Perché d'estate le giornate sono più lunghe (e che cos'è il sole di mezzanotte)
Come l'inclinazione di 23,4° dell'asse terrestre rende lunghe le giornate estive e corte quelle invernali, quanto questo dipende da dove vivi e perché ai poli ci sono mesi di sole di mezzanotte e di notte polare.
Nel giorno più lungo dell’anno Londra ha quasi 16 ore e 40 minuti di luce; in quello più corto, meno di 8 ore. Vicino all’equatore la differenza è di pochi minuti. Il motivo è una semplice questione di geometria: l’asse terrestre è inclinato.
L’inclinazione, non la distanza
L’asse terrestre è inclinato di circa 23,4° rispetto all’orbita e continua a puntare nella stessa direzione nello spazio (verso la Stella Polare) per tutto l’anno. Mentre la Terra gira intorno al sole:
- a giugno l’emisfero boreale è inclinato verso il sole,
- a dicembre è inclinato in direzione opposta.
La distanza dal sole cambia molto meno di quanto si pensi: circa il 3% nel corso dell’anno, e la Terra è in realtà più vicina all’inizio di gennaio, in pieno inverno boreale. L’inclinazione conta molto di più, e in due modi.
Perché l’inclinazione allunga le giornate
Immagina di seguire un parallelo, per esempio quello a 50° N, mentre la Terra ruota. La linea che separa il giorno dalla notte (il terminatore) divide quel cerchio in una parte diurna e una notturna. A giugno, poiché il nord è inclinato verso il sole, il terminatore è inclinato in modo che più della metà del cerchio sia illuminata: circa due terzi a 50° N, cioè circa 16 ore. A dicembre è il contrario, e solo un terzo circa è illuminato.
All’equatore il terminatore divide sempre il cerchio a metà, quindi le giornate restano vicine alle 12 ore tutto l’anno. Verso i poli l’effetto aumenta, fino a quando interi paralleli sono completamente illuminati o completamente al buio.
| Coordinate | Solstizio di giugno | Equinozio di marzo | Solstizio di dicembre |
|---|---|---|---|
| 0° N | 12 h 7 min | 12 h 7 min | 12 h 8 min |
| 20° N | 13 h 21 min | 12 h 7 min | 10 h 55 min |
| 40° N | 15 h 1 min | 12 h 8 min | 9 h 20 min |
| 50° N | 16 h 22 min | 12 h 10 min | 8 h 4 min |
| 60° N | 18 h 52 min | 12 h 13 min | 5 h 52 min |
| 66.6° N | tutto il giorno | 12 h 16 min | 2 h 7 min |
| 70° N | tutto il giorno | 12 h 18 min | nessuna |
Perché l’estate è anche più calda
L’inclinazione cambia anche l’angolo della luce solare. D’estate il sole è più alto nel cielo, quindi ogni metro quadrato di suolo riceve più energia e la luce attraversa meno atmosfera. Giornate più lunghe e luce più diretta, insieme, rendono calda l’estate. Se le settimane più calde arrivano a luglio e agosto anziché al solstizio, è perché la terraferma e soprattutto gli oceani impiegano settimane a scaldarsi.
Sole di mezzanotte e notte polare
Il Circolo polare artico si trova a circa 66,6° N (90° − 23,4°). A nord di esso, per almeno un giorno intorno al solstizio di giugno, il sole resta sopra l’orizzonte per 24 ore: è il sole di mezzanotte. Per almeno un giorno intorno al solstizio di dicembre non sorge affatto: è la notte polare.
- Sul Circolo polare artico questo dura circa uno o due giorni (un po’ di più per il sole di mezzanotte, perché la rifrazione solleva il sole).
- A Tromsø (69,6° N) il sole di mezzanotte dura all’incirca dal 20 maggio al 22 luglio e la notte polare da fine novembre a metà gennaio.
- Al Polo Nord il sole sorge una sola volta all’anno, intorno all’equinozio di marzo, e tramonta una sola volta, intorno all’equinozio di settembre.
La notte polare raramente è del tutto buia: a mezzogiorno il sole si trova solo pochi gradi sotto l’orizzonte, quindi ci sono ore di crepuscolo.
Quanto velocemente cambia la durata del giorno
La durata del giorno non cambia in modo uniforme. Cambia più rapidamente intorno agli equinozi e più lentamente intorno ai solstizi. A 46° N (per esempio a Lubiana) le giornate si allungano di circa 3 minuti al giorno a fine marzo e solo di pochi secondi al giorno a metà giugno.
Il calcolatore della durata del giorno disegna questa curva per qualsiasi luogo e ti permette di confrontare due località, per esempio la tua città e una città molto più a nord o più a sud.
Domande frequenti
D'estate le giornate sono più lunghe perché la Terra è più vicina al sole?
No. In realtà la Terra è più vicina al sole all'inizio di gennaio, durante l'inverno dell'emisfero boreale. Le stagioni e la durata del giorno sono causate dall'inclinazione dell'asse terrestre.
Dove le giornate hanno la stessa durata tutto l'anno?
All'equatore le giornate durano circa 12 ore e 7 minuti per tutto l'anno. I pochi minuti in più derivano dalla rifrazione atmosferica e dalle dimensioni del disco solare.
Che cos'è il sole di mezzanotte?
A nord del Circolo polare artico (circa 66,6° N) e a sud del Circolo polare antartico, il sole non tramonta affatto per almeno un giorno intorno al solstizio d'estate. Più ci si avvicina al polo, più a lungo dura, fino a circa sei mesi ai poli stessi.
Quanto velocemente si allungano le giornate in primavera?
Più rapidamente intorno agli equinozi. A 50° N a fine marzo le giornate si allungano di circa quattro minuti al giorno; a 60° N di circa sei minuti. Intorno ai solstizi la variazione rallenta a pochi secondi al giorno.