Esercizi: Inclinazione dell'asse e stagioni

L'asse terrestre è inclinato di circa $23{,}5°$ rispetto alla perpendicolare al piano dell'orbita.

1. a) Come si chiama il piano dell'orbita terrestre?
2. b) Cosa significa che l'asse mantiene il parallelismo durante la rivoluzione?

Completa la tabella indicando, per l'emisfero boreale, la stagione che inizia in ciascuna data: 21 marzo, 21 giugno, 23 settembre, 21 dicembre. Indica anche il nome astronomico del punto dell'orbita (solstizio o equinozio).

Durante gli equinozi il Sole è allo zenit all'equatore.

1. a) Quanto dura il dì rispetto alla notte in tutta la Terra?
2. b) A quale latitudine il Sole è allo zenit al solstizio d'estate boreale?

A mezzogiorno del solstizio d'estate il Sole è allo zenit sul Tropico del Cancro ($23{,}5°$ N). Torino si trova a $45°$ N.

1. a) Calcola l'altezza del Sole sull'orizzonte a Torino a mezzogiorno del solstizio d'estate, con $h = 90° - |\varphi - \delta|$.
2. b) Calcola l'altezza al solstizio d'inverno ($\delta = -23{,}5°$).
3. c) Calcola l'altezza agli equinozi ($\delta = 0°$).

Palermo si trova a $38°$ N. Una famiglia vuole installare un pannello solare e ne sceglie l'inclinazione per ottimizzare la resa all'equinozio.

1. a) Calcola l'altezza del Sole a mezzogiorno all'equinozio.
2. b) Calcola l'inclinazione del pannello rispetto all'orizzontale perché i raggi siano perpendicolari.
3. c) Di quanto va variata l'inclinazione per l'ottimale al solstizio d'estate?

Il Circolo Polare Artico è a latitudine $66{,}5°$ N.

1. a) Come si ricava questo valore dall'inclinazione dell'asse?
2. b) Cosa accade in questo parallelo al solstizio d'estate e a quello d'inverno?
3. c) Il fenomeno del Sole di mezzanotte è visibile a Tromsø (circa $69{,}7°$ N)? Motiva.

Immagina un pianeta con asse di rotazione perpendicolare al piano orbitale ($0°$ di inclinazione).

1. a) Descrivi come cambierebbero le stagioni.
2. b) Come varierebbe la durata del dì lungo l'anno?
3. c) Immagina ora un'inclinazione di $60°$: dove si troverebbero i circoli polari e i tropici?

Il 21 giugno a Milano ($45{,}5°$ N) il dì dura circa 15 h 40 min, il 21 dicembre circa 8 h 40 min.

1. a) Spiega con l'inclinazione dell'asse perché il dì è più lungo in estate.
2. b) Spiega perché i raggi, oltre alla durata del dì, scaldano di più in estate.
3. c) Perché il mese più caldo (luglio) non coincide con il solstizio di giugno? Usa il concetto di inerzia termica.

Due studenti discutono: Anna dice che nell'emisfero australe le stagioni sono opposte a quelle boreali, Luca sostiene che a Natale in Australia fa freddo.

1. a) Chi ha ragione? Motiva.
2. b) Descrivi la situazione di insolazione sull'Equatore durante l'anno.
3. c) Perché alle latitudini equatoriali si parla di stagioni secche e piovose invece di caldo e freddo?