Porque é que o sol está frio no Inverno?

Categoria: Earth Science Published: 26 de Julho de 2013

O sol não apanha frio no Inverno. O sol é uma bola gigante de fogo movida por reações nucleares. A superfície do sol permanece a uma temperatura incrivelmente quente de cerca de 5800 Kelvin durante todo o ano. A alta temperatura do sol faz com que ele emita constantemente quantidades prodigiosas de radiação térmica em todas as direções, principalmente sob a forma de ondas infravermelhas, luz visível e ondas ultravioletas. Esta radiação se espalha pelo nosso sistema solar e aquece tudo o que atinge.

Regiões da terra são mais frias no inverno porque a inclinação da terra faz com que a luz solar se espalhe por uma área maior e, portanto, seja mais fraca por unidade de área nestas regiões. Algumas pessoas pensam que a terra fica mais fria no inverno porque a terra está mais distante do sol, mas esta idéia é errada. Na verdade, a terra está mais distante do sol no verão do hemisfério norte, e não no inverno. Mas a distância ao sol não tem muito efeito sobre a quantidade de luz solar que a terra recebe, porque a distância ao sol não muda muito. A Terra está a cerca de 150.000.000 quilômetros de distância do sol. Ao longo de um ano, a distância da terra ao sol muda em no máximo 5 milhões de quilômetros. Para colocar isso em perspectiva, a órbita da Terra ao redor do Sol ao longo do ano é plotada abaixo para escala. Você não pode dizer, mas nesta escala a Terra está a 302 pixels do Sol quando no ponto mais à esquerda em sua órbita e 298 pixels do Sol quando no ponto mais à direita.

A órbita da Terra ao redor do Sol, com todos os tamanhos e locais à escala. O ponto branco perto do centro é o sol, e a linha azul é o caminho da terra ao longo do ano. A terra em si não é visível porque nesta escala ela tem apenas 0,02 pixels de largura. A distância da terra do sol é mais ou menos constante durante todo o ano. Imagem do Domínio Público, fonte: Christopher S. Baird.

O eixo de rotação da Terra é inclinado cerca de 23 graus em relação à sua órbita ao redor do Sol. Esta média é que no verão do norte, o hemisfério norte é inclinado em direção ao sol e no inverno, o hemisfério norte é inclinado para longe do sol. Quando uma região de terra é inclinada em direção ao sol no verão, isso significa que o sol passa mais tempo mais alto no céu e a luz do sol recebida por esse ponto de terra é mais direta. Em contraste, quando esse ponto da terra é inclinado para longe do sol no inverno, o sol em geral é mais baixo no céu, e recebe menos luz solar direta. Menos luz solar direta significa que a luz solar está vindo em um ângulo baixo, de modo que ela é manchada em uma área maior quando atinge a superfície. Como está espalhada por uma área maior, a luz solar de inverno tem menos energia por unidade de área, e portanto aquece menos a terra, levando a invernos frios.

Como mostrado aqui, o hemisfério norte recebe menos luz solar por unidade de área quando está inclinado para longe do sol e experimenta o frio do inverno. Ao mesmo tempo, o hemisfério sul recebe mais luz solar por unidade de área porque está inclinado para o sol e experimenta o calor do verão. A luz solar é representada como feixes amarelos para ilustrar o efeito do ângulo na propagação. Imagem do Domínio Público, fonte: Christopher S. Baird.

Interessantemente, quando o hemisfério norte está inclinado em direção ao sol, o hemisfério sul está inclinado para longe. Isto significa que quando o norte está tendo verão, o sul está tendo inverno e quando o norte está tendo inverno, o sul está tendo verão. O efeito do ângulo da luz solar na temperatura pode ser visto mais facilmente nos extremos. Perto do pólo sul e do pólo norte, o sol está sempre muito baixo no céu, e a luz do sol entra sempre num ângulo muito baixo. Como resultado, os pólos são geralmente muito frios. Em contraste, perto do equador, o sol está sempre alto no céu por volta do meio-dia e a luz do sol é muito directa. Como resultado, as regiões perto do equador são geralmente muito quentes.