translação e rotação da Terra e as estações do ano

Apresentação em tema: "translação e rotação da Terra e as estações do ano"— Transcrição da apresentação:

1 translação e rotação da Terra e as estações do ano
A Terra no seu movimento de translação em redor do Sol descreve uma órbita elíptica onde o Sol ocupa um dos focos da elipse, encontrando-se o outro vazio. Daqui resulta que a distância do nosso planeta ao Sol varia durante todo o ano, o mesmo se aplica aos outros planetas do Sistema Solar, sendo a variação da distância função da excentricidade da elipse. Ao ponto mais próximo da órbita que o corpo descreve em relação ao Sol, dá-se o nome de periélio (perto), ao ponto da órbita mais afastado dá-se o nome de afélio (afastado). Para o caso da Terra, as diferenças de distância entre esses pontos é apresentada em seguida

2 translação e rotação da Terra e as estações do ano
Assim, a Terra no periélio, em Janeiro, está km mais próxima do Sol do que em Julho, quando está no afélio. No entanto não é este fenómeno a causa das estações do ano.

3 translação e rotação da Terra e as estações do ano
A variação anual da distância da Terra ao Sol contribui apenas com uma pequena diferença na quantidade de radiação solar captada pela superfície da Terra. No hemisfério Norte, é Inverno quando a Terra se encontra no periélio e Verão quando se encontra no afélio. A causa das estações do ano tem origem na acção conjunta do movimento de translação da Terra e da inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da sua órbita. O eixo imaginário que passa pelos pólos da Terra faz um ângulo de 23,5º com a perpendicular ao plano da sua órbita – plano da eclíptica. Este ângulo denomina-se ângulo de inclinação do eixo da Terra, e aponta na direcção da estrela polar da constelação da Ursa Menor, estrela que nos indica a direcção do Norte geográfico.

4 translação e rotação da Terra e as estações do ano
,5º Raios solares ,5º A Terra, à medida que avança na sua órbita em torno do Sol, vai rodando em volta do seu eixo imaginário. Este movimento de rotação origina a sucessão dos dias e das noites, e tem o sentido Oeste–Este, sendo essa a razão do movimento aparente das estrelas se fazer no sentido contrário, Este– Oeste.

5 translação e rotação da Terra e as estações do ano
A inclinação do eixo terrestre tem duas consequências: a primeira diz respeito à variação do número de horas de exposição solar a que qualquer dos hemisférios da Terra fica sujeito à medida que esta descreve a sua órbita anual em torno do Sol. A segunda diz respeito ao modo diferente como os raios solares incidem sobre cada um dos hemisférios. Podemos comparar o nosso planeta a uma bailarina ligeiramente inclinada que dá voltas em torno de si própria e ao mesmo tempo anda em volta de um ponto do palco. O movimento da Terra em redor do Sol é facilmente perceptível na apresentação seguinte.

6 147 500 000 km 152 500 000 km 20 de Março; Equinócio da Primavera
O dia é igual à noite km 21 de Junho; Solstício do Verão - O dia mais longo do ano. 22 de Dezembro; Solstício do Inverno - O dia mais curto do ano. km 23 de Setembro; Equinócio do Outono O dia é igual à noite

7 translação e rotação da Terra e as estações do ano
Nota-se à primeira vista que a Terra conserva sempre o seu eixo de rotação voltado para o mesmo lado, ou seja, paralelo a si mesmo, mantendo sempre a mesma inclinação em relação à perpendicular ao plano orbital. No hemisfério Norte, à medida que a Terra se aproxima do afélio, o eixo de rotação da Terra inclina-se cada vez mais na direcção do Sol o que faz com que a luz solar se estenda cada vez mais para lá do Pólo Norte. Desta forma, todo o hemisfério Norte vai tendo os dias cada vez maiores e as noites cada vez mais breves, o hemisfério Norte caminha para o Verão. Num determinado ponto da trajectória, quando a inclinação do eixo em direcção ao Sol é máxima (23,5º), está-se no Solstício de Verão. Inicia-se o Verão com o dia mais longo e a noite mais breve do ano. No hemisfério Norte, ao passo que a Terra se aproxima do periélio, o eixo da Terra vai-se inclinando cada vez mais no sentido oposto ao Sol, os dias vão-se tornando cada vez menores e as noites cada vez maiores. O Inverno começa quando a Terra num determinado ponto da sua trajectória, apresenta o seu eixo com o máximo de inclinação no sentido oposto ao Sol, é o Solstício de Inverno, nesta altura do ano o hemisfério Norte fica sujeito ao menor número de horas de exposição solar anual e à noite mais longa de todo o ano.

