{"id":85,"date":"2014-03-27T13:15:39","date_gmt":"2014-03-27T16:15:39","guid":{"rendered":"https:\/\/sites.ifi.unicamp.br\/imre\/?p=85"},"modified":"2015-06-10T15:04:26","modified_gmt":"2015-06-10T18:04:26","slug":"analisando-as-observacoes-as-estacoes-do-ano","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sites.ifi.unicamp.br\/imre\/analisando-as-observacoes-as-estacoes-do-ano\/","title":{"rendered":"Analisando as observa\u00e7\u00f5es: as esta\u00e7\u00f5es do ano"},"content":{"rendered":"<p><\/p>\n<h2 style=\"font-weight: bold; color: #222233;\">As esta\u00e7\u00f5es do ano e os movimentos do Sol em rela\u00e7\u00e3o a Terra.<\/h2>\n<p style=\"color: #555566;\">As esta\u00e7\u00f5es do ano \u00e9 um tema muito presente no Ensino Fundamental e o seu entendimento est\u00e1 relacionado com diversas disciplinas. Ao se trabalhar este tema \u00e9 importante explicar por que elas acontecem. Entretanto, muitos livros did\u00e1ticos apresentam ou uma explica\u00e7\u00e3o muito dif\u00edcil de ser compreendida por crian\u00e7as, ou simplesmente errada. H\u00e1 maneiras simples de trabalhar este problema e uma delas \u00e9 utilizar algumas das observa\u00e7\u00f5es regulares que propusemos em especial duas citadas abaixo:<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">i) A tabela obtida pelo registro quinzenal da que hora em que o Sol nasce e da hora em ele se p\u00f5e.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">ii) Pelas marcas obtidas pelo registro quinzenal, sempre na mesma hora, da sombra feita pelo sol num objeto.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">Durante o ano o clima onde voc\u00ea mora se altera e dependendo da sua localiza\u00e7\u00e3o na Terra as esta\u00e7\u00f5es podem ser bem marcadas ou n\u00e3o. Esta\u00e7\u00f5es bem marcadas s\u00e3o caracter\u00edsticas de regi\u00f5es fora dos tr\u00f3picos. \u00c0 medida que se aproxima do equador o clima se altera muito menos durante o ano.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">A raz\u00e3o da exist\u00eancia das esta\u00e7\u00f5es e a intensidade de como ocorrem est\u00e1 relacionada com diversos fatores. O efeito mais importante \u00e9 a luz do Sol que ao nos atingir produz calor. A ocorr\u00eancia se deve a altera\u00e7\u00e3o na maneira com que ela atinge o planeta \u00e0 medida que o Sol se movimenta em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 Terra, ao fato da Terra ser redonda e \u00e0 presen\u00e7a da nossa atmosfera.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">Comecemos analisando as observa\u00e7\u00f5es indicadas acima. A\u00a0<em><a href=\"https:\/\/sites.ifi.unicamp.br\/imre\/tabela-campinas-sp-2011-manaus-e-porto-alegre\/\">tabela<\/a><a style=\"color: #22a5a5;\" href=\"http:\/\/imre.ifi.unicamp.br\/textos\/atividades\/24-tabela-campinas-sp-2011\">\u00a0<\/a><\/em>constru\u00edda com os hor\u00e1rios do nascer e do por do Sol durante o ano nos mostrar\u00e1 o seguinte comportamento para o hemisf\u00e9rio sul. No in\u00edcio do ano o tempo de ilumina\u00e7\u00e3o, obtido subtraindo-se a hora do nascer do Sol da hora em que o Sol se p\u00f5e, diminui at\u00e9 chegar ao m\u00ednimo por volta do dia 21 de junho, quando temos a noite mais longa. A partir deste dia o tempo de ilumina\u00e7\u00e3o volta a crescer at\u00e9 aproximadamente o dia 20 de dezembro, in\u00edcio do ver\u00e3o, quando temos a noite mais curta do ano. Como \u00e9 a luz do Sol a maneira com que ele deposita energia no nosso planeta, quanto maior o tempo de ilumina\u00e7\u00e3o mais energia recebemos. Observando os dados da tabela n\u00f3s podemos relacionar este tempo de ilumina\u00e7\u00e3o com as esta\u00e7\u00f5es. Veja a noite mais longa \u00e9 o in\u00edcio do inverno, a noite mais curta o in\u00edcio do ver\u00e3o. A noite de 12h tanto pode ser o in\u00edcio da primavera como a do outono, o que distingue as datas \u00e9 que na primavera o tempo de ilumina\u00e7\u00e3o aumenta, a noite diminui e no outono, o tempo de ilumina\u00e7\u00e3o diminui e a noite aumenta. Em resumo, mais luz produz mais calor, menos luz menos calor e portanto, o tempo de ilumina\u00e7\u00e3o \u00e9 determinante para a mudan\u00e7a do clima.