Perché non abbiamo 2 estati e 2 inverni?

A causa dell'orbita ellittica terrestre, la sua distanza dal Sole varia di quasi 5 milioni di chilometri (147 milioni di chilometri nel punto più vicino e 152 milioni di chilometri nel punto più lontano, cioè quasi il 3% della distanza media).

Come evidente dal fatto che Venere ha un ambiente più caldo di Marte a causa delle loro rispettive distanze dal sole.

Perché allora la Terra non osserva due inverni (nei punti più lontani) e due estati (nei punti più vicini)?

Nota aggiuntiva : so che il cambiamento climatico stagionale della Terra è causato dalla sua inclinazione di 23 gradi che provoca le variazioni di densità della luce solare per gli emisferi.

Ma per me questa distanza di 5 milioni di Km sembra più rilevante dell'inclinazione di 23 gradi.

Ci sono alcune ipotesi errate nel tuo post, quindi è difficile rispondere come richiesto. Ma posso affrontare le idee sbagliate.

1. Le stagioni non sono causate dalla nostra distanza dal sole
Le stagioni sono causate dall'inclinazione di 23,5 ° nell'asse terrestre. Quando l'emisfero settentrionale è inclinato verso il sole (in estate), nell'emisfero australe è contemporaneamente inclinato di distanza dal sole (inverno). Quindi la differenza di temperatura stagionale ha poco a che fare con la posizione della Terra nella sua orbita ellittica. Senza questa inclinazione, non ci sarebbero stagioni e la temperatura giorno per giorno in tutto il mondo sarebbe relativamente uniforme.

2. Anche la temperatura GLOBALE NON è coerente con il nostro cambiamento di distanza.
In effetti, la temperatura media della Terra a livello globale è più calda quando è la più lontana dal sole, più calda di circa 2,3 ° C ( rif ). Questo perché nell'emisfero settentrionale c'è molta più massa terrestre di fronte al sole (quando la Terra è più lontana nella sua orbita). Quindi, anche se c'è meno intensità della luce solare, la terra può essere riscaldata molto più velocemente rispetto ai vasti oceani che devono essere riscaldati al perielio.

Questa incoerenza distanza-temperatura non è unica per la Terra. Guarda la temperatura media degli altri pianeti interni mentre ci allontaniamo dal sole:

1. Mercurio (167 ° C)
2. Venere (460 ° C) ← più lontano, ma più caldo di Mercurio?
3. Terra (14,0 ° C)
4. Marte (-60 ° C)

Venere è in realtà più calda di Mercurio a causa della densa atmosfera di anidride carbonica che causa il riscaldamento globale in fuga. Quindi non è semplicemente la distanza dal sole che determina la temperatura media di un pianeta.

3. C'è solo UN afelio / perielio
Il punto più vicino dell'orbita terrestre (perielio) e il più lontano (afelio) si verificano solo una volta all'anno; non due volte. Questo perché l'orbita ellittica della Terra è tale che il sole si trova in uno dei fuochi, non nel centro (come illustrato di seguito).

^{Si noti che la dimensione dei corpi e l'eccentricità delle orbite sono notevolmente esagerate qui.}

La variazione di 5 milioni di chilometri nella distanza dal Sole può sembrare molto, 5 milioni di chilometri sono una grande distanza, ma non influiscono sul tempo terrestre tanto quanto l'inclinazione assiale. Una variazione del 3% della distanza porta a una variazione del ~ 7% dell'intensità della radiazione solare che raggiunge la Terra, che dia o prenda.

Ma considera le variazioni dall'inclinazione assiale della Terra, e qui userò l'esempio di una posizione a 45 gradi. latitudine, simile alle latitudini di città come New York, Londra, Berlino, Parigi, ecc. Il primo fattore è la lunghezza del giorno. Inclinazione assiale significa che durante l'estate la giornata sarà più lunga e durante l'inverno la giornata sarà più breve. A 45 gradi la latitudine si traduce nel fatto che il Sole si trova sopra l'orizzonte per un totale di 15,5 ore nel solstizio d'estate e solo 8,7 ore durante il solstizio d'inverno. Questa è quasi una differenza di 2: 1 nel numero di ore di luce diurna, che sommerge totalmente una piccola variazione del 7%.

Inoltre, l'angolo del sole in inverno è molto basso, il che significa che la quantità di sole che cade sul terreno è inferiore per area rispetto a se fosse ad un angolo più alto. Nel solstizio d'inverno a 45 gradi. latitudine i raggi del sole sono diminuiti al 37% della loro forza per metro quadrato di terreno rispetto a quanto intensi brillerebbero direttamente sopra una posizione più vicina all'equatore. Ma durante il solstizio d'estate sono il 97% più forti di quanto sarebbero se fossero direttamente sopra la testa. Che è una differenza di 2.5: 1.

