Solstício

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Iluminação da Terra pelo Sol durante o solstício do hemisfério norte.
Iluminação da Terra pelo Sol durante o solstício do hemisfério sul.

Na astronomia, solstício (do latim sol + sistere, que não se mexe) é o momento em que o Sol, durante seu movimento aparente na esfera celeste, atinge a maior declinação em latitude, medida a partir da linha do equador. Os solstícios ocorrem duas vezes por ano: em dezembro e em junho. O dia e hora exatos variam de um ano para outro. Quando ocorre no verão significa que a duração do dia é a mais longa do ano. Analogamente, quando ocorre no inverno, significa que a duração da noite é a mais longa do ano.


No hemisfério norte o solstício de verão ocorre por volta do dia 21 de junho e o solstício de inverno por volta do dia 21 de dezembro. Estas datas marcam o início das respectivas estações do ano neste hemisfério. Já no hemisfério sul, o fenômeno é simétrico: o solstício de verão ocorre em dezembro e o solstício de inverno ocorre em junho. Os momentos exatos dos solstícios, que também marcam as mudanças de estação, são obtidos por cálculos de astronomia (consulte a tabela abaixo para os valores de alguns anos).


Devido à órbita elíptica da Terra, as datas nas quais ocorrem os solstícios não dividem o ano em um número igual de dias. Isto ocorre porque quando a Terra está mais próxima do Sol (periélio) viaja mais velozmente do que quando está mais longe (afélio).


Os trópicos de Câncer e Capricórnio são definidos em função dos solstícios. No solstício de verão do hemisfério sul, os raios solares incidem perpendicularmente à superfície da Terra no Trópico de Capricórnio. No solstício de verão do hemisfério norte, ocorre o mesmo fenômeno no Trópico de Câncer.


Referências culturais


Em várias culturas ancestrais à volta do globo, o solstício de inverno era festejado com comemorações que deram origem a vários costumes hoje relacionados com o Natal das religiões pagãs. O solstício de inverno, o menor dia do ano, a partir de quando a duração do dia começa a crescer, simbolizava o início da vitória da luz sobre a escuridão. Festas das mitologias persa e hindu referenciavam as divindades de Mitra como um símbolo do "Sol Vencedor", marcada pelo solstício de inverno. A cultura do império romano incorporou a comemoração dessa divindade através do Sol Invictus. Com o enfraquecimento das religiões pagãs, a data em que se comemoravam as festas do "Sol Vencedor" passaram a referenciar o Natal, numa apropriação destinada a incorporar as festividades de inúmeras comunidades recém-convertidas ao cristianismo.

Propriedades


Na linha do equador a duração dos dias é fixa ao longo das estações do ano com 12 horas de luz e 12 horas de noite (ver cálculo da duração do dia para latitude de 0°). Desse modo os solstícios nessa linha não podem ser obtidos através de dias ou noites mais longas e somente podem ser observados através do dia em que o Sol atinge a menor elevação no meio-dia local, podendo o azimute dessa elevação do Sol estar orientado para o norte (solstício de verão no hemisfério norte) ou para o sul (solstício de verão no hemisfério sul). Na linha do equador não há como dizer se um solstício é de verão ou de inverno uma vez que demarcam a separação dos hemisférios norte e sul da Terra.


Nas linhas dos trópicos de Câncer e Capricórnio, os solstícios de verão respectivos a cada hemisfério da Terra coincidem com o único dia do ano em que os raios solares incidem perpendicularmente (ver ilustração).


Nas linhas dos círculos polares Ártico e Antártico, os solstícios marcam o único dia do ano em que o dia ou a noite duram 24 horas ininterruptas considerando a estação do ano: verão ou inverno, respectivamente (ver ilustração).

Equinócio

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Iluminação da Terra pelo Sol no momento do equinócio.
Data e hora UTC dos solstícios e equinócios entre 2002 e 2017[1]
Ano Equinócio
Março
Solstício
Junho
Equinócio
Setembro
Solstício
Dezembro
Dia Hora Dia Hora Dia Hora Dia Hora
2002 20 19:16 21 13:24 23 04:55 22 01:14
2003 21 01:00 21 19:10 23 10:47 22 07:04
2004 20 06:49 21 00:57 22 16:30 21 12:42
2005 20 12:33 21 06:46 22 22:23 21 18:35
2006 20 18:26 21 12:26 23 04:03 22 00:22
2007 21 00:07 21 18:06 23 09:51 22 06:08
2008 20 05:48 20 23:59 22 15:44 21 12:04
2009 20 11:44 21 05:45 22 21:18 21 17:47
2010 20 17:32 21 11:28 23 03:09 21 23:38
2011 20 23:21 21 17:16 23 09:04 22 05:30
2012 20 05:14 20 23:09 22 14:49 21 11:11
2013 20 11:02 21 05:04 22 20:44 21 17:11
2014 20 16:57 21 10:51 23 02:29 21 23:03
2015 20 22:45 21 16:38 23 08:20 22 04:48
2016 20 04:30 20 22:34 22 14:21 21 10:44
2017 20 10:28 21 04:24 22 20:02 21 16:28

Na astronomia, equinócio é definido como o instante em que o Sol, em sua órbita aparente (como vista da Terra), cruza o plano do equador celeste (a linha do equador terrestre projetada na esfera celeste). Mais precisamente é o ponto no qual a eclíptica cruza o equador celeste.