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">Voc\u00ea pode ampliar esta pesquisa se obtiver dados para duas ou tr\u00eas cidades distintas e localizadas em regi\u00f5es bem distintas. Ao comparar os tempos de ilumina\u00e7\u00e3o solar, voc\u00ea ter\u00e1 a explica\u00e7\u00e3o para a semelhan\u00e7a ou diferen\u00e7a entre seus climas exceto por fatores tais como altura ou proximidade do mar.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">Como mencionamos h\u00e1 outros dois efeitos importantes para explicar o clima, a nossa atmosfera e o fato da Terra ser quase uma esfera. A nossa atmosfera funciona para n\u00f3s de uma forma semelhante a um cobertor. Estima-se que ela produz um efeito estufa que resulta no aumento da nossa temperatura de 15 \u00b0C. Quando voc\u00ea come\u00e7a a subir uma montanha a atmosfera acima de voc\u00ea diminui e por isto fica mais frio, o cobertor fica mais fino. Ela tamb\u00e9m produz outro efeito, ela \u00e9 respons\u00e1vel pelo Sol da manh\u00e3 ser menos intenso do que o Sol do meio dia. A luz solar para atingir a superf\u00edcie da Terra atravessa a atmosfera e por isto \u00e9 absorvida. Isto voc\u00ea pode observar facilmente basta ficar cinco minutos sob o Sol da manh\u00e3 e o mesmo tempo sob o Sol do meio dia.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">A explica\u00e7\u00e3o deste fen\u00f4meno \u00e9 que pela manh\u00e3 ou no fim da tarde a luz caminha mais na atmosfera do que ao meio dia. Se ela caminha menos, \u00e9 absorvida menos, sobra mais para quem estiver na superf\u00edcie da Terra. Se ela caminha mais na atmosfera ela \u00e9 mais absorvida. Provavelmente voc\u00ea j\u00e1 leu que o Sol das 10h at\u00e9 \u00e0s 15h n\u00e3o \u00e9 saud\u00e1vel e a raz\u00e3o \u00e9 a mesma, passa mais luz, queima mais a sua pele.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">A explica\u00e7\u00e3o do clima depende muito de como a luz do Sol atinge \u00e0 superf\u00edcie da Terra e por isto o fato dela ser quase uma esfera \u00e9 muito relevante. Para enfatizar a import\u00e2ncia do \u00e2ngulo com que a luz do Sol chega \u00e0 superf\u00edcie da Terra olhemos para dois locais muito especiais, que s\u00e3o os seus polos, o polo norte e o polo sul. Nos globos, por conven\u00e7\u00e3o, o polo norte fica em cima e o polo sul em baixo. Uma caracter\u00edstica destes dois locais \u00e9 que n\u00e3o importa a \u00e9poca do ano eles est\u00e3o sempre gelados. Eles est\u00e3o mais gelados ou menos gelados. Se voc\u00ea olhar, por exemplo, uma\u00a0<a href=\"https:\/\/sites.ifi.unicamp.br\/imre\/files\/2014\/07\/polocamp.jpg\" target=\"_blank\"><em>foto do polo norte<\/em><\/a>\u00a0vai achar que est\u00e1 olhando para um grande congelador de uma geladeira. Voc\u00ea poder\u00e1 ver outras no\u00a0<em><a style=\"color: #22a5a5;\" href=\"http:\/\/psc.apl.washington.edu\/northpole\/NPEO2012\/18.jpg\">portal do NOOA<\/a><\/em>\u00a0e voc\u00ea ver\u00e1 que todas elas mostram um ambiente gelado. Por outro lado, pr\u00f3ximo ao equador o clima \u00e9 sempre\u00a0quente veja, por exemplo, uma foto do\u00a0<a href=\"https:\/\/sites.ifi.unicamp.br\/imre\/files\/2014\/07\/saharades.jpg\" target=\"_blank\"><em>deserto do Saara<\/em><\/a>.