Por que as estações do ano se alternam
Por que existem as estações do ano? Por que se alternam a primavera, o verão, o outono e o inverno? Muita gente acredita que a alternância entre verão e inverno é causada pela distância diferente entre a Terra e o Sol ao longo do ano. De fato, a Terra não gira em torno do Sol em uma circunferência perfeita. Há momentos em que a Terra está mais longe do Sol e outros em que está mais perto. Veja a figura a seguir:
Vemos que, quando a Terra está “em cima”, ela fica mais longe do Sol do que quando está “embaixo”. À primeira vista, faz sentido que tenhamos inverno quando a Terra está mais longe do Sol e verão quando está mais perto. Acontece que a Terra está mais distante do Sol por volta de 5 de julho e mais próxima por volta de 4 de janeiro — ou seja, no Hemisfério Norte é exatamente o contrário: quando a Terra está mais longe do Sol, é verão lá, e quando está mais perto, é inverno.
Sabemos também que, quando é verão no Hemisfério Norte, é inverno no Hemisfério Sul, e vice-versa. Quando é inverno no Brasil, é verão na Europa. Portanto, as estações do ano não podem ser causadas pela distância diferente entre a Terra e o Sol. Se fosse assim, seria verão no planeta inteiro ao mesmo tempo, e não apenas em um dos hemisférios.
Além disso, pela figura parece que a distância entre a Terra e o Sol muda de forma dramática, mas na realidade a diferença é muito menor. Quando a Terra está mais perto do Sol, a distância é de cerca de 147 milhões de quilômetros. Quando está mais longe, é de cerca de 152 milhões de quilômetros. É uma diferença de cerca de três por cento, que não é grande o bastante para causar uma mudança de clima tão grande quanto a que observamos entre o verão e o inverno.
A culpa é do eixo da Terra
O eixo da Terra é uma reta imaginária em torno da qual a nossa Terra gira. E esse eixo é ligeiramente inclinado em relação ao plano imaginário em que a Terra orbita o Sol. Observe a figura:
O eixo está representado pelas linhas brancas em cima e embaixo, e a linha preta que atravessa a Terra marca o Equador. Ele divide a Terra em dois hemisférios — o Sul e o Norte. A seta embaixo indica o sentido de rotação da Terra em torno do eixo. Vemos que o eixo não é vertical, mas ligeiramente inclinado. Já nessa figura podemos notar que o Sol ilumina muito mais o Hemisfério Sul do que o Norte. Podemos notar outras coisas também: o Sol ilumina o Polo Sul, mas não o Polo Norte. E essa situação vai durar ainda bastante tempo. Imagine que se passou um dia e a Terra deu uma volta em torno do seu eixo. Por causa da inclinação da Terra, o Sol iluminou o Polo Sul o tempo todo — lá o Sol não se pôs em nenhum momento! E, ao contrário, no Polo Norte o Sol não nasceu durante o dia inteiro! E, durante todo esse tempo, o Sol iluminou uma parte muito maior do Hemisfério Sul do que do Norte — ou seja, no Hemisfério Sul é verão e no Norte é inverno. Isso combina com o que conhecemos: no inverno, os dias são mais curtos do que no verão.
Mas isso ainda não explica por que, no inverno, o Sol é mais “frio” do que no verão. Certo, no inverno o Sol brilha por menos tempo, já sabemos por quê — mas por que, além disso, ele não nos aquece tanto quanto nos aquece no verão? Isso, por sua vez, é culpa do ângulo de incidência dos raios.
Ângulo de incidência dos raios solares
Imagine uma parede na qual os raios de luz incidem perpendicularmente. E uma segunda parede, do mesmo comprimento, na qual também incidem raios de luz, mas não perpendicularmente — em relação à primeira parede, a segunda está girada em 45 graus:
Vemos que, embora as duas paredes tenham o mesmo comprimento e estejam expostas a uma fonte de luz igualmente forte, na segunda parede incidem menos raios do que na primeira. E não só isso: os raios chegam mais afastados uns dos outros. Portanto, a segunda parede não fica tão bem iluminada quanto a primeira. O mesmo vale para os raios do Sol — depende do ângulo com que eles chegam ao solo. Se chegam perpendicularmente, chegam muitos raios ao solo, o que sentimos como calor. Se chegam com um ângulo menor, chegam menos raios ao solo, “mais afastados uns dos outros”, e sentimos isso como frio. A mesma coisa acontece na Terra:
Todos os raios que incidem perpendicularmente no solo chegam ao Hemisfério Sul. Assim, no Hemisfério Sul chegam mais raios do Sol por metro quadrado, o que faz com que lá seja mais quente do que no Hemisfério Norte, onde os raios também chegam, mas com um ângulo menor e, portanto, em menor quantidade. Por isso também costuma fazer mais frio no Sul do Brasil e mais calor no Norte do país. No Sul, os raios do Sol incidem com um ângulo menor e, por isso, chegam menos raios lá do que perto do Equador.
