Por que a Terra fica mais perto do Sol no inverno do Hemisfério Norte

A Terra fica mais perto do Sol no começo de janeiro. Esse ponto da órbita se chama periélio, e ele cai em pleno inverno para todo o Hemisfério Norte. No começo de julho, no afélio, a Terra está no ponto mais distante, e é verão na Europa, na América do Norte e em quase toda a Ásia.

No Brasil é o contrário: o verão coincide com o periélio. Mas isso não quer dizer que a distância cause o calor. As estações vêm da inclinação do eixo da Terra, de cerca de 23,44 graus. A variação da distância tem só um efeito pequeno, que aparece sobretudo no Hemisfério Sul.

Uma confusão muito comum

Parece lógico: quem chega mais perto da fogueira sente mais calor. Muita gente explica as estações do mesmo jeito. No documentário *A Private Universe*, gravado em 1987 numa formatura em Harvard, a maioria dos formandos e professores que responderam por que existem estações deu alguma versão da explicação pela distância.

Dois fatos simples derrubam essa ideia. Primeiro, as datas não batem para o Hemisfério Norte, como você acabou de ver. Segundo, os dois hemisférios têm estações opostas ao mesmo tempo. Quando é verão no Brasil, é inverno em Portugal, e mesmo assim os dois países estão à mesma distância do Sol.

A distância muda muito pouco

A órbita da Terra é uma elipse, mas por pouco. No periélio, a Terra fica a cerca de 147,1 milhões de quilômetros do Sol. No afélio, a cerca de 152,1 milhões. A diferença é de pouco mais de 3%.

Como a luz do Sol se espalha com a distância, o topo da atmosfera recebe em janeiro cerca de 7% mais luz do que em julho. As datas, os horários e os números estão no nosso guia sobre periélio e afélio.

7% não é pouco. Mas, num mesmo lugar, a inclinação muda muito mais a luz que chega ao chão.

O que a inclinação faz

Enquanto a Terra gira em volta do Sol, o eixo dela continua apontando para a mesma direção no espaço. Em dezembro, o Hemisfério Sul fica inclinado para o Sol. Em junho, fica inclinado para o lado oposto. No Hemisfério Norte acontece o contrário.

A inclinação muda, em primeiro lugar, a altura que o Sol alcança no céu. Quando o Sol está alto, a luz bate no chão quase na vertical e se concentra numa área pequena. Quando está baixo, o mesmo feixe se espalha por uma área muito maior, como uma lanterna segurada inclinada. A luz rasante ainda atravessa mais ar antes de chegar até você.

Ela muda também a duração do dia. No verão, o Sol fica acima do horizonte por muito mais horas, então o chão tem mais tempo para esquentar e menos noite para esfriar.

A tabela compara Roma e Sydney nos dois solstícios. A última coluna mostra quanta luz solar chega, num dia inteiro, a um metro quadrado de chão plano, medida acima da atmosfera para que nuvens e névoa não interfiram.

Em junho, Roma está cerca de 3% mais longe do Sol do que em dezembro e, mesmo assim, recebe mais que o triplo de luz por dia. Esse é o efeito da inclinação. Sydney, que fica um pouco ao sul de Porto Alegre, mostra o mesmo padrão, deslocado em seis meses.

Visto do espaço

A sonda DSCOVR, da NASA, fotografa todo o lado iluminado da Terra a cerca de 1,5 milhão de quilômetros de distância. Comparando as imagens de junho e de dezembro, dá para ver a inclinação diretamente. Perto do solstício de junho, o Ártico está em plena luz e a Antártida não aparece. Em dezembro, é o contrário.

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

A distância faz alguma diferença?

Um pouco. Como o verão do Hemisfério Sul cai perto do periélio, a luz de verão aqui é um pouco mais forte do que no norte. Na Nova Zelândia, por exemplo, o Sol mais próximo acrescenta cerca de 7% aos níveis de UV no verão, em comparação com lugares do norte na mesma latitude. Ar mais limpo e menos ozônio no verão somam ainda mais.

Mesmo assim, os verões do sul não são mais quentes no geral. Um motivo é que a Terra anda mais rápido quando está perto do Sol. A metade quente do ano no Hemisfério Sul, do equinócio de setembro ao de março, dura cerca de 179 dias. A do norte dura cerca de 186. Em cada metade do ano, o tempo mais curto perto do Sol compensa exatamente a luz mais forte, e os dois hemisférios recebem o mesmo total.

O outro motivo é que o Hemisfério Sul é quase todo oceano. A água esquenta e esfria devagar, o que deixa os verões do sul mais amenos. As grandes massas de terra do norte esquentam rápido em julho. Por isso a Terra como um todo fica alguns graus mais quente em julho, no afélio, do que em janeiro.

Nem sempre vai ser assim

O periélio cair em janeiro é uma coincidência da nossa época. A direção do eixo terrestre oscila devagar e a própria órbita gira, então a data do periélio vai se deslocando pelo calendário. Por volta do ano 1250, ele caía perto do solstício de dezembro. Daqui a uns 10.000 anos, vai cair no verão do Hemisfério Norte, e o norte vai ficar mais perto do Sol em junho.

Mesmo então, a inclinação vai continuar decidindo quais meses são verão. A distância só vai deixar os verões do norte um pouco mais fortes e os do sul um pouco mais fracos.

Fontes e guias relacionados

• O Observatório Naval dos Estados Unidos publica as datas do periélio, do afélio, dos equinócios e dos solstícios (em inglês).
• O NASA Space Place explica o que causa as estações (em inglês).
• O arquivo EPIC da NASA reúne fotos diárias da Terra inteira feitas pela sonda DSCOVR.
• O NIWA explica por que os níveis de UV são tão altos na Nova Zelândia (em inglês), incluindo o efeito do Sol mais próximo.
• O Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics apresenta *A Private Universe* (em inglês).
• Guias relacionados do SolarWatch: periélio e afélio e quanta luz do dia você ganha por dia.

Veja no SolarWatch

O bloco Estações (em inglês) mostra quando chegam o próximo equinócio e o próximo solstício. O bloco Luz do dia (em inglês) mostra quanto tempo o Sol fica hoje acima do horizonte onde você está, e a Visão anual (em inglês) mostra como o nascer do sol, o pôr do sol e a duração do dia mudam ao longo do ano. Essas curvas acompanham a inclinação do eixo terrestre. A distância do Sol quase não aparece nelas.