Quindi qui hai un totale combinato di circa una differenza del 400% nella quantità di luce e calore che brilla su una determinata zona di terreno ogni giorno tra l'inverno e l'estate.

Sospetto che tu stia pensando che avremmo un'estate quando l'emisfero nord, per esempio, è inclinato verso il Sole, e una seconda estate durante il perielio, quando la Terra è più vicina al Sole. Per prima cosa, il tempismo non funziona; il perielio si svolge all'inizio di gennaio, vicino al mezzogiorno settentrionale. Ciò probabilmente modera gli effetti dell'inclinazione assiale per l'emisfero nord (e li amplifica per l'emisfero sud), ma non è sufficiente per annullarli.

Le altre risposte hanno affermato che l'inclinazione assiale è un fattore più significativo della variazione della distanza dal Sole, ma non hanno spiegato il perché .

Quella che segue è un'ipotesi approssimativa.

La differenza di illuminazione causata dalla distanza variabile dal Sole può essere calcolata dal rapporto tra il perielio e la distanza dell'afelio, che è circa un fattore di 0,967. L'applicazione della legge del quadrato inverso indica che la quantità di luce solare all'afelio è circa il 93,5% di ciò che è al perielio. Riferimento: http://en.wikipedia.org/wiki/Perihelion#Planetary_perihelion_and_aphelion

Nella mia posizione attuale (circa 33 ° di latitudine nord), in questo periodo dell'anno (vicino al solstizio d'inverno settentrionale), riceviamo circa 10 ore di luce solare e 14 ore di oscurità ogni giorno. (Riferimento: l'app meteo sul mio telefono.) Questo è circa l'83% di ciò che otterremmo con 12 ore di luce diurna durante entrambi gli equinozi, e circa il 71% di ciò che otterremmo con 14 ore di luce diurna e 10 ore di buio al giorno durante il solstizio d'estate. L'effetto è maggiore alle latitudini più elevate.

Inoltre, durante l'inverno il sole è più basso nel cielo di quanto non lo sia durante l'estate, il che significa che una determinata quantità di luce solare viene diffusa su un'area più ampia della superficie terrestre, il che rende il rapporto ancora più grande.

Non ho i numeri per questo, ma è abbastanza per dimostrare che l'effetto dell'inclinazione assiale è sostanzialmente maggiore dell'effetto della distanza variabile tra la Terra e il Sole.

Ci sono due fattori qui. Uno è che l'inclinazione di 23 gradi è molto più importante dei minuscoli 5 milioni di Km (ricorda che sono solo 0,033 UA). La prova di ciò è che quando è estate al nord è inverno al sud, indipendentemente dalla distanza.

L'altro è che se non ci fosse inclinazione, avremmo un'estate molto leggera e un inverno molto leggero (molto molto leggero, entrambi) perché il Sole non è al centro dell'ellisse (due punti più vicini e due punti più lontani) ma su un focus (un punto più vicino e un punto più lontano).

È perché l'inclinazione di 23 gradi della terra e l'orbita dell'ellisse della terra intorno al sole.

Se fai un'equazione con tutte le variabili che abbiamo qui

1. 23 gradi di inclinazione della terra
2. Ellisse orbita della terra attorno al sole
3. La velocità della Terra attorno a se stessa
4. Velocità orbitale terrestre attorno al sole
5. Distanza tra la terra e il sole

Quindi noterai una variazione delle condizioni meteorologiche riguardo a queste variabili, quindi abbiamo 2 inverni e 2 estati, ma 2 di questi sono solo uno stato di transizione.
Una prova di ciò, ai poli della terra, possiamo avere solo estate e inverno a causa della limitazione della variabile (1).

Abbiamo 2 estati e due inverni - e anche 2 primavere e autunni. La diversa distanza tra il sole e la terra non causa le stagioni. Sono causati dall'inclinazione della Terra verso il sole in estate e lontano dal sole in inverno.

Gli emisferi nord e sud hanno entrambi le stesse stagioni, ma in periodi opposti dell'anno.
Ad esempio, quando è inverno negli Stati Uniti, è estate in Argentina e viceversa.

Poiché le stagioni negli emisferi nord e sud si verificano in periodi opposti dell'anno, significa che ci sono 2 di ogni stagione o 8 stagioni distinte ogni anno, tra cui 2 estati separate e 2 inverni separati.

Forse questo link potrebbe aiutare:
http://neoprogrammics.com/equinoxes_and_solstices/