I segreti delle stagioni astronomiche. E di quelle meteorologiche

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Pianeta Terra (foto The New York Public Llibrary-Unsplash)
Pianeta Terra (foto The New York Public Llibrary-Unsplash)

La primavera è ormai al suo culmine e, dopo mesi di riposo, la vita si sta rimpadronendo dell’emisfero boreale. Le piante stanno germogliando, i fiori dipingono i prati di sfumature colorate e molti animali sfruttano l’abbondanza di cibo per mettere al mondo la propria prole. E’ incredibile pensare che questo grande fermento sia solo frutto della maggiore energia che raggiunge la superficie terrestre dal sole. Grazie a essa, infatti, le piante producono la biomassa fogliare che va ad alimentare e sostenere le catene alimentari dell’intera ecosfera.  

L’energia solare è, infatti, il fattore dominante che regola i cicli stagionali ed è direttamente correlata con la posizione che la Terra assume durante la sua rivoluzione attorno al sole. In base ai giorni in cui le ore di luce sono minime e massime, detti solstizi, e i giorni in cui le ore di luce e di buio si equivalgono, detti equinozi, s’individuano le cosiddette stagioni astronomiche, di durata trimestrale e uguali per tutto il globo. La stagione invernale ed estiva iniziano rispettivamente agli omonimi solstizi e terminano agli equinozi, mentre la primavera e l’autunno completano il ciclo stagionale iniziando con gli omonimi equinozi e terminando ai solstizi.

Le stagioni dell'emisfero boreale(elaborazione grafica di Patrick  Zulian)
Le stagioni dell’emisfero boreale(elaborazione grafica di Patrick Zulian)

A differenza di come si potrebbe pensare, il fattore principale che determina le variazioni climatiche stagionali, non dipende tanto dalla distanza che la Terra assume rispetto al sole, ma dal fatto che l’asse di rotazione terrestre è inclinato di circa 23 gradi rispetto alla perpendicolare al piano di rotazione attorno al sole. Questa caratteristica geometrica fa sì che in prossimità del solstizio invernale i raggi solari incidano con elevata inclinazione rispetto all’orizzonte e le ore di luce siano ridotte, determinando uno scarso riscaldamento del suolo. Al contrario in prossimità del solstizio d’estate i raggi solari arrivano più perpendicolari e le ore di luce sono elevate, con conseguente riscaldamento del mare e delle terre emerse.  

Inevitabilmente, l’inversione fra estate e inverno determina che gli equinozi siano caratterizzati da un equilibrio fra le ore di luce e di buio e che l’irraggiamento solare sia all’incirca uniforme in entrambi gli emisferi. Queste caratteristiche, unite alla simmetricità terrestre fa sì che le stagioni siano sempre opposte fra emisfero boreale e australe.

È inoltre interessante notare che, nonostante i solstizi rappresentino i massimi e i minimi di irraggiamento solare giornaliero, in realtà essi non coincidano anche con i giorni più caldi o freddi dell’anno. Questa peculiarità deriva dall’effetto di termoregolazione che gli oceani svolgono sul clima globale. Infatti l’acqua oceanica, che ricopre all’incirca il 70% della superficie terrestre, ha un’elevata capacità termica che le permette d’immagazzinare l’energia solare durante i periodi più caldi dell’anno e restituirla poi gradualmente nei mesi successivi, determinando così un più lento riscaldamento e raffreddamento del pianeta. Infatti, alle nostre latitudini, i giorni più freddi dell’anno si verificano a fine gennaio, mentre i giorni più caldi a fine luglio, rispettivamente circa un mese dopo i solstizi. 

La suddivisione astronomica delle stagioni è comoda come punto di riferimento, ma nella realtà non rispecchia esattamente i cambi di stagione climatici. Infatti in termini di temperatura e precipitazioni, i cambi stagionali sono fortemente dipendenti dalla latitudine e dai microclimi locali. Tenendo conto di queste caratteristiche si distinguono le cosiddette stagioni meteorologiche, la cui durata e intensità varia da luogo a luogo. 

Nelle regioni polari, per esempio, si distinguono solo due stagioni, estate e inverno, che vengono scandite dalla presenza o meno del sole sopra l’orizzonte. Nelle zone temperate invece, dove viviamo anche noi, si individuano le classiche quattro stagioni che sono approssimativamente simili a quelle astronomiche, ma sfasate in anticipo di circa 20 giorni. Nelle aree tropicali, invece, si individuano ancora solo due stagioni, quella secca e quella delle piogge, che dipendono da strutture climatiche periodiche come per esempio i monsoni.