Porque é que a Terra está mais perto do Sol em pleno inverno do norte

A Terra está mais perto do Sol no início de janeiro. Esse ponto da órbita chama-se periélio, e calha em pleno inverno para todo o hemisfério norte. No início de julho, no afélio, a Terra está no ponto mais afastado, e na Europa, na América do Norte e em quase toda a Ásia é verão.

Por isso, a distância não pode ser o que torna o verão quente. As estações devem-se à inclinação do eixo da Terra, de cerca de 23,44 graus. A variação da distância tem apenas um efeito pequeno, que se nota sobretudo no hemisfério sul.

Uma confusão muito comum

Parece lógico: quem se aproxima da lareira sente mais calor. Muitas pessoas explicam as estações da mesma maneira. No documentário *A Private Universe*, filmado em 1987 numa cerimónia de graduação em Harvard, a maioria dos diplomados e professores a quem se perguntou porque há estações deu alguma versão da explicação pela distância.

Dois factos simples desmentem-na. Primeiro, as datas não batem certo para o norte, como acabou de ver. Segundo, os dois hemisférios têm estações opostas ao mesmo tempo. Quando é verão em Portugal, é inverno na Argentina, e no entanto os dois países estão à mesma distância do Sol.

Como a distância varia pouco

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

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

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

O que faz a inclinação

Enquanto a Terra gira à volta do Sol, o seu eixo continua a apontar na mesma direção no espaço. Em junho, o hemisfério norte está inclinado para o Sol. Em dezembro, está inclinado para o lado oposto. No hemisfério sul acontece o contrário.

A inclinação muda, antes de mais, a altura a que o Sol sobe. Quando o Sol está alto, a luz atinge o solo quase na vertical e concentra-se numa área pequena. Quando está baixo, o mesmo feixe espalha-se por uma área muito maior, como uma lanterna segurada de lado. A luz rasante atravessa ainda mais ar antes de chegar até si.

Muda também a duração do dia. No verão, o Sol fica acima do horizonte durante muito mais horas, por isso o solo tem mais tempo para aquecer e menos noite para arrefecer.

A tabela compara Roma e Sydney nos dois solstícios. A última coluna indica quanta luz solar chega, num dia inteiro, a um metro quadrado de terreno plano, medida acima da atmosfera para que as nuvens e a neblina não contem.

Em junho, Roma está cerca de 3 % mais longe do Sol do que em dezembro e, mesmo assim, recebe mais do triplo da luz por dia. É o efeito da inclinação. Sydney segue o mesmo padrão, desfasado seis meses.

Visto do espaço

A sonda DSCOVR da NASA fotografa toda a face iluminada da Terra a cerca de 1,5 milhões de quilómetros de distância. Comparando as imagens de junho e de dezembro, vê-se a inclinação diretamente. Perto do solstício de junho, o Ártico está em plena luz e a Antártida não se vê. Em dezembro, é ao contrário.

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

A distância conta para alguma coisa?

Um pouco. O hemisfério sul tem o verão perto do periélio, por isso a luz de verão é ligeiramente 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 locais do norte à mesma latitude. O ar mais limpo e menos ozono no verão acrescentam ainda mais.

Ainda assim, os verões do sul não são mais quentes no conjunto. Uma razão é que a Terra se desloca mais depressa 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.

A outra razão é que o hemisfério sul é sobretudo oceano. A água aquece e arrefece devagar, o que mantém amenos os verões do sul. As grandes massas de terra do norte aquecem depressa em julho. É por isso que a Terra, no seu conjunto, está alguns graus mais quente em julho, no afélio, do que em janeiro.

Nem sempre será assim

O periélio calhar em janeiro é uma coincidência da nossa época. A direção do eixo terrestre oscila lentamente e a própria órbita roda, de modo que a data do periélio vai deslizando pelo calendário. Por volta do ano 1250, calhava perto do solstício de dezembro. Daqui a cerca de 10 000 anos, calhará no verão do norte, e o hemisfério norte estará então mais perto do Sol em junho.

Mesmo nessa altura, será a inclinação a decidir quais os meses de verão. A distância só tornará 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 fotografias diárias da Terra inteira tiradas pela sonda DSCOVR.
• O NIWA explica porque é 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 SolarWatch relacionados: periélio e afélio e quanta luz se ganha por dia.

Veja no SolarWatch

O bloco Estações mostra quando chegam o próximo equinócio e o próximo solstício. O bloco Luz do dia mostra quanto tempo o Sol está hoje acima do horizonte onde se encontra, e a Visão anual mostra como o nascer do Sol, o pôr do Sol e a duração do dia mudam ao longo do ano. Essas curvas seguem a inclinação do eixo terrestre. A distância ao Sol quase não se nota nelas.