Primavera, estate, autunno, inverno. Le stagioni fanno parte della nostra vita quotidiana al punto che le diamo per scontate. Eppure, non sono affatto ovvie. Non esistono allo stesso modo ovunque sulla Terra, non sono sempre state quattro e senza di loro il nostro modo di misurare il tempo – perfino il concetto stesso di “anno” – sarebbe completamente diverso.
Perché abbiamo le stagioni?
Per capirlo dobbiamo fare un passo indietro. Molto indietro: circa 4 miliardi e mezzo di anni fa.
Secondo una delle ipotesi più accreditate, quando la Terra era ancora giovane subì un impatto violentissimo con un corpo celeste grande più o meno quanto Marte, un planetoide chiamato Theia. Da quello scontro nacque la Luna, ma soprattutto successe un’altra cosa fondamentale: la Terra si inclinò. Oggi l’asse di rotazione terrestre è inclinato di circa 23 gradi e mezzo rispetto al piano dell’orbita intorno al Sole. Ed è proprio questa inclinazione – non la distanza dal Sole – la causa delle stagioni.
La Terra compie un giro completo attorno al Sole in circa un anno, ma mentre si muove lungo l’orbita l’asse resta sempre orientato nella stessa direzione nello spazio. Questo significa che, a seconda della posizione della Terra lungo l’orbita, un emisfero risulta inclinato verso il Sole e l’altro inclinato in direzione opposta.
Quando l’emisfero nord è inclinato verso il Sole, il Sole a mezzogiorno appare più alto nel cielo. Sei mesi dopo, quando la Terra si trova dalla parte opposta dell’orbita, lo stesso punto dell’emisfero nord vede il Sole molto più basso. Questa differenza di altezza cambia tutto.
Immaginiamo che il Sole invii verso la Terra 100 raggi di luce, che trasportano energia e calore.
Se il Sole è alto nel cielo, quei raggi colpiscono il suolo in modo più diretto e concentrato. Se invece il Sole è basso, gli stessi raggi si distribuiscono su una superficie più grande. Il risultato è che la stessa energia scalda di meno. Sole alto significa più calore: estate, Sole basso significa meno calore: inverno.
Tra queste due situazioni estreme ci sono le fasi intermedie, quando l’asse terrestre non punta né verso il Sole né in direzione opposta: primavera e autunno.
Quando da noi è inverno, in Australia è estate: come funziona
A questo punto la conseguenza è quasi inevitabile. Se un emisfero è inclinato verso il Sole, l’altro lo è per forza in direzione opposta. Quando nell’emisfero nord è estate, riceve più luce e più calore perché è orientato verso il Sole. Ma questo significa che l’emisfero sud riceve meno luce e meno calore: lì è inverno. Sei mesi dopo la situazione si ribalta.
Lo stesso vale per le stagioni intermedie: quando nell’emisfero nord è primavera, nell’emisfero sud è autunno, e viceversa. Le stagioni sono quindi speculari tra i due emisferi, semplicemente perché condividono lo stesso asse inclinato.
Come mai le stagioni sono quattro: primavera, estate, autunno e inverno
Caldo, freddo e due vie di mezzo: fin qui tutto chiaro. Ma perché abbiamo deciso che le stagioni sono proprio quattro? E soprattutto: quando cominciano e quando finiscono?
La risposta è in parte astronomica e in parte culturale.
I momenti chiave sono quattro eventi astronomici precisi: due solstizi e due equinozi.
I solstizi
Il solstizio d’estate è il momento in cui, per un dato emisfero, l’asse terrestre è orientato nel modo più diretto possibile verso il Sole. Nell’emisfero nord cade di solito il 20 o 21 giugno ed è il giorno con più ore di luce dell’anno, quello in cui il Sole raggiunge la massima altezza nel cielo.
Il solstizio d’inverno è l’opposto: l’asse punta il più possibile lontano dal Sole. È il giorno con meno ore di luce, in cui il Sole rimane molto basso sull’orizzonte.
I solstizi non sono “giorni simbolici”: sono istanti precisi, che avvengono a un’ora ben definita e che possono variare leggermente di anno in anno.
Durante il solstizio d’estate il Sole a mezzogiorno si trova allo zenit lungo un parallelo specifico: il Tropico del Cancro. Durante il solstizio d’inverno succede la stessa cosa sul Tropico del Capricorno. Ed è proprio questo il motivo per cui esistono i tropici.
Gli equinozi
Tra i due solstizi ci sono gli equinozi, che avvengono quando l’asse terrestre non è inclinato né verso né lontano dal Sole. In quei momenti la linea che separa il giorno dalla notte passa esattamente per i due poli. Il risultato è che giorno e notte durano quasi esattamente 12 ore ovunque sulla Terra. Il nome “equinozio” deriva dal latino aequa-nox, “notte uguale”.
Nell’emisfero nord l’equinozio di marzo segna l’inizio della primavera, quello di settembre l’inizio dell’autunno. Abbiamo quindi quattro momenti astronomici ben definiti, e attorno a questi l’uomo ha costruito la suddivisione culturale delle quattro stagioni.
Le stagioni non esistono dappertutto: la spiegazione
Se l’inclinazione della Terra è la stessa per tutti, perché allora le stagioni non sono uguali ovunque? Perché gli effetti dell’inclinazione cambiano drasticamente con la latitudine.
Vicino all’equatore il Sole a mezzogiorno è sempre molto alto nel cielo, tutto l’anno. La durata del giorno varia pochissimo e la temperatura resta quasi costante. Qui non esistono vere stagioni termiche. Quello che cambia davvero è la pioggia. L’aria calda e umida sale, condensa e provoca precipitazioni intense. Questa fascia di piogge si sposta durante l’anno: quando passa sopra una zona c’è la stagione delle piogge, quando si allontana arriva la stagione secca.
Alle medie latitudini (come l’Italia), l’inclinazione dell’asse terrestre produce due effetti molto marcati:
- il Sole cambia molto altezza tra estate e inverno;
- la durata del giorno varia di parecchie ore.
Queste variazioni sono sufficienti a creare quattro stagioni ben distinte, con differenze nette di temperatura, luce e cicli biologici.
Nelle regioni polari l’inclinazione della Terra domina tutto. Qui il Sole può non sorgere per mesi (notte polare) oppure non tramontare mai (giorno polare). In questi luoghi non esistono quattro stagioni come le intendiamo noi. Ci sono piuttosto due grandi periodi: uno dominato dalla luce e uno dal buio. La temperatura dipende quasi esclusivamente da una cosa: se il Sole c’è o non c’è.
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