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">Utilize\u00a0<a href=\"https:\/\/sites.ifi.unicamp.br\/imre\/files\/2014\/07\/angluzsol.png\" target=\"_blank\"><em>esta\u00a0<em>figura<\/em><\/em><\/a>\u00a0para perceber como o \u00e2ngulo com que a luz do Sol atinge a superf\u00edcie da Terra se modifica muito pelo fato dela ser muito semelhante a uma esfera. Esta figura representa \u00a0sistema Sol e Terra pr\u00f3ximo ao solst\u00edcio de ver\u00e3o do hemisf\u00e9rio sul. Nesta figura voc\u00ea poder\u00e1 observar como o \u00e2ngulo com que um raio de Sol atinge a superf\u00edcie da Terra. Veja que numa certa regi\u00e3o da Terra, pr\u00f3xima ao polo norte, a luz n\u00e3o consegue atingir. Por isto, pr\u00f3ximos aos polos h\u00e1 regi\u00f5es onde em alguns dias de ver\u00e3o o Sol n\u00e3o se p\u00f5e e em alguns dias de inverno o Sol n\u00e3o nasce. Se a Terra fosse plana a diferen\u00e7a entre os \u00e2ngulos seria muito pequena. Voc\u00ea pode utilizando uma lanterna fazer uma demonstra\u00e7\u00e3o simples deste efeito. Incida a luz da lanterna perpendicular ao teto. Voc\u00ea ver\u00e1 que a luz se concentra numa \u00e1rea que aumenta se voc\u00ea inclinar a lanterna. Mais \u00e1rea com a mesma quantidade de luz implica em menor intensidade.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">Voc\u00ea pode estimar este efeito utilizando uma fun\u00e7\u00e3o trigonom\u00e9trica chamada cosseno. O \u00e2ngulo entre a normal \u00e0 superf\u00edcie da Terra e a dire\u00e7\u00e3o com que a luz incide depende da latitude da cidade. Na tabela abaixo est\u00e3o colocados a latitude de algumas cidades e o cosseno do \u00e2ngulo que a luz do Sol faz com a normal nos solst\u00edcios.<\/p>\n<table style=\"color: #555566;\" border=\"1\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\">\n<tbody>\n<tr>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">Cidade<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">Latitude<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">Solst\u00edcio V<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">Solst\u00edcio I<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">Ottawa<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">-45<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">0,38<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">0,93<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">Manaus<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">3<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">0,94<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">0,90<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">Campinas<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">23<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">1,00<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">0,69<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">Porto Alegre<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">30<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">0,99<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">0,60<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">Buenos Aires<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">35<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">0,98<\/p>\n<\/td>\n<td valign=\"top\" width=\"106\">\n<p align=\"center\">0,53<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p style=\"color: #555566;\">Os valores do cosseno do \u00e2ngulo quantificam a mudan\u00e7a na intensidade da luz entre o in\u00edcio do ver\u00e3o e o in\u00edcio do inverno no hemisf\u00e9rio sul. \u00c9 imediata a constata\u00e7\u00e3o de que quando mais afastado do equador, maior latitude, mais varia a intensidade. A causa desta altera\u00e7\u00e3o \u00e9 o lento movimento do Sol em rela\u00e7\u00e3o a Terra, na dire\u00e7\u00e3o norte-sul, que podemos observar pelos registros da sombra do Sol de um objeto fixo. Veja como exemplo as fotos que tirei da minha casa, por volta das 8:30 da manh\u00e3, em dias pr\u00f3ximo aos solst\u00edcios de ver\u00e3o e de inverno.