A Terra passa por quatro estações enquanto orbita o Sol, juntamente com o aumento da duração da luz do dia nos seis meses entre o solstício de inverno e o solstício de verão e a diminuição da duração da luz do dia entre o solstício de verão e o solstício de inverno. Também vivenciamos um ciclo de 24 horas que é a rotação diária da Terra, e um ciclo de 28 dias que é a rotação da Lua em torno da Terra. São ciclos que se repetem indefinidamente. No entanto, muitas sutilezas estão escondidas dentro e ao redor desses ciclos, que a maioria das pessoas não conhece, não consegue explicar ou não percebe.
Fato: O Sol não é necessariamente o mais alto ao meio-dia.
A mudança no horário em que o sol está em seu ponto mais alto no céu (meio-dia verdadeiro) varia ao longo do ano. Isto acontece por duas razões: a órbita da Terra é uma elipse, em vez de um círculo, e a Terra está inclinada em relação ao Sol. Como a Terra gira a uma velocidade (quase) constante, mas orbita mais rápido em algumas épocas do ano do que em outras, às vezes a rotação da Terra está à frente ou atrás de seu respectivo orbital em uma órbita circular. A mudança devido à obliquidade da Terra pode ser melhor imaginada imaginando pontos próximos uns dos outros ao redor do equador da Terra. Se você inclinar o círculo de pontos em 23,44 graus (o valor atual da obliquidade da Terra), verá que todos, exceto os pontos agora no equador e nos trópicos, mudam de longitude. Há também uma mudança no horário em que o Sol está mais alto no céu com a longitude geográfica do observador (que é a longitude em que ele reside em seu fuso horário local), mas esse fator é constante para cada longitude.
Fato: Os horários do nascer/pôr do sol não mudam de direção imediatamente nos solstícios.
A maioria das pessoas pensa que, no hemisfério norte, o sol se põe mais cedo no solstício de dezembro e se põe mais tarde no solstício de junho. Na verdade, isso não é verdade. Os solstícios são simplesmente as datas em que a duração da luz do dia é mais longa ou mais curta. No entanto, a mudança na hora do meio-dia verdadeiro traz consigo os horários do nascer e do pôr do sol. No solstício de dezembro, o meio-dia verdadeiro fica mais tarde a uma taxa de 30 segundos por dia. Como não há mudança na duração da luz do dia nos solstícios, o pôr do sol também fica mais tarde a uma taxa de 30 segundos por dia, assim como o nascer do sol. Como o pôr do sol está ficando mais tarde no solstício de inverno, o primeiro pôr do sol já aconteceu. Como o nascer do sol também está ficando mais tarde nesta data, o último nascer do sol ainda está por vir. Acontece também que o pôr do sol mais recente ocorre pouco tempo depois do solstício de verão e o nascer do sol mais cedo ocorre pouco antes do solstício de verão. No entanto, esta diferença não é tão significativa quanto a do solstício de dezembro, porque a mudança do meio-dia devido à excentricidade neste solstício está prejudicando a mudança do meio-dia verdadeiro devido à obliquidade, (a mudança do meio-dia verdadeiro devido à obliquidade é positiva em ambos solstícios), mas a taxa total de mudança ainda é positiva.
A maioria das pessoas sabe que a Terra orbita o Sol numa elipse, em vez de num círculo, mas o valor da excentricidade orbital da Terra é aproximadamente igual a 1/60. Um planeta que orbita o seu Sol periodicamente sempre tem uma excentricidade entre 0 e 1, incluindo 0, mas excluindo 1. Uma excentricidade de 0 significa que a órbita é um círculo perfeito com o Sol no centro e o planeta orbitando a uma velocidade constante. No entanto, tal órbita é extremamente improvável, pois existe um continuum de valores de excentricidade possíveis. A excentricidade, em órbita fechada, é medida dividindo a distância entre o Sol e o centro da elipse pelo comprimento do semieixo maior da elipse. A órbita torna-se cada vez mais longa e mais fina quanto mais próxima a excentricidade chega de 1. O planeta sempre orbita mais rápido quando está mais próximo do Sol e mais lento quando está mais distante do Sol. Quando a excentricidade é maior ou igual a 1, o planeta gira em torno do Sol uma vez e voa de volta ao espaço para nunca mais ser visto.
A Terra passa por oscilações periódicas, conhecidas e nutação. Isto se deve principalmente às forças gravitacionais externas que puxam o bojo equatorial da Terra. O Sol e a Lua puxam a protuberância da Terra, fazendo-a oscilar. No entanto, para observações astronómicas casuais, estes efeitos são insignificantes. A obliquidade e a longitude da Terra têm um período de 18,6 anos, o tempo que a Lua leva para circular através dos seus nodos, e oscilações menores de seis meses e duas semanas, que se devem à órbita da Terra em torno do Sol e da Lua. orbitam ao redor da Terra, respectivamente.
Fato (mais ou menos): a Terra é realmente plana.
