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Durata del giorno e della notte

Scuola secondaria di primo gradoGeografiaDurata del giorno in base alla latitudine e alla declinazione solare: cos H = (sin h₀ - sin φ sin δ) / (cos φ cos δ)

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Informazioni su questo esperimento

A giugno, Londra ha più di 16 ore di luce diurna, mentre Sydney ne ha meno di 10; all’equatore ogni giorno dura circa 12 ore. La ragione è l’inclinazione dell’asse terrestre. Mentre la Terra orbita intorno al Sole, prima l’emisfero nord e poi quello sud si inclinano verso il Sole, così una porzione maggiore di ogni parallelo è illuminata. Scegli un luogo e una data, osserva il parallelo dividersi tra il giorno e la notte e segui le ore di luce diurna durante l’anno.

Obiettivi di apprendimento

  • Spiega perché la durata del giorno cambia nel corso dell’anno a causa dell’inclinazione dell’asse terrestre.
  • Descrivi come la durata del giorno dipende dalla latitudine durante i solstizi e gli equinozi.
  • Spiega il sole di mezzanotte e la notte polare all’interno dei circoli polari.
  • Confronta la durata del giorno negli emisferi settentrionale e meridionale nella stessa data.
  • Calcola l’altezza del Sole a mezzogiorno in base alla latitudine e alla data.

Come si usa

  1. 1Scegli Londra nel solstizio di giugno. Quale parte del cerchio giallo e di quello blu è illuminata? Leggi la durata del giorno.
  2. 2Mantieni la stessa data e scegli Singapore, poi Tromsø. Come cambia la divisione del cerchio?
  3. 3Scegli gli equinozi di marzo e settembre. Che cosa noti riguardo alla durata del giorno ovunque?
  4. 4Confronta le curve arancione e blu sul grafico. Perché sono immagini speculari?
  5. 5Trova la latitudine più bassa in cui ci sono 24 ore di luce durante il solstizio di giugno. Quale linea del globo è?
  6. 6Disattiva l’impostazione della rifrazione. Perché il giorno si accorcia di alcuni minuti?

Il modello

Declinazione del Sole: la latitudine in cui si trova allo zenit a mezzogiorno del giorno d
Angolo orario H del tramonto alla latitudine φ; h₀ è −0,833° con la rifrazione e 0° senza
Durata del giorno: la Terra ruota di 15° all’ora
Altezza del Sole sopra l’orizzonte a mezzogiorno solare locale

Ipotesi

  • La Terra è una sfera con l’asse inclinato di 23,44° e l’orbita è considerata circolare, quindi la declinazione segue un semplice coseno. Le date effettive dei solstizi e degli equinozi possono differire di uno o due giorni.
  • Gli orari sono espressi in ora solare locale, con il mezzogiorno nel momento in cui il Sole è più alto. L’ora indicata dall’orologio dipende anche dai fusi orari, dall’ora legale e dall’equazione del tempo.
  • Con la rifrazione attivata, l’alba e il tramonto si verificano quando il bordo superiore del Sole tocca l’orizzonte, come negli almanacchi. Non si tiene conto di colline, edifici né dell’altezza dell’osservatore.
  • L’anno ha 365 giorni; gli anni bisestili sono ignorati.

Provalo in classe

  1. Q1Perché la durata del giorno all’equatore è quasi esattamente di 12 ore tutto l’anno?
  2. Q2Durante gli equinozi, ogni luogo ha circa 12 ore di luce diurna. Usa il globo per spiegare perché.
  3. Q3Perché la durata del giorno cambia molto di più nel corso dell’anno in una città a 60° N che in una città a 30° N?
  4. Q4Come sarebbe la durata del giorno nel corso dell’anno se l’asse terrestre non fosse affatto inclinato?
  5. Q5Spiega perché il periodo più caldo dell’estate arriva spesso diverse settimane dopo il giorno più lungo.

Domande frequenti

Perché all’equinozio il giorno dura ancora leggermente più di 12 ore?

L’atmosfera devia la luce solare oltre l’orizzonte e l’alba viene considerata tale quando appare il bordo superiore del Sole, non il suo centro. Insieme, questi effetti aggiungono alcuni minuti a ciascuna estremità del giorno. Disattiva la rifrazione per vedere le 12 ore puramente geometriche.

Perché nei luoghi all’interno del Circolo Polare Artico c’è il sole di mezzanotte?

A giugno il Polo Nord è inclinato di 23,44° verso il Sole. Ogni punto entro 23,44° dal polo rimane nella metà illuminata della Terra per tutta la sua rotazione, quindi il Sole non tramonta mai.

Il giorno più lungo coincide con quello in cui il Sole sorge più presto?

Non esattamente. Anche gli orari di alba e tramonto si spostano a causa dell’equazione del tempo; perciò, in molti luoghi, l’alba più precoce si verifica alcuni giorni prima del solstizio di giugno e il tramonto più tardivo alcuni giorni dopo.