Foto: Jordi Campos

El grau d’inclinació de l’eix de rotació de la Terra és justament l’origen de les estacions. La Terra gira com una baldufa, però amb l’eix lleugerament inclinat, concretament 23,5 graus al llarg de tot l’any. En el seu gir al voltant del Sol, els rajos solars li cauen més verticals sobre l’hemisferi nord els mesos del nostre estiu, i a l’inrevés passa amb l’hemisferi sud.

Aquesta inclinació fa que la Terra, en  el seu viatge anual al voltant del Sol, quedi més o menys exposada als rajos solars al llarg de l’any. Durant l’hivern boreal (el nostre) és l’hemisferi sud el que queda més exposat al Sol (allí és l’estiu). A l’estiu, en canvi, passa justament el contrari: és l’hemisferi nord el que queda més exposat al Sol.

Joan Anton Català, astrònom i divulgador científic, explica que sovint es creu, erròniament, que les estacions de l’any són causa de la distància entre el Sol i la Terra, ja que la Terra dibuixa una el·lipse en el seu gir anual al voltant del Sol, però la veritat és que aquest factor no hi té res a veure.

Equinoccis, solsticis i estacions

El dia que entra la primavera o la tardor (equinocci de primavera o de tardor) és el moment en què els rajos solars arriben directament a l’equador, és a dir, de manera perpendicular en un angle de 90 graus. En aquest moment a Barcelona, que es troba a 41 graus de latitud nord, el Sol es troba a una altura respecte de l’horitzó de 49º ( 90º-41º).

Durant el solstici d’estiu l’hemisferi nord està orientat cap al Sol. Els rajos arriben directament al tròpic de Càncer, situat a 23,5 graus de latitud nord. A aquella latitud (semblant a la de les illes Canàries) en aquell moment el Sol es troba molt amunt, a una altura de 90 graus. Cal tenir present que els rajos solars, com més perpendiculars, més escalfen. A Barcelona aquell dia el Sol es troba també força alt en l’horitzó, respecte al qual fa un angle de 72 graus.

El solstici d’hivern correspon al moment en què els rajos solars arriben de manera més indirecta a l’hemisferi nord. Llavors és l’hemisferi sud el que hi queda exposat més directament. El dia del solstici d’hivern els rajos del sol arriben perpendiculars al tròpic de Capricorn (situat a 23,5 graus de latitud sud). Allà aquell dia, per tant, el Sol es troba a una altura de 90 graus respecte de l’horitzó. A Barcelona, en canvi en aquell moment es troba molt més baix respecte de l’horitzó: fa un angle de 25 graus.

Font: Joan Anton Català

En definitiva, i per simplificar-ho, podríem dir que  les quatre estacions es corresponen amb les successives altures a què va arribant el Sol sobre l’horitzó.

Per què escalfa tant, el sol, a l’estiu?

A l’estiu els rajos solars arriben de manera força perpendicular a la nostra latitud. Això fa que, tal com passa en el cas d’una llanterna que s’enfoca verticalment cap a la superfície, l’energia quedi concentrada en una superfície molt petita i l’energia per unitat de superfície és, aleshores, relativament gran.

A l’hivern, per contra, la quantitat d’energia per unitat de superfície és molt petita perquè els rajos solars arriben molt més inclinats. Així doncs, la mateixa quantitat d’energia queda repartida en una àrea molt més gran, i escalfa menys. Seria com si enfoquéssim la llanterna cap a la superfície però col·locant-la més avall i de manera inclinada.

L’ombra més curta i més llarga de tot l’any

És per aquest motiu que el dia del solstici d’hivern al migdia projectem l’ombra més llarga de tot l’any, i el dia del solstici d’estiu, la més curta.

A @btveltemps vam dur a terme diversos experiments en directe per tal de comprovar-ho.

A més, cal afegir que el dia del solstici d’estiu és el més llarg de l’any, ja que el Sol es troba al seu punt més alt. Aquest 2019 l’estiu començarà el divendres 21 de juny a les 17.54 h.