O início do outono: o que isso significa?

Muitos meios de comunicação noticiaram que ontem durante a madrugada de 20 de março foi o início do outono.

Mas, o que isso significa? Assim como quando escrevi sobre o início do verão, venho aqui comentar o início do outono.

Astronomicamente, às 2h15min do dia 20 de março, foi o Equinócio de Outono. Equinócio é uma palavra que vem do latim: aequus (igual) e nox (noite), que significa ‘noite igual’. O momento do equinócio é definido como o ponto onde o centro do disco solar cruza uma linha imaginária no céu chamada equador celeste, que é a projeção do equador terrestre no céu.

Figura 1: A linha amarela “Ecliptic” é o plano da eclíptica. A linha pontilhada “Celestial equator” é o plano do equador celeste. Entre os dois planos, há um ângulo de aproximadamente 23,5°. Fonte: Wikimedia Commons.

 

As datas e os horários dos equinócios (de Outono e Primavera) e dos solstícios (de verão e de inverno) não coincidem porque a Terra não faz um movimento com período de exatamente 365 dias em torno do Sol. O período é na verdade de 365 dias 5h e 48 minutos.

 

O Sol se move através de uma linha imaginária no céu, chamada eclíptica.Alguns alunos se assustam quando digo que ‘o Sol se move’. Mas acalmem-se! Eu me refiro ao movimento aparente que o Sol descreve no céu, desde o nascer até o pôr-do-Sol.

Essas duas linhas (o equador celeste e a eclíptica), são na verdade dois planos que circundam o céu, e como o eixo da Terra é inclinado com relação a eclíptica num ângulo de aproximadamente 23,5°, dizemos que o ângulo entre o plano da eclíptica e o plano do equador celeste é de 23,5°. Esses dois planos se encontram em dois pontos, chamados pontos de equinócio.

Eu sei que acabo de fazer uma grande mistura e espero que nenhum amigo matemático leia isso! 🙂 Primeiro me referi a eclíptica e ao equador celeste como linhas. De fato, são linhas, se imaginarmos uma pessoa em qualquer ponto da Terra observando o céu:

Figura 2: Menino observa a trajetória do Sol no céu. Fonte: CDCC-USP

Porém, são planos que se interceptam, se a gente olhar a Terra do espaço, conforme mostra a Figura 1. Quando falamos sobre estações do ano neste post, eu mostrei a figura abaixo:

Figura 3: Inclinação do eixo da Terra. Fonte: adaptado de Wikipedia Commons

Agora sabemos que a linha verde escura é a eclíptica. Eu editei a figura acima com as novas informações que temos:

Figura 4: Figura 3 editada com novas informações. Agora vemos o plano da eclíptica, por onde o Sol realiza seu movimento aparente em torno da Terra (representado em laranja, apenas para caráter didático, pois a escala de tamanho e distância não está correta). O ponto vermelho representa um dos pontos onde ocorre o equinócio.

O ponto vermelho da Figura 4 (também representado pela letra grega gama – γ, na figura 1) é chamado de ponto vernal. São dois os pontos vernais e é onde ocorrem os equinócios. Ao longo de um ano o Sol (para um observador na Terra) faz um circuito completo ao longo da eclíptica. Durante esse circuito completo, haverá dois momentos em que o  Sol passará pelos dois pontos onde o equador celeste e a eclíptica se cruzam (os pontos vernais). Durante este cruzamento, algumas coisas notáveis ocorrem:

– Um observador localizado exatamente na linha do Equador (na cidade