Perché oggi è il Solstizio d’Inverno?
Il 21 dicembre 2020, alle 11:02, ricorre il solstizio d’inverno. Nei calendari questa data, che spesso ha forti connotazioni religiose e simboliche, indica l’inizio della stagione fredda, ma il suo significato è tutto astronomico.
E non è un caso, perché fin dai tempi più antichi della storia dell’umanità, comprendere il moto del Sole è sempre stata una vera e propria necessità. Dal suo moto si possono prevedere le variazioni stagionali e inserirle in un calendario, qualcosa di fondamentale importanza che può fare la differenza tra la sazietà e la carestia in una civiltà agricola.
L’inizio di una stagione non è una pura formalità da calendaristica, ma un evento astronomico ben definito: ha a che fare con il moto apparente del Sole nella volta celeste e, quindi, con il moto reale della Terra attorno al Sole.
Il moto apparente del Sole
La Terra orbita attorno al Sole su un piano noto come eclittica e allo stesso tempo ruota su sé stessa attorno a un asse di rotazione inclinato di circa 23° rispetto a tale piano. L’unione di questi due moti genera un moto apparente del Sole, quel moto che ogni giorno vediamo compiere alla nostra stella nella volta celeste.
La posizione apparente del Sole nel cielo dipende dalla posizione sulla Terra da cui lo osserviamo ma anche dal momento della giornata e dell’anno in cui ci troviamo. Nel suo percorso giornaliero ci sono tre punti fondamentali: l’alba e il tramonto che sono i momenti in cui il Sole interseca l’orizzonte a inizio e fine giornata (più o meno a est e a ovest, rispettivamente), e il punto di massima altezza sull’orizzonte (la cosiddetta declinazione massima). Possiamo facilmente notare come questi tre punti varino di posizione durante l’anno.
Proprio a causa dell’inclinazione dell’asse terrestre infatti, ci sono alcuni momenti dell’anno in cui il percorso che il Sole traccia nel cielo è più ampio – ossia la sua declinazione è più alta – in uno dei due emisferi e meno ampio nell’altro. Più il percorso è ampio più la declinazione massima è alta e l’alba e il tramonto si spostano verso nord. Meno il percorso è ampio e più la declinazione massima è bassa e l’alba e il tramonto si spostano verso sud.
Nella nostra estate “le giornate si allungano” proprio perché in quel periodo dell’anno il nostro emisfero è diretto verso il Sole, mentre l’emisfero sud, che nello stesso periodo è rivolto in una direzione più inclinata rispetto alla posizione del Sole, si trova nei mesi invernali con giornate più corte.
Se non ci fosse alcuna inclinazione, ossia se l’asse di rotazione fosse perpendicolare all’eclittica, il Sole si troverebbe sempre sul piano dell’equatore, e lo vedremmo sempre alla stessa altezza sull’orizzonte dall’alba al tramonto, non ci sarebbero le stagioni e i poli sarebbero quasi sempre al buio. Se l’asse terrestre fosse inclinato di 90°, solo l’emisfero nord riceverebbe luce e quello sud sarebbe sempre al buio.
Solstizio d’Inverno e Solstizio d’Estate
Il solstizio d’inverno e quello d’estate sono i momenti in cui il Sole raggiunge rispettivamente il massimo e il minimo di declinazione, ossia di altezza sull’orizzonte. Per questa ragione durante il solstizio d’estate si ha il maggior numero di ore di luce di tutto l’anno, mentre in quello d’inverno se ne ha il minor numero.
Dopo il culmine della declinazione al solstizio d’estate, la declinazione massima ricomincia la sua discesa, le giornate ricominciano ad accorciarsi e la stagione a diventare sempre più fredda. Dopo il minimo di declinazione al solstizio d’inverno avviene l’inverso, le giornate ricominciano ad allungarsi e la stagione a diventare sempre più calda.
E gli equinozi?
Gli equinozi d’autunno e di primavera sono il momento dell’anno in cui il Sole passa nei punti di intersezione tra l’eclittica e il piano equatoriale celeste (il piano su cui si trova l’equatore della Terra esteso sulla volta celeste).
In quei momenti il Sole si trova proprio sull’equatore e quindi i due emisferi ricevono uguale illuminazione, i raggi solari arrivano perpendicolarmente all’asse terrestre e le ore di luce sono uguali in ambo gli emisferi.
Il Solstizio d’Inverno nell’analemma solare
L‘analemma solare è la traiettoria che il Sole disegna nel cielo fotografandone le posizioni nei vari giorni dell’anno sempre alla stessa ora. In questo modo si possono tracciare proprio le variazioni di declinazione nel corso dell’anno.
Siccome i solstizi corrispondono ai minimi e massimi di declinazione, nell’analemma si possono ritrovare come il punto più basso e quello più alto del simbolo tracciato nel cielo. Gli equinozi si trovano invece vicini al nodo centrale, più vicini più ci si trova vicino all’equatore. Se riprendiamo un analemma proprio sull’equatore allora i due equinozi coincidono e si trovano esattamente nel nodo. In quel caso i due lobi dell’analemma sono simmetrici.