O
MOVIMENTO ANUAL DO SOL
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O movimento do Sol para um observador
em repouso na superfície
da Terra - isto é, tomando-se
como referencial um sistema fixo
na superfície da Terra -
é conhecido com bastante
detalhes desde a Antigüidade.
Esse movimento depende da latitude
na qual o observador se encontra.
A latitude é a distância
angular que separa um ponto da superfície
da Terra do plano equatorial terrestre.
Para uma determinada latitude, esse
movimento varia ao longo do ano.
É fácil observarmos
algumas características desta
variação:
" no hemisfério Sul,
as sombras sempre apontam para o
Sul e no hemisfério Norte
sempre apontam para o Norte
" as sombras ao meio-dia, durante
o Inverno, são muito mais
longas do que no Verão
" no Inverno o Sol permanece
visível no céu durante
um tempo menor do que no Verão
" as posições
do nascente e do poente se encontram
mais ao Norte no Inverno do que
no Verão.
O movimento do Sol possui inúmeras
conseqüências importantes.
Apenas para citar alguns exemplos,
ele é responsável
pelas Estações Climáticas,
pode ser utilizado na determinação
da latitude e da direção
Norte-Sul geográfica, deve
ser tomado em conta no planejamento
de habitações e cidades
e, historicamente, foi utilizado
por Eratóstenes (bibliotecário
da grande coleção
de manuscritos de Alexandria) no
século III a.C. na determinação
do diâmetro da Terra.
A Eclíptica e as Estações
do Ano
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Devido ao movimento de translação
da Terra em torno do Sol, o Sol
aparentemente se move entre as estrelas,
ao longo do ano, descrevendo uma
trajetória na esfera celeste
chamada Eclíptica. A Eclíptica
é um círculo máximo
que tem um inclinação
de 23 graus e 27 minutos em relação
ao Equador Celeste. É esta
inclinação que causa
as Estações do ano.
As
Estações do Ano no
hemisfério Sul (fig 1.1)
Uma
observação simples
que permite "ver" o movimento
do Sol durante o ano é através
do gnômon. Um gnômon
nada mais é do que uma haste
vertical fincada no solo. Durante
o dia, a haste, ao ser iluminada
pelo Sol, forma uma sombra cujo
tamanho depende da hora do dia e
da época do ano. A direção
da sombra ao meio-dia real local,
que NÃO é necessariamente
o meio-dia marcado pelo relógio,
nos dá a direção
Norte-Sul. Ao longo de um dia, a
sombra é máxima no
nascer e no ocaso do Sol, e é
mínima ao meio-dia. Ao longo
de um ano, considerando-se sempre
a mesma hora do dia, a sombra é
máxima no solstício
de inverno e mínima no solstício
de verão. A bissetriz marca
o tamanho da sombra nos equinócios.
Foi observando a variação
do tamanho da sombra do gnômom
ao longo do ano (fig 1.2) que os
antigos determinaram o comprimento
do ano das estações,
o chamado ano tropical.
Embora a órbita da Terra
em torno do Sol seja uma elipse,
e não um círculo,
a distância da Terra ao Sol
varia somente 3%, sendo que a Terra
está mais próxima
do Sol em janeiro. Mas é
fácil lembrar que o hemisfério
norte da Terra também está
mais próximo do Sol em janeiro
e é inverno lá.
Variação
do tamanho da sombra durante o ano
(fig 1.2)
A
causa das estações
é a inclinação
do eixo de rotação
da Terra com relação
à sua órbita. Este
ângulo, chamado de obliquidade
(inclinação da órbita
da Terra em torno do Sol, eclíptica,
em relação ao equador
da Terra), é de 23º
27'. Devido a esta inclinação,
à medida que a Terra orbita
em torno do Sol, os raios solares
incidem mais diretamente sobre um
dos hemisférios, proporcionando
mais horas com luz durante o dia
sobre este hemisfério e,
portanto, aquecendo-o mais (veja
a fig 1.1).
No Equador todas as estações
são muito parecidas: todos
os dias do ano o Sol fica 12 horas
acima do horizonte e 12 horas abaixo
do horizonte. A única diferença
é a altura do Sol: ao redor
de 21 de junho o Sol cruza o meridiano
23º 27' ao norte do Zênite,
ao redor de 23 de setembro o Sol
cruza o meridiano 23º 27' ao
sul do Zênite e, no resto
do ano, ele cruza o meridiano entre
esses dois pontos. Portanto a altura
do Sol ao meio-dia no Equador não
muda muito ao longo do ano e, conseqüentemente,
não existe muita diferença
entre inverno, verão, primavera
ou outono.
À medida que nos afastarmos
do Equador, as estações
ficam mais acentuadas. A diferença
torna-se máxima nos pólos.
Na
Terra, a região entre as
latitudes -23,5° e +23,5°
é chamada de região
tropical. Nesta região, o
Sol passa pelo zênite pelo
menos uma vez por ano. Fora desta
região o Sol não passa
pelo zênite. A linha de latitudes
66,5° é chamada de Círculo
Polar, norte ou sul. Acima desta
linha, o Sol está sempre
acima do horizonte no verão
e sempre abaixo do horizonte no
inverno.
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FONTES
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Kepler de Souza Oliveira Filho da
UFRGS - Movimento Anual do Sol e
as Estações do Ano.
De Fernando Lang da Silveira da
UFRGS - O movimento anual do Sol
em Porto Alegre.
