Perché la Terra è più vicina al Sole in pieno inverno

La Terra è più vicina al Sole all'inizio di gennaio. Quel punto dell'orbita si chiama perielio, e cade in pieno inverno per chi vive nell'emisfero nord, Italia compresa. All'inizio di luglio, all'afelio, la Terra è alla massima distanza, mentre in Europa, Nord America e quasi tutta l'Asia è estate.

Quindi non può essere la distanza a rendere calda l'estate. Le stagioni dipendono dall'inclinazione dell'asse terrestre, circa 23,44 gradi. La distanza variabile ha solo un piccolo effetto, che si nota soprattutto nell'emisfero sud.

Un equivoco molto diffuso

Sembra logico: se ti avvicini al fuoco senti più caldo. Molte persone spiegano le stagioni allo stesso modo. Nel documentario *A Private Universe* del 1987, girato durante una cerimonia di laurea a Harvard, quasi tutti i laureati e i docenti a cui era stato chiesto il perché delle stagioni hanno dato una versione della risposta "dipende dalla distanza".

Due fatti semplici la smentiscono. Il primo è il calendario: per l'emisfero nord i tempi sono sbagliati, come hai appena visto. Il secondo è che i due emisferi hanno stagioni opposte nello stesso momento. Quando in Italia è estate, in Argentina è inverno, eppure i due Paesi sono alla stessa distanza dal Sole.

Quanto è piccola la variazione di distanza

L'orbita della Terra è un'ellisse, ma per poco. Al perielio la Terra si trova a circa 147,1 milioni di chilometri dal Sole, all'afelio a circa 152,1 milioni. La differenza è poco più del 3%.

La luce del Sole si disperde con la distanza, quindi in cima all'atmosfera a gennaio arriva circa il 7% di luce in più rispetto a luglio. Date, orari e numeri li trovi nella guida su perielio e afelio.

Il 7% non è poco. Ma in un dato luogo l'inclinazione cambia la luce che arriva al suolo molto di più.

Che cosa fa l'inclinazione

Mentre la Terra gira attorno al Sole, il suo asse continua a puntare nella stessa direzione nello spazio. A giugno l'emisfero nord è inclinato verso il Sole, a dicembre dalla parte opposta. Per l'emisfero sud vale il contrario.

L'inclinazione cambia anzitutto l'altezza del Sole nel cielo. Quando il Sole è alto, la sua luce colpisce il suolo quasi perpendicolarmente e si concentra su una superficie piccola. Quando è basso, lo stesso fascio si allarga su una superficie molto più ampia, come una torcia tenuta di sbieco. In più la luce radente attraversa più aria prima di arrivare a te.

Cambia anche la durata del giorno. In estate il Sole resta sopra l'orizzonte per molte più ore: il terreno ha più tempo per scaldarsi e meno notte per raffreddarsi.

La tabella confronta Roma e Sydney ai due solstizi. L'ultima colonna indica quanta luce solare arriva in un giorno intero su un metro quadrato di terreno piano, misurata sopra l'atmosfera, così che nuvole e foschia non contino.

A giugno Roma è circa il 3% più lontana dal Sole che a dicembre, eppure riceve più del triplo della luce al giorno. È l'effetto dell'inclinazione. A Sydney succede lo stesso, sfasato di sei mesi.

Vista dallo spazio

La sonda DSCOVR della NASA fotografa l'intera faccia illuminata della Terra da circa 1,5 milioni di chilometri di distanza. Se metti a confronto le sue immagini di giugno e di dicembre, l'inclinazione si vede a occhio. Intorno al solstizio di giugno l'Artico è in piena luce e l'Antartide non si vede. A dicembre è il contrario.

NASA EPIC Team · 2024-06-20 / 2024-12-21

La distanza conta qualcosa?

Un poco. L'emisfero sud ha l'estate vicino al perielio, quindi la sua luce estiva è leggermente più forte di quella del nord. In Nuova Zelanda, per esempio, il Sole più vicino aggiunge circa il 7% ai livelli di UV estivi rispetto a località del nord alla stessa latitudine. Aria più pulita e meno ozono d'estate fanno il resto.

Le estati australi però non sono più calde nel complesso. Un motivo è che la Terra va più veloce quando è vicina al Sole. La metà calda dell'anno nell'emisfero sud, dall'equinozio di settembre a quello di marzo, dura circa 179 giorni. Quella dell'emisfero nord ne dura circa 186. In ciascuna delle due metà dell'anno, il tempo più breve vicino al Sole compensa esattamente la luce più intensa, e i due emisferi ricevono lo stesso totale.

L'altro motivo è che l'emisfero sud è coperto soprattutto da oceani. L'acqua si scalda e si raffredda lentamente, e le estati australi restano miti. Le grandi terre emerse del nord invece si scaldano in fretta a luglio. Per questo la Terra nel suo insieme è più calda di qualche grado a luglio, all'afelio, che a gennaio.

Non sarà sempre così

Che il perielio cada a gennaio è una coincidenza della nostra epoca. La direzione dell'asse terrestre oscilla lentamente e anche l'orbita ruota, così la data del perielio scivola nel calendario. Verso il 1250 cadeva vicino al solstizio di dicembre. Fra circa 10.000 anni cadrà nell'estate boreale, e il nord sarà più vicino al Sole a giugno.

Anche allora sarà l'inclinazione a decidere quali mesi sono estate. La distanza renderà solo le estati del nord un po' più forti e quelle del sud un po' più deboli.

Fonti e guide correlate

• L'Osservatorio navale degli Stati Uniti pubblica le date di perielio, afelio, equinozi e solstizi (in inglese).
• NASA Space Place spiega cosa causa le stagioni (in inglese).
• L'archivio EPIC della NASA raccoglie foto quotidiane della Terra intera scattate dalla sonda DSCOVR.
• Il NIWA spiega perché in Nuova Zelanda i livelli di UV sono così alti (in inglese), compreso l'effetto del Sole più vicino.
• L'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics presenta il documentario *A Private Universe* (in inglese).
• Guide SolarWatch correlate: perielio e afelio e quanta luce si guadagna ogni giorno.

Guardalo su SolarWatch

Il riquadro Stagioni mostra quando arrivano il prossimo equinozio e il prossimo solstizio. Il riquadro Luce diurna mostra per quante ore il Sole resta sopra l'orizzonte oggi dove ti trovi, e la Panoramica annuale mostra come cambiano alba, tramonto e durata del giorno nel corso dell'anno. Queste curve seguono l'inclinazione dell'asse terrestre. La distanza dal Sole quasi non si vede.