Rotazione, rivoluzione e stagioni
A Roma, a metà giugno, il Sole tramonta dopo le 20:30 e a mezzogiorno è altissimo nel cielo. A dicembre, invece, alle 17 è già buio. La Terra è sempre la stessa: che cosa cambia? In questa pagina scopriremo che a muoverla sono due moti diversi, e che le stagioni dipendono da un dettaglio inatteso: la sua inclinazione.
La rotazione: il dì e la notte
La Terra gira su se stessa attorno a una linea immaginaria che passa per i due poli, l'asse terrestre. Questo moto si chiama rotazione e dura circa 24 ore.
La rotazione avviene da ovest verso est. Per questo a noi sembra che il Sole si muova nel cielo da est (dove sorge) a ovest (dove tramonta): è un movimento apparente, causato dal nostro spostamento.
Il Sole illumina sempre metà della Terra. La metà illuminata ha il dì, l'altra ha la notte. Mentre la Terra ruota, ogni località entra nella luce (alba) e poi nell'ombra (tramonto).
Quanti gradi in un'ora?
Un giro completo misura $360^\circ$ e dura 24 ore. In 1 ora la Terra ruota di $360^\circ : 24 = 15^\circ$. Per questo due località lontane $15^\circ$ di longitudine hanno 1 ora di differenza nell'orario solare.
Spiega perché a Roma si alternano il dì e la notte. Indica quale moto della Terra ne è la causa.
Spiega perché a Roma si alternano il dì e la notte. Indica quale moto della Terra ne è la causa.
La Terra ruota su se stessa in 24 ore e compie un giro completo di $360^\circ$. a) Di quanti gradi ruota in 1 ora? b) Di quanti gradi ruota in 6 ore? c) Quante ore di…
La Terra ruota su se stessa in 24 ore e compie un giro completo di $360^\circ$.
- a) Di quanti gradi ruota in 1 ora?
- b) Di quanti gradi ruota in 6 ore?
- c) Quante ore di differenza ci sono tra due località distanti $45^\circ$ di longitudine?
La rivoluzione
La Terra si muove anche lungo una grande traiettoria quasi circolare attorno al Sole, l'orbita. Questo moto si chiama rivoluzione e dura circa 365 giorni (un anno).
Ogni 4 anni circa si aggiunge un giorno, il 29 febbraio (anno bisestile), perché la rivoluzione dura circa 365 giorni e 6 ore.
| Moto | Attorno a che cosa | Durata | Effetto principale |
|---|---|---|---|
| Rotazione | proprio asse | 24 ore | dì e notte |
| Rivoluzione | Sole | circa 365 giorni | anno, stagioni (insieme all'inclinazione) |
Completa le frasi con i termini giusti (rotazione, rivoluzione, 24 ore, circa 365 giorni): a) Il moto della Terra attorno al proprio asse si chiama e dura . b) Il moto…
Completa le frasi con i termini giusti (rotazione, rivoluzione, 24 ore, circa 365 giorni):
- a) Il moto della Terra attorno al proprio asse si chiama __ e dura ____.
- b) Il moto della Terra attorno al Sole si chiama __ e dura ____.
Indica se le affermazioni sono vere o false: a) L'asse terrestre è perpendicolare al piano dell'orbita. b) Le stagioni dipendono dall'inclinazione dell'asse terrestre.…
Indica se le affermazioni sono vere o false:
- a) L'asse terrestre è perpendicolare al piano dell'orbita.
- b) Le stagioni dipendono dall'inclinazione dell'asse terrestre.
- c) Il Sole sorge a est e tramonta a ovest.
L'inclinazione dell'asse e le stagioni
L'asse terrestre non è perpendicolare al piano dell'orbita: è inclinato di circa $23{,}5^\circ$. E durante la rivoluzione resta sempre puntato nella stessa direzione (verso la Stella Polare).
Per questo, nel corso dell'anno, a volte è l'emisfero boreale (nord) a essere più rivolto verso il Sole, a volte quello australe (sud).
Prova con un modello
Puoi simulare i moti in classe: metti una lampada al centro del tavolo (il Sole) e fai girare un mappamondo inclinato di $23{,}5^\circ$ attorno ad essa, senza cambiare la direzione dell'asse. Fallo ruotare su se stesso per vedere dì e notte, poi spostalo lungo l'orbita per vedere le stagioni.
Perché cambia la temperatura
Quando un emisfero è inclinato verso il Sole:
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i raggi arrivano quasi perpendicolari (angolo di incidenza grande): la stessa quantità di energia si concentra su una superficie piccola e scalda di più;
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il Sole a mezzogiorno è più alto nel cielo;
-
il dì è più lungo, quindi il terreno riceve più ore di luce.
Per lo stesso motivo l'altezza del Sole a mezzogiorno cambia con la latitudine: la Terra è sferica e i raggi del Sole sono paralleli, quindi più ci si allontana dall'equatore più i raggi arrivano obliqui. Per questo le zone vicine all'equatore sono più calde e quelle vicine ai poli più fredde.