A palavra equinócio vem do latim, aequus (igual) e nox (noite), e significa "noites iguais", ocasiões em que o dia e a noite duram o mesmo tempo. Ao medir a duração do dia, considera-se que o nascer do Sol (alvorada ou dilúculo) é o instante em que metade do círculo solar está acima do horizonte, e o pôr do Sol (crepúsculo ou ocaso) o instante em que o círculo solar está metade abaixo do horizonte. Com esta definição, o dia e a noite durante os equinócios têm igualmente 12 horas de duração.[2]


Os equinócios ocorrem nos meses de março e setembro quando definem mudanças de estação. Em março, o equinócio marca o início da primavera no hemisfério norte e do outono no hemisfério sul. Em setembro ocorre o inverso, quando o equinócio marca o início do outono no hemisfério norte e da primavera no hemisfério sul.


As datas dos equinócios variam de um ano para o outro, devido aos anos trópicos (o período entre dois equinócios de março) não terem exatamente 365 dias, fazendo com que a hora precisa do equinócio varie ao longo de um período de dezoito horas, que não se encaixa necessariamente no mesmo dia. O ano trópico é um pouco menor que 365 dias e 6 horas. Assim num ano comum, tendo 365 dias e - portanto - mais curto, a hora do equinócio é cerca de seis horas mais tarde que no ano anterior. Ao longo de cada sequência de três anos comuns as datas tendem a se adiantar um pouco menos de seis horas a cada ano. Entre um ano comum e o ano bissexto seguinte há um aparente atraso, devido à intercalação do dia 29 de fevereiro.


Também se verifica que a cada ciclo de quatro anos os equinócios tendem a se atrasar. Isto implica que, ao longo do mesmo século, as datas dos equinócios tendam a ocorrer cada vez mais cedo. Dessa forma, no século XXI só houve dois anos em que o equinócio de março aconteceu no dia 21 (2003 e 2007); nos demais, o equinócio tem ocorrido em 20 de março. Prevê-se que a partir de 2044[3] passe a haver anos em que o equinócio aconteça no dia 19. Esta tendência só irá se desfazer no fim do século, quando houver uma sequência de sete anos comuns consecutivos (2097 a 2103), em vez dos habituais três.


Devido à órbita da Terra, as datas em que ocorrem os equinócios não dividem o ano em um número igual de dias. Isto ocorre porque quando a Terra está mais próxima do Sol (periélio) viaja mais velozmente do que quanto está mais longe (afélio).

Referências culturais


Em várias culturas nórdicas ancestrais, o equinócio da primavera era festejado com comemorações que deram origem a vários costumes hoje relacionados com a Páscoa da religião cristã.

Por causa da inclinação axial da Terra, a quantidade de luz solar recebida por um ponto qualquer na superfície terrestre varia ao longo do ano. Isto resulta na variação sazonal do clima, com os verões no hemisfério norte a ocorrerem quando o polo está voltado para o Sol, e o inverno ocorrendo quando o polo está voltado para a direção oposta à do Sol. No hemisfério sul, a situação é invertida, visto que o polo sul está orientado na direção oposta do polo norte. Durante o verão, os dias são mais longos, e o Sol sobe mais alto no céu. Durante o inverno, o clima torna-se no geral mais frio, e os dias mais curtos. As diferenças sazonais aumentam à medida que se viaja em direção aos polos, sendo um caso extremo o que ocorre acima do Círculo Polar Ártico e abaixo do Círculo Polar Antártico, durante uma parte do ano em que tais regiões não recebem luz solar - uma noite polar.

A Terra e a Lua vistas de Marte pelo Mars Reconnaissance Orbiter. Do espaço, a Terra pode ser vista a passar por fases similares às da Lua.


Por convenção astronômica, as quatro estações do ano são determinadas pelos solstícios - os pontos de maior inclinação axial na órbita terrestre - e os equinócios, quando a direção da inclinação axial e a direção ao Sol são perpendiculares. O solstício de inverno ocorre em 21 de dezembro, o solstício de verão em 21 de junho, o equinócio de primavera em 20 de março, e o equinócio de outono em 23 de setembro.[136]


O ângulo da inclinação axial da Terra é relativamente estável durante longos períodos de tempo. Porém, esta inclinação sofre nutação - um movimento ligeiro e irregular, com um período principal de 18,6 anos. A orientação do ângulo também muda com o tempo, completando uma precessão circular a cada 25 800 anos; esta precessão é a causa da diferença entre um ano sideral e um ano tropical. Ambos os movimento são causados pela atração gravitacional variável do Sol e da Terra sobre a saliência equatorial do planeta. Na perspetiva da Terra, os polos terrestres também migram alguns metros por ano ao longo da superfície do planeta. Este movimento polar possui vários componentes cíclicos, que são chamados coletivamente movimento quasi-periódico. Além do componente anual deste movimento, existe um ciclo de 14 meses, chamado de bamboleio de Chandler. A velocidade de rotação da Terra também varia, em um fenômeno chamado de variação da duração do dia.[137]


Em tempos modernos, o periélio da Terra ocorre em 3 de janeiro, e o afélio em torno de 4 de julho. Porém, estas datas variam ao longo do tempo, devido à precessão e outros fatores orbitais que seguem padrões cíclicos conhecidos como ciclos de Milankovitch. A distância variável entre a Terra e o Sol resulta em um aumento de 6,9%[nota 14][138]





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