As Quatro Estações

   Todos nós, ou vários de nós, aprendemos que o que causa as  estações do ano era porque a Terra estaria mais próxima do sol em certa época do ano (verão) e porque estava afastado em outra (no inverno), pois a Terra movimenta-se em torno do Sol em uma trajetória elíptica (elipse) em que o Sol fica em um dos focos desta elipse. Esta versão está errada. 

    De fato o movimento da Terra em torno do Sol é elíptica, porém não é suficiente para causar a diferença nas estações do ano. 

Observe a figura abaixo:

     A figura de cima apresenta três elipses. A elipse possui dois focos e possui uma propriedade que chamada excentricidade que é uma relação indireta da distância entre os dois focos, quanto maior a excentricidade maior a distância entre os focos e mais deformado se torna o círculo.

    Veja na figura abaixo como se dá a forma da elipse para algumas excentricidades.

    Embora em muitas fontes didáticas a trajetória da Terra está exagerada, sua excentricidade é tão pequena (excentricidade da Terra é 0,0167) que a diferença entre os ponto de maior distância e menor distância do Sol, causa pouca variação na quantidade de  luz solar que irradia sobre nosso planeta.

    Mas então, o que causa esta diferença nas estações?

    Para responder a esta pergunta precisamos lembrar de dois movimentos naturais do nosso planeta, o movimento de translação e o movimento de rotação.
   O Movimento de translação é aquele em que a Terra percorre a trajetória elíptica em trono da nossa estrela. Uma das consequências deste movimento é o ano. Quando a Terra completa uma volta em torno do Sol, um ano terá passado.

    O movimento de rotação por sua vez é movimento que a Terra faz em torno de um eixo imaginário que passa por seu centro.

     O primeiro importante ponto é que a terra ao fazer seu movimento de rotação está inclinado com relação ao plano da translação da Terra, elas não são perpendiculares.

     Esta inclinação é a responsável pela diferença de luminosidade que a Terra recebe que tem como consequência as estações. 

    Na figura acima por causa da inclinação no eixo de rotação o Hemisfério Sul da Terra recebe maior quantidade de luz que o Hemisfério Norte. Nesta situação será verão no hemisfério Sul e inverno no hemisfério norte. Os dias tornam-se mais longos no Hemisfério sul e mais curtos no hemisfério norte.

    Nesta situação está incindindo mais luz no hemisfério norte que no hemisfério sul, logo é verão no norte e inverno no sul.

    Nas duas situações intermediárias acontecem os equinócios de outono e equinócio de primavera, neste ao se aproximar da data dos equinócios os dias tornam-se com mesma duração e depois da data do equinócio voltam a tornar-se mais curtos quando se aproxima do inverno e mais longo quando se aproxima do verão.