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">Em geral as explica\u00e7\u00f5es s\u00e3o feitas a partir de um observador fora da Terra, em geral a partir do Sol. \u00c9 imposs\u00edvel com o conhecimento de hoje ir at\u00e9 o Sol. Qualquer material conhecido derreteria antes de chegar l\u00e1. Entretanto, para nossa imagina\u00e7\u00e3o n\u00e3o, n\u00f3s podemos imaginar muitas coisas. Por isto, n\u00f3s podemos observando os movimentos do Sol a partir da Terra, onde estamos, e com a ajuda da Matem\u00e1tica determinar exatamente o que esta pessoa observaria.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">A partir do Sol, o movimento que os planetas executam pode ser aproximadamente decomposto em dois, o de rota\u00e7\u00e3o em torno de um eixo que passa pelo seu centro e outro onde o planeja gira em torno do Sol e que \u00e9 chamado de transla\u00e7\u00e3o. Esta pessoa imagin\u00e1ria ver\u00e1 que as esta\u00e7\u00f5es dependem de como o\u00a0<a href=\"https:\/\/sites.ifi.unicamp.br\/imre\/files\/2014\/07\/precessaoterra.gif\" target=\"_blank\"><em>eixo de rota\u00e7\u00e3o da Terra<\/em><\/a>\u00a0se posiciona em rela\u00e7\u00e3o a ela. Como este eixo fica fixo a medida que o planeta faz a sua transla\u00e7\u00e3o faz com que se altere a sua ilumina\u00e7\u00e3o pelo Sol.<\/p>\n<p style=\"color: #555566;\">Hoje utilizando as fotos dos sat\u00e9lites colocados em \u00f3rbita isto pode ficar muito mais evidente como\u00a0<em><a href=\"https:\/\/sites.ifi.unicamp.br\/imre\/files\/2014\/07\/as4estacoes.png\" target=\"_blank\">na foto<\/a><a style=\"color: #22a5a5;\" href=\"http:\/\/imre.ifi.unicamp.br\/images\/stories\/as4estacoes.png\">\u00a0<\/a><\/em>que voc\u00ea pode ver. ( Os originais destas fotos s\u00e3o da\u00a0<a style=\"color: #22a5a5;\" href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Seasons\">Wikipedia<\/a>) Elas mostram como a Terra \u00e9 iluminada pelo Sol no dia que inicia cada esta\u00e7\u00e3o do ano. As fotos da esquerda s\u00e3o dos equin\u00f3cios, primavera e outono, e as fotos da direita s\u00e3o dos solst\u00edcios, inverno e ver\u00e3o. Veja que nos equin\u00f3cios a metade de cima e a de baixo est\u00e3o igualmente iluminadas e nos solst\u00edcios um dos hemisf\u00e9rios fica mais iluminado do que outro. No mesmo dia que a primavera inicia no nosso hemisf\u00e9rio, o outono inicia no outro hemisf\u00e9rio! Quando \u00e9 inverno num hemisf\u00e9rio \u00e9 ver\u00e3o no outro. Tudo isto fica f\u00e1cil de entender se voc\u00ea souber que a ilumina\u00e7\u00e3o que a Terra recebe do Sol \u00e9 praticamente a mesma durante todo o ano. A dist\u00e2ncia da Terra ao Sol muda durante o ano, mas muda muito pouco e por isto a intensidade da luz do Sol que chega a Terra tamb\u00e9m muda pouco.\u00a0 Assim, se um hemisf\u00e9rio recebe mais luz o outro hemisf\u00e9rio tem que receber menos. O dia que marca o in\u00edcio de cada esta\u00e7\u00e3o foi escolhido para enfatizar esta caracter\u00edstica. O in\u00edcio do inverno num hemisf\u00e9rio \u00e9 o dia com menor quantidade de luz, \u00e9 o dia com a noite mais longa e, neste mesmo, dia inicia o ver\u00e3o no outro hemisf\u00e9rio com o dia com maior quantidade de luz, o dia com a noite mais curta. A primavera e o outono come\u00e7am num dia em que a noite tem 12 horas.<\/p>\n<p><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>As esta\u00e7\u00f5es do ano e os movimentos do Sol em rela\u00e7\u00e3o a Terra. As esta\u00e7\u00f5es do ano \u00e9 um tema muito presente no Ensino Fundamental e o seu entendimento est\u00e1 relacionado com diversas disciplinas. Ao se trabalhar este tema \u00e9 importante explicar por que elas acontecem. 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