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Blog Física na Veia

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Registro do nascer do Sol em solstícios e equinócios consecutivos

Prof. Dulcidio Braz Júnior

23/03/2018 17h10

Comparativo das posições reais do nascer do Sol em 21/06/2017 (solstício), 22/09/2017 (equinócio), 
21/12/2017 (solstício) e 20/03/2018 (equinócio) em São João da Boa Vista, SP, Brasil.

 

Se você acredita que o Sol nasce sempre no ponto cardeal leste, veja as imagens acima!

Diz o ditado que uma boa imagem vale mais do que mil palavras (embora também ocupe no HD muito mais espaço do que mero texto). Logo, só de olhar para as fotos acima já dá para "entender" do que se trata.

Mas, para não perder a mania de professor de sempre que possível aprofundar os temas, no meu caso muito mais ainda quando tem a ver com Física e/ou Astronomia, vamos às explicações. Aproveito-me do fato de que na última terça-feira, 20 de março, tivemos equinócio de outono encerrando o verão e dando início ao outono ao sul do equador. A quarta fotografia no comparativo acima foi feita nesta data.

 

Vamos aos fatos

Enquanto orbita o Sol, a Terra, nosso planeta, mantém o seu eixo de rotação inclinado em cerca de 23,5 graus em relação à direção normal (ou perpendicular) ao plano orbital. Assim, enquanto completa uma volta ao redor da nossa estrela, os hemisférios norte e sul do planeta têm insolação diferencial ou, se preferir, os dois hemisférios vão sendo banhados pela radiação solar em quantidades diferentes e que mudam constantemente de valor.

Para me ajudar nas explicações, valho-me de images obtidas com o simulador em Flash Seasons Simulator, gratuito e disponível na página Astronomy Education at the University of Nebraska Lincon que, se você não conhece, precisa conhecer! Instale o Flash Player no seu navegador para rodar as animações/simulações.

Começamos pela data de 20/março, terça passada, equinócio de outono no hemisfério sul. Note que os dois hemisférios do nosso planeta estão igualmente iluminados pelo Sol cujos raios incidem perpendicularmente à linha do equador terrestre. Dias e noites têm igual duração.

Equinócio de outono no hemisfério sul

Em meados de maio a Terra terá se deslocado em seu movimento de translação ao redor do Sol. Mas, pela inclinação fixa do seu eixo de rotação, os dois hemisférios (norte e sul) do planeta não estarão igualmente iluminados como estavam no equinócio (terça passada). O hemisfério norte, depois do equinócio de 20 de março, vai ficando cada vez mais iluminado pelo Sol enquanto que, ao contrário, o hemisfério Sul vai ficando com menos insolação. É como se o Sol, do ponto de vista da Terra, estivesse indo para o norte. Desta forma, os dias ficam cada vez maiores no hemisfério norte e menores no hemisfério sul. Confira na ilustração abaixo.

A Terra entre o equinócio de outono e o solstício de inverno no hemisfério sul

Ratificando a ideia, depois do equinócio de 20 de março, um observador fixo na Terra, como o "homenzinho" nas imagens (simulações) que estou usando, terá a impressão de que o Sol está cada vez mais deslocado para o norte. Este deslocamento aparente para o norte será máximo no solstício de inverno, início do inverno no hemisfério sul. Nesta data, teremos a noite mais longa (e o dia mais curto) no hemisfério sul. No hemisfério norte ocorre o oposto (dia mais longo e noite mais curta). A ilustração abaixo mostra o cenário (simulado) da Terra vista do espaço na data do solstício de inverno do hemisfério sul.

Solstício de inverno no hemisfério sul

Em pleno inverno no hemisfério sul, e antes do próximo equinócio, a Terra, nossa nave, segue em sua eterna viagem ao redor do Sol. Gradativamente o hemisfério norte vai deixando de ser mais iluminado pelo Sol que o hemisfério sul. Em meados de agosto a posição da Terra transladando ao redor do Sol pode ser conferida na ilustração abaixo.

Entre o solstício de inverno e o equinócio de primavera no hemisfério sul

Em setembro, outro equinócio, desta vez equinócio de primavera no hemisfério sul, os dois hemisférios terrestres voltam a ser igualmente banhados pelo Sol. Novamente dias e noites terão igual duração.

Equinócio de primavera no hemisfério sul

A partir do equinócio de primavera, gradativamente o hemisfério sul ficará mais iluminado pelo Sol enquanto o hemisfério norte, ao contrário, vai recebendo menos radiação solar. O Sol estará "cada vez mais conosco", habitantes ao sul do equador. Teremos gradativamente dias mais longos e noites mais curtas por aqui até o próximo solstício. Em meados de novembro a posição da Terra em sua órbita solar será mais ou menos como podemos ver na ilustração a seguir.

Entre o equinócio de primavera e o solstício de verão no hemisfério sul

Note na imagem acima que nesta época, mais ao final do ano, o hemisfério sul já será bem mais banhado pela radiação solar que o hemisfério norte. Os dias já estarão bem mais longos do que as noites por aqui. Estaremos caminhando para a estação mais quente do ano ao sul do equador enquanto os habitantes do hemisfério norte caminham para a estação mais fria.

