Equinozi e solstizi

Il moto di rivoluzione che la Terra compie attorno al Sole, in circa 365 giorni, 6 ore, 9 minuti (anno solare), avviene con una inclinazione dell’ asse polare pressoché costante di 63°73’ rispetto al piano dell’ eclittica (piano dell’ orbita di rivoluzione attorno al Sole). Questo determina, sulla Terra, l’ alternarsi delle stagioni e , per effetto congiunto con la rotazione terrestre, anche la durata del giorno e della notte nel corso dell’anno.
Infatti, giorno per giorno, la Terra viene a trovarsi in punti diversi dell’ orbita di rivoluzione e viene quindi investita dai raggi solari, con una diversa inclinazione. Ne consegue che i punti della superficie terrestre a diversa latitudine, vengono a trovarsi con differenti condizioni di illuminazione e riscaldamento, quindi, diverse durate del giorno e della notte (tranne che all’ equatore) e diverse condizioni climatiche che, nel tempo, sono state suddivise in quattro fasi annuali, dette stagioni astronomiche . Supponendo, per ipotesi, che l’ asse polare sia perpendicolare al piano dell’ eclittica, ad ogni diversa latitudine terrestre si avrebbe sempre la stessa durata del giorno e della natte e lo stesso irraggiamento solare, di conseguenza non si avrebbero mutamenti stagionali nel corso dell’ anno. Sull’orbita di rivoluzione della terra si possono individuare 4 punti, noti fin dall’antichità e conosciuti con il nome di solstizi ed equinozi. Quando la Terra si trova in una di queste posizioni, i raggi del Sole arrivano perpendicolarmente a uno dei due tropici o all’equatore. In particolare, quando i raggi solari arrivano perpendicolarmente al tropico del Cancro, si parla di solstizio d’estate e ciò si verifica il 21 giugno; quando invece arrivano perpendicolarmente al tropico del Capricorno, si parla di solstizio d’inverno, che si verifica il 21 dicembre; infine, quando i raggi solari sono perpendicolari all’equatore si parla di equinozi, che si verificano due volte l’anno: il 21 marzo, equinozio di primavera, e il 23 settembre, equinozio d’autunno. I punti equinoziali corrispondono ai punti dove la Terra incrocia il piano dell’ eclittica per questo anche detti punti nodali. La perpendicolarità dei raggi solari si verifica dunque, nel corso dell’anno, in una fascia compresa tra 23°27’ di latitudine Nord e 23°27’ di latitudine Sud (il valore di 23°27’ è l’ angolo che forma il piano dell’ eclittica con l’ equatore).
I due paralleli che delimitano questa fascia sono chiamati tropici: quello a Nord è detto tropico del Cancro e quello a Sud è detto tropico del Capricorno. Per due volte, nel corso di un anno, i raggi solari arrivano perpendicolarmente nei punti compresi tra i due tropici.

Per quanto riguarda le date dei solstizi e degli equinozi, occorre specificare che esse sono determinate, non solo dal moto di rivoluzione della Terra, ma anche da altri movimenti che il nostro pianeta compie nello spazio (moti millenari come nutazione e precessione), di conseguenza tali date non sono fisse ma variano nel corso del tempo. Negli ultimi 500 anni abbiamo avuto::

• Equinozi di Primavera: 20 o 21 Marzo (raramente il 19 Marzo)
• Equinozi d ’Autunno: 22 o 23 Settembre (raramente il 24 Settembre)
• Solstizio d’ Estate : 20 o 21 Giugno (raramente il 22 Giugno)
• Solstizio d ’ Inverno: 21 o 22 Dicembre (raramente il 20 Dicembre)

Nel solstizio d’estate la Terra si trova prossima all’afelio e i raggi solari arrivano perpendicolarmente al tropico del Cancro. Di conseguenza i raggi del Sole risultano più vicini alla perpendicolarità nell’emisfero boreale che in quello australe, determinando così un maggior riscaldamento dell’emisfero Nord rispetto a quello Sud. Inoltre il circolo di illuminazione non passa per i poli, ma è tangente a due paralleli posti a 66°30’ di latitudine rispettivamente Nord e Sud, ad essi si dà il nome di circoli polari: circolo polare artico quello a Nord e circolo polare antartico quello a Sud. Ne deriva che il polo Nord sarà sempre illuminato, mentre il polo Sud sarà sempre al buio. Nei due emisferi, poi, la durata del dì e della notte sarà diversa: il dì avrà maggior durata nell’emisfero boreale, il contrario accadrà in quello australe. In conclusione si avrà estate nell’emisfero Nord ed in-verno in quello Sud.

Nel solstizio d’inverno la Terra si trova ancora sulla linea degli apsidi (asse maggiore dell’ orbita ellittica), ma i raggi solari arrivano perpendicolarmente al tropico del Capricorno: avremo allora gli stessi fenomeni di prima, ma invertiti nei due emisferi; di conseguenza anche le stagioni risulteranno invertite: sarà inverno nell’emisfero boreale ed estate in quello australe.

Infine durante gli equinozi i raggi solari arrivano perpendicolarmente all’equatore, di conseguenza il circolo di illuminazione passerà esattamente per i poli. Nessuno dei due emisferi sarà allora privilegiato né per l’inclinazione dei raggi solari, né per la durata del dì o della notte (negli equinozi, infatti, il dì ha sempre la stessa durata della notte). In queste condizioni si avrà un’unica stagione in ambedue gli emisferi, intermedia tra l’estate e l’inverno. Tale stagione viene detta primavera (equinozio di primavera) quando si verifica durante il passaggio dall’inverno all’estate, e autunno (equinozio d’autunno) quando invece si verifica nel passaggio dall’estate all’inverno.