício e Trópicos e Câncer e Capricórnio

Sendo eu um estudante de física interessado em astronomia, às vezes sou abordado com questões como: “porque existem as estações do ano?”, “porque as estações começam nos solstícios e equinócios?”, “que relação têm as estações com a inclinação do eixo da Terra?”.

Considero esse tema muito interessante, mas uma reflexão pautada apenas em conhecimentos astronômicos poderia levar a conclusões equivocadas sobre as datas já estabelecidas para o início das estações (cujo dia e hora exatos variam de um ano para outro). Nomeadamente, para o hemisfério Sul: a primavera em 23 de setembro, no equinócio; o verão em 21 de dezembro, no solstício de verão; o outono em a 20 de março, no equinócio; o inverno em 21 de junho, no solstício de inverno.

Conceito chave para se compreender as estações, está a alternância entre equinócios e solstícios. Recorreremos a algumas ilustrações para entender melhor esses conceitos:

Percebemos, com a figura acima, que a Terra ao girar em torno do Sol mantém seu eixo de inclinação (aproximada de 23,5 graus) sempre “apontando” na mesma direção. Esse evento faz com que, entre o equinócio de outono e o equinócio de primavera, a radiação solar incida mais diretamente sobre o hemisfério norte, ou seja, entre esse período a porção norte do planeta estará esquentando, enquanto a porção sul estará esfriando.

Abaixo, uma ilustração em que podemos entender melhor os motivos desse fenômeno:

Como se pode ver, quanto menor a angulação de incidência da luz solar, maior a área atingida por uma mesma quantidade de radiação, o que diminui sua densidade no solo e justifica a diferença temperaturas observada.

Seguindo ainda o raciocínio anterior, percebemos que entre o equinócio de primavera e o equinócio de outono, a radiação solar incide mais diretamente sobre o hemisfério sul. Com isso compreendemos, por exemplo, o motivo de enquanto ser inverno no Sul, ser verão no Norte.

Nesse cenário, os solstícios de inverno e verão marcam os dias que têm menor e maior duração (para o hemisfério sul), respectivamente. Já os equinócios são os dois dias que têm 12h de luz e 12h de noite, e os únicos dois dias do ano em que o Sol nasce no Leste e se põe no Oeste (ao contrário do mito popular que diz ser constante essa posição).

Abaixo, uma seqüência de fotografias (você pode clicar!) onde é possível verificar esse fato (fotos tiradas por Maria de Fátima Oliveira Saraiva, entre 21 jun. de 2003 e 21 mar. de 2004):

Na primeira das fotos, tirada em junho (próxima ao solstício de inverno), o Sol de põe no ponto 1, e apresenta deslocamento máximo em direção nordeste. Na quarta das fotos, em dezembro (próximo ao solstício de verão), o Sol se põe no seu deslocamento máximo à sudeste. Depois disso, retorna em direção ao leste (ponto 2), que marca o equinócio, apresentado na quinta fotografia. Obviamente, trata-se de um ciclo anual.

Essas datas e posições, que surgem dos solstícios, são tão importantes que definem o posicionamento dos Trópicos de Câncer e Capricórnio.

É no solstício de verão (21/12) que o Sol está sobre o Trópico de Capricórnio, e as cidades que são cortadas por essa linha imaginária são as últimas cidades ao Sul que podem ter o Sol diretamente no ponto mais alto do céu (zênite), o que acontece exatamente nesse dia. Abaixo dessa latitude o Sol nunca estará tão alto.

O solstício de verão marca também o dia mais longo do ano (e o solstício de inverno o mais curto). Isso porque é nessa data que o Sol permanece durante mais tempo no céu, devido, inclusive, ao local de seu nascimento no horizonte, como a figura abaixo sugere:

A figura mostra o movimento aparente do Sol, e a julgar pela sua posição no dia do solstício de verão, concluímos que o ponto em questão está sobre um dos trópicos.

Neste momento, é justo perguntar: “e o que as estações do ano têm a ver com isso?”.

Bem... se os dias anteriores e posteriores ao solstício de verão (adotado aleatoriamente como exemplo) têm uma duração menor que o dia do próprio solstício, então esse deveria ser o dia mais quente do ano, certo? E o dia mais quente do ano deveria acontecer bem à meio do verão, certo? ... a primeira vista, está certo, e o verão deveria começar 45 dias antes do solstício, por volta de 6 de novembro. Entretanto, não é assim. Por quê?

O dia mais quente do ano acontece, geralmente, apenas um mês depois do solstício, pois a atmosfera demora certo tempo para esquentar. Assim, o dia mais quente não é o mais longo, apesar da maior quantidade de radiação incidente.

Outra questão para demarcar o início do verão como sendo no solstício, é que este dia pode ser identificado com instrumentos de medida rudimentares e, historicamente, passou-se a utilizá-lo para reger a agricultura. Essa parece ser uma das possíveis utilizações, por exemplo, da Stonehenge.