Confira, na ilustração abaixo, o que acontecerá exatamente no solstício de verão, início oficial do verão ao sul do equador. Nesta data teremos o dia mais longo e a noite mais curta no hemisfério sul do nosso planeta. Isso é consequência do fato de que o hemisfério sul estará muito mais banhado pelo Sol do que o hemisfério norte.

Solstício de verão no hemisfério sul

Se você correr os olhos pelas imagens acima e usar um pouco de imaginação, colocando-se no lugar do observador ("homenzinho") posicionado ao sul do equador nas imagens (simulações), poderá tentar descobrir como ele verá o Sol nascendo a cada dia ao longo do ano, ou seja, numa volta completa da Terra ao redor do Sol. O observador terá a impressão de que o Sol, ao longo do ano, se desloca em torno do ponto cardeal leste. Logo, não nasce sempre no ponto cardeal leste como muita gente ainda acredita! Se você ou qualquer observador terrestre se der ao trabalho de ver diariamente o nascer do Sol, perceberá que nossa estrela parecerá fazer uma dança ao redor do ponto cardeal leste ao longo do ano¹.

RESUMINDO o que nos mostram as imagens (simulações) acima, tentando imaginar a visão do ponto de vista do observador ("homenzinho") ao sul do equador:

  1. No equinócio de outono o Sol nasce exatamente no ponto cardeal leste.
  2. No solstício de inverno o Sol nasce bastante deslocado para o norte (ou à esquerda do leste).
  3. E no solstício de verão o Sol nasce bastante deslocado para o sul (ou à direita do leste).
  4. Portanto, entre o equinócio de outono (como o da última terça-feira) e o solstício de inverno, teremos a impressão de que o Sol nascerá cada vez mais à esquerda do ponto cardeal leste (a rigor para norte).
  5. Depois, entre o solstício de inverno e o equinócio de primavera, o Sol vai nascer cada vez mais perto do leste, agora deslocando-se para à direita, voltando gradativamente para o leste.
  6. No equinócio de primavera, tanto quanto no equinócio de outono, o Sol voltará a nascer exatamente no leste.
  7. Do equinócio de primavera até o solstício de verão o Sol continuará a nascer cada vez mais para a direita do leste (a rigor para o sul).
  8. No solstício de verão o Sol nascerá em seu máximo deslocamento para a direita do ponto cardeal leste (a rigor para o sul).

São exatamente os limites destes deslocamentos aparentes do Sol, datas conhecidas como solstícios e equinócios, que registrei em imagens fotográficas para compor o comparativo lá do topo do post. Deu para entender?

Agora uma dica: observe o nascer do Sol ao longo do ano. Você vai se surpreender como o ponto do nascer do Sol¹ muda a cada dia! É uma experiência divertida! E bastante didática!

 

O fenômeno visto do espaço

Confira no belíssimo vídeo abaixo, de propriedade do Earth Observatory (NASA), um registro real de imagens diárias do nosso planeta a partir do satélite geoestacionário Meteosat-9.  Note que, como nas simulações acima, a iluminação nos dois hemisférios terrestres é diferencial e gradativa. Somente nos equinócios a luz solar banha de forma igual os dois hemisférios da Terra.

O vídeo foi composto por imagens diárias registradas ao longo de um ano, entre setembro de 2010 e setembro de 2011, entre dois equinócios, passando pelos solstícios e o outro equinócio neste período.

Veja o vídeo (curtinho) outras vezes. E repare bem em como o Sol ilumina de forma diferencial os hemisférios terrestres no decorrer dos dias. Repare nos solstícios e equinócios que, para facilitar, destaquei na imagem abaixo.

Visão do espaço. A linha tracejada amarela representa o eixo de rotação terrestre


¹ Fenômeno semelhante ocorre no lado oeste, onde o Sol se põe. Eu registrei o nascer do Sol porque da janela do meu apartamento tenho visão privilegiada do horizonte leste. Quem tem preguiça de acordar cedo por tentar observar o Sol se pondo. E verá "dança" semelhante, só que em torno do ponto cardeal oeste.

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Sobre o autor

Dulcidio Braz Jr é físico pelo IFGW/Unicamp onde atuou como estudante e pesquisador no DEQ – Departamento de Eletrônica Quântica no final dos anos 80. Mas foi só começar a lecionar física para perceber que seu caminho era o da educação. Atualmente, além de professor, é autor de material didático pelo Sistema Anglo de Ensino / Somos Educação e pela Editora Companhia da Escola. É pioneiro no Brasil no ensino de Relatividade, Quântica e Cosmologia para jovens estudantes do final do ensino médio e início do curso superior. E faz questão de dizer que, aqui no blog, é professor/aluno em tempo integral pois, enquanto ensina, também aprende.

Sobre o blog

"O Física na Veia! nasceu em 2004 para provar que a física não é um “bicho papão”. Muita gente adora física. Só que ainda não sabe disso porque trocou o conteúdo pelo medo. Se começar a entender, vai gostar. E concordar: a Física é pop! Pelo seu trabalho de divulgação científica, especialmente em física e astronomia, sempre tentando deixar assuntos árduos mais leves sem jamais perder o rigor conceitual, o Física na Veia! foi eleito por um júri internacional como o melhor weblog do mundo em língua portuguesa 2009/2010 pelo The BOBs – The Best of Blogs da alemã Deutsche Welle."