Suponho que os católicos da era de Galileu estivessem talvez apenas um pouquinho certos ao acreditar que a Terra era plana. Acontece que a Terra é quase esférica, mas ligeiramente achatada nos pólos. O raio equatorial da Terra é de 6.378,14 quilômetros, mas seu raio polar é de 6.356,75 quilômetros. Conseqüentemente, os geólogos tiveram que apresentar diferentes versões de latitude. A latitude geocêntrica mede a latitude do observador como um ângulo em relação ao equador e ao centro da Terra. A latitude geográfica mede a latitude do observador como um ângulo em relação ao equador e uma linha reta que se estende diretamente abaixo de seus pés. A latitude geográfica é o padrão para traçar mapas e identificar coordenadas. No entanto, o ângulo que mede a declinação Terra-Sol (a que distância ao norte ou ao sul o Sol brilha na Terra, dependendo da época do ano) é sempre medido como um valor geocêntrico.
O eixo da Terra gira lentamente como um pião. Além disso, a elipse que forma a órbita da Terra gira muito gradualmente, fazendo com que a forma traçada pela Terra ao redor do Sol ao longo de muitos anos forme uma margarida. Devido a ambos os tipos de precessão, os astrônomos identificaram três tipos de anos: ano sideral, (365,256 dias), que é uma órbita em relação a estrelas distantes, ano anomalístico (365,259 dias), que é o período de tempo que leva para a Terra viajar do ponto mais próximo (periélio) ao ponto mais distante do Sol (afélio) e vice-versa, e ano tropical (365.242 dias) a duração de um equinócio de primavera até o seguinte.
O astrônomo Milutin Milankovitch descobriu, no início do século 20, que a obliquidade, a excentricidade e a precessão da Terra não são constantes. Durante um período de cerca de 41.000 anos, a Terra completa um ciclo no qual passa de uma inclinação de 24,2-24,5 graus para baixo para 22,1-22,6 graus e vice-versa. Atualmente, a inclinação axial da Terra está diminuindo e estamos exatamente na metade de nossa descida até uma inclinação mínima de 22,6 graus, que atingiremos por volta do ano 12.000. A excentricidade da Terra passa por um ciclo muito mais errático, com um período de 100 mil anos. A excentricidade da Terra varia de cerca de 0,005 a 0,05. Conforme dito no item 8, atualmente é 1/60 ou 0,0166, mas atualmente está diminuindo. Chegará ao mínimo para cerca de 0,006 por volta do ano 28.000. Ele conjecturou que esses ciclos causam as eras glaciais. Quando a obliquidade e a excentricidade são particularmente grandes, e a precessão é tal que a Terra é inclinada diretamente para longe ou diretamente em direção ao Sol no afélio, invernos excessivamente frios resultam no hemisfério inclinado para longe do Sol, com muito gelo para derreter durante a primavera. ou verão.
Devido ao atrito causado pelas marés e pelas partículas espaciais perdidas, a rotação da Terra está desacelerando gradualmente. As estimativas indicam que, a cada século, a Terra leva cerca de um quinhentosésimos de segundo a mais para girar uma vez. Por volta do início da formação da Terra, um dia durava cerca de 13 ou 14 horas, em vez das 24 horas de hoje. A rotação mais lenta da Terra é a razão pela qual adicionamos um segundo bissexto a cada poucos anos. No entanto, o momento em que o nosso sistema de 24 horas deixará de ser válido está tão distante no futuro que poucas pessoas especularam o que faremos quando esse momento chegar. Alguns relatórios sugerem que poderíamos adicionar uma duração extra no final de cada dia, talvez, eventualmente dando-nos dias de 25 horas, ou alterar a duração da hora para dividir os dias mais longos em 24 partes iguais.
Todos os anos, a Lua se afasta cerca de 4 centímetros (1,6 polegadas) de sua órbita ao redor da Terra. Isto se deve às marés que a Lua traz para a Terra. A gravidade da Lua na Terra distorce a crosta terrestre em alguns centímetros. Como a Lua gira muito mais rápido do que a órbita lunar, a protuberância puxa a Lua para frente e a tira de sua órbita.
Você pode notar que os solstícios e equinócios marcam o início de suas respectivas estações, e não o meio. Isso ocorre porque a Terra leva tempo para aquecer ou esfriar. Portanto, as estações estão atrasadas em relação à respectiva duração do dia. Este efeito é denominado atraso sazonal e varia dependendo da localização geográfica do observador. Quanto mais longe se viaja para qualquer pólo, menor tende a ser o atraso. Em muitas cidades norte-americanas, o atraso tende a ser de cerca de um mês, trazendo o clima mais frio por volta de 21 de janeiro e o clima mais quente por volta de 21 de julho. Por exemplo, no final de agosto, você ainda pode estar aproveitando o que resta do verão, vestindo-se com roupas leves, fazendo uma última ida à praia. No entanto, a data, do outro lado do solstício de verão, que traz a mesma duração da luz do dia, seria aproximadamente 10 de abril. A maioria das pessoas nem estaria antecipando o verão naquela época.