8 translação e rotação da Terra e as estações do ano
Na figura é possível observar que o Pólo Norte está iluminado durante seis meses e não o está durante outros seis, o mesmo se passa com o Pólo Sul em meses diferentes. É também visível que em duas posições da Terra durante o seu movimento de translação, o hemisfério iluminado passa exactamente pelos dois pólos, estas posições correspondem aos Equinócios da Primavera e do Outono, em que as 24 horas do dia são divididas em duas partes iguais em todos os lugares da Terra. No hemisfério Sul tudo se passa ao contrário. Ao Solstício de Verão no hemisfério Norte, corresponde o Solstício de Inverno no hemisfério Sul, e ao Solstício de Inverno no hemisfério Norte, corresponde o Solstício de Verão no hemisfério Sul. No entanto como a diferença da distância da Terra ao Sol de Janeiro a Julho é ainda assim bastante diferente, os verões no hemisfério Sul são mais quentes e os invernos mais frios, do que no hemisfério Norte.

9 translação e rotação da Terra e as estações do ano
Na apresentação seguinte, notamos que um lugar marcado por um quadrado amarelo no 3º círculo de latitude a contar do Pólo Norte, não chega a ter mais do que oito horas de dia em Dezembro. Nesta altura do ano, a Terra está muito perto da posição mais próxima do Sol (periélio) - Solstício de Inverno. Em Junho, quando a Terra se encontra próxima da posição mais afastada do Sol (afélio), o mesmo lugar tem um pouco mais de catorze horas de exposição solar, é o Solstício de Verão. É esta diferença acentuada de exposição solar para um mesmo lugar da Terra, determinada pela acção conjunta da inclinação do eixo da Terra e do movimento desta em redor do Sol, uma das causas que originam as estações do ano na Terra. Não é a maior ou menor proximidade da Terra ao Sol o factor que determina a variação de temperatura sazonal à superfície da Terra, como habitualmente se pensa.

10 20 de Março; Equinócio da Primavera
O dia é igual à noite km 21 de Junho; Solstício do Verão - O dia mais longo do ano. 22 de Dezembro; Solstício do Inverno - O dia mais curto do ano. km 8 h 2 h 3 h 4 h 1 h 5 h 6 h 7 h 8 h 9 h 13h 12h 11h 10h 14h 23 de Setembro; Equinócio do Outono O dia é igual à noite

11 translação e rotação da Terra e as estações do ano
Se examinarmos a posição que o hemisfério Norte tem relativamente ao Sol à medida que a Terra descreve a sua órbita, verificamos que, para todos os lugares deste hemisfério, é no Solstício de Verão que o Sol se apresenta mais alto (menos inclinado relativamente ao Zénite) e no Solstício de Inverno que se apresenta mais baixo. Na apresentação seguinte, os números a preto, indicam o valor da latitude do lugar e os números a vermelho indicam o ângulo de inclinação dos raios solares em relação à superfície terrestre para cada uma das latitudes consideradas. É fácil observar que, devido à inclinação do eixo da Terra, no Solstício de Verão os raios solares incidem menos obliquamente sobre o hemisfério Norte do que no Solstício de Inverno. O mesmo se passa no hemisfério Sul nos respectivos Solstícios. Por exemplo, para todos os lugares situados no Trópico de Câncer (que tem 23,5º de latitude Norte), os raios solares incidem perpendicularmente ao solo no Solstício de Verão, enquanto que no Solstício de Inverno fazem um ângulo de 43º com a superfície.

12 translação e rotação da Terra e as estações do ano
Círculo Árctico Trópico de Câncer Trópico de Câncer Equador Trópico de Capricórnio Círculo Antárctico Quando os raios solares incidem mais obliquamente, atravessam uma maior espessura de atmosfera, sendo por isso mais absorvidos. Menos radiação chega assim ao solo e os raios solares aquecem e iluminam menos. Também a área coberta por cada raio é maior, o que implica que a energia radiante é distribuída por um superfície maior, aquecendo menos.