Nell'altro emisfero accade il contrario: raggi obliqui, energia distribuita su una superficie più grande, Sole basso, giornate corte. Sono l'estate e l'inverno.
Solstizi ed equinozi
| Data | Nome | Che cosa accade |
|---|---|---|
| circa 21 giugno | solstizio d'estate (boreale) | emisfero nord più inclinato verso il Sole; dì più lungo; nell'emisfero sud inizia l'inverno |
| circa 23 settembre | equinozio d'autunno (boreale) | dì e notte di uguale durata (12 ore) |
| circa 21 dicembre | solstizio d'inverno (boreale) | emisfero nord meno rivolto al Sole; dì più corto; nel sud inizia l'estate |
| circa 21 marzo | equinozio di primavera (boreale) | dì e notte di uguale durata (12 ore) |
Le stagioni sono opposte nei due emisferi: quando a Milano è estate, a Buenos Aires è inverno.
Il solstizio d'estate nell'emisfero boreale cade intorno al 21 giugno. a) Quale stagione inizia a Milano in quella data? b) Quale stagione inizia in quello stesso giorno…
Il solstizio d'estate nell'emisfero boreale cade intorno al 21 giugno.
- a) Quale stagione inizia a Milano in quella data?
- b) Quale stagione inizia in quello stesso giorno a Buenos Aires, nell'emisfero australe?
- c) Spiega perché le due stagioni sono diverse.
Giulia vive a Palermo e Marco a Bolzano. A giugno Giulia nota che il Sole a mezzogiorno è molto alto nel cielo, ma Marco lo vede meno alto. a) Spiega perché l'altezza…
Giulia vive a Palermo e Marco a Bolzano. A giugno Giulia nota che il Sole a mezzogiorno è molto alto nel cielo, ma Marco lo vede meno alto.
- a) Spiega perché l'altezza del Sole a mezzogiorno cambia con la latitudine.
- b) Spiega perché in estate le giornate sono più lunghe che in inverno.
Un compagno sostiene che d'estate fa più caldo perché la Terra è più vicina al Sole. Sai che la Terra è più vicina al Sole a inizio gennaio. a) Spiega perché…
Un compagno sostiene che d'estate fa più caldo perché la Terra è più vicina al Sole. Sai che la Terra è più vicina al Sole a inizio gennaio.
- a) Spiega perché l'affermazione è sbagliata.
- b) Descrivi come l'inclinazione dell'asse e l'angolo di incidenza dei raggi solari producono le stagioni.
Immagina che l'asse terrestre non fosse inclinato, ma perpendicolare al piano dell'orbita. a) Come cambierebbero le stagioni in Italia? b) Come cambierebbe la durata del…
Immagina che l'asse terrestre non fosse inclinato, ma perpendicolare al piano dell'orbita.
- a) Come cambierebbero le stagioni in Italia?
- b) Come cambierebbe la durata del dì e della notte durante l'anno?
- c) Giustifica le risposte.
Il sole di mezzanotte ai poli
Vicino ai poli l'effetto dell'inclinazione è estremo. Nel periodo in cui il Polo Nord è inclinato verso il Sole, la rotazione non lo porta mai nell'ombra: da circa il 21 marzo al 23 settembre il Sole gira nel cielo senza tramontare, salendo e scendendo lentamente, per circa sei mesi. È il «dì polare».
Nello stesso periodo il Polo Sud è rivolto dalla parte opposta: è nella notte per circa sei mesi. Poi, durante la rivoluzione, le due situazioni si invertono.
Vuoi tornare al nostro gancio iniziale? A Roma d'estate il dì è lungo e il Sole alto perché l'emisfero nord è inclinato verso il Sole; a dicembre accade il contrario. La rotazione dà il dì e la notte, la rivoluzione insieme all'inclinazione dà le stagioni.
Al Polo Nord il Sole non tramonta per circa sei mesi all'anno. Spiega questo fenomeno collegando inclinazione dell'asse e rivoluzione. Spiega inoltre che cosa accade…
Al Polo Nord il Sole non tramonta per circa sei mesi all'anno. Spiega questo fenomeno collegando inclinazione dell'asse e rivoluzione. Spiega inoltre che cosa accade nello stesso periodo al Polo Sud.
In sintesi
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La rotazione è il moto della Terra attorno al proprio asse: dura circa 24 ore e produce il dì e la notte. In 1 ora la Terra ruota di $15^\circ$.
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La rivoluzione è il moto attorno al Sole: dura circa 365 giorni.
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L'asse terrestre è inclinato di circa $23{,}5^\circ$ e mantiene la stessa direzione durante l'orbita.
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Le stagioni dipendono dall'inclinazione dell'asse: cambiano l'angolo dei raggi, l'altezza del Sole e la durata del dì. Non dipendono dalla distanza dal Sole.
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Ai solstizi il dì è il più lungo o il più corto; agli equinozi dì e notte durano 12 ore.
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Le stagioni sono opposte nei due emisferi; ai poli il dì e la notte durano circa sei mesi.