Espero que as informações tenham sido úteis. Qualquer sugestão sobre adaptações didáticas ou tópicos de conteúdo, podem ser prontamente sinalizadas.

Thanks to @mendesgabriel, que incentivou fortemente esse post.

Mês de abril de 2010 foi o abril mais quente do século

A NOAA - National Oceanic & Atmospheric Administration - é um órgão que faz parte do Departamento de Comércio dos EUA e que tem como uma de suas missões entender e prever mudanças climáticas na Terra.

Regularmente este órgão publica notas, artigos e análise de dados de seus monitoramentos, e um deles me chamou a atenção. Abaixo uma imagem bem alusiva (sugiro que você clique nela).

Como se pode ver há muitos pontos vermelhos, indicando um aumento da temperatura relativamente aos registro médios entre 1971 e 2000 para o mês de abril. Há tantos deles que as temperaturas médias combinadas dos oceanos e superfície foram suficientes para quebrar o recorde da maior para o mês de abril do século 20, com 14.5°C (0.76°C acima do recorde anterior). Na verdade, foram quebrados também os recordes para as medições individuas das temperaturas de superfície e oceânicas, e não só a combinada.

Outras análises indicam que a área coberta pelo gelo do Oceano Ártico (o que fica no norte) está pela 11º vez consecutiva abaixo da média obtida entre os anos de 1979 e 2000, e sua espessura está reduzida em torno de 40% dos registros históricos.

Dentre as implicações óbvias para o ecossistema da região, o degelo implica uma menor quantidade de radiação refletida ao espaço (a neve, por ser "branca", reflete mais luz), significando um fator a mais para o aquecimento do planeta. A meu ver, evento correlato ao aquecimento global.

20 Maneiras de Ser Criativo

Numa de minhas pesquisas em bibliotecas públicas, encontrei um papel amarelado pelo tempo, dobrado em um dos livros, datando de 86. Tirei uma cópia e o devolvi exatamente como estava, imaginando que outro ainda pudesse tirar proveito desse achado. Gosto muitissímo desse texto.

Abaixo a transcrição:

Título: 20 Maneiras de Ser Criativo.
Por Whitt Northmore Schultz - Universidade de Buffalo.
Impresso na Folha de São Paulo de 01/06/1986.

1. Saiba que há um tesouro em sua cabeça.
2. Todo dia escreva pelo menos uma ideia sobre estes assuntos: como eu posso fazer meu trabalho melhor; como eu poderia ajudar outras pessoas; como eu posso ajudar empresa.
3. Escreva seus objetivos especiais de vida. Carregue no bolso, sempre.
4. Faça anotações. Não saia de casa sem papel e lápis. Anote tudo, não confie na memória.
5. Armazene ideias. Coloque em cada pasta um assunto. Ideias para a casa, para aumentar a sua eficiência no trabalho, para ganhar mais dinheiro.
6. Observe tudo cuidadosamente. Observe e absorva. Aproveite o que você observa. Observe tudo como se fosse a última vez que você fosse ver.
7. Desenvolva uma forte curiosidade sobre pessoas, coisas, lugares. Ao falar com outra pessoa faça com que ela se sinta importante.
8. Aprenda a escutar e ouvir, tanto com os olhos quanto com os ouvidos.
9. Descubra novas fontes de ideias. Através de novas amizades, de novos livros, de assuntos diversos e até de artigos como este que você está lendo.
10. Compreenda primeiro. Depois julgue.
11. Mantenha o sinal verde de sua mente sempre ligado e aberto.
12. Procure ter uma atitude positiva e otimista. Isso ajuda você a realizar seus objetivos.
13. Escolha uma hora e um lugar para pensar alguns minutos, todos os dias.
14. Ataque seus problemas com maneiras ordenadas. Uma delas é descobrir qual é realmente o problema, se não você não vai achar a solução. Faça seu subconsciente trabalhar. Ele pode e precisa. Dia e noite. Fale com alguém sobre a ideia, não a deixe morrer.
15. Construa grandes ideias a partir de pequenas ideias. Associe ideias. Combine. Adapte. Modifique. Aumente. Diminua. Substitua. Reorganize-as. E finalmente, inverta as ideias que você tem.
16. Evite coisas que enfraqueçam o cérebro: barulho, fadiga, negativismo, dietas desequilibradas, excessos em geral.
17. Crie grandes metas. Grandes objetivos.
18. Aprenda a fazer perguntas que desenvolvam o seu cérebro: Quem, Quando, Onde, O quê, Por quê, Qual, Como.
19. Lembre-se de que uma ideia razoável colocada em ação é muito melhor que uma grande ideia arquivada.
20. Use o seu tempo ocioso com sabedoria. Lembre-se de que a maior parte das grandes ideias, os grandes livros, as grandes composições musicais, as grandes invenções foram criadas no tempo “ocioso” dos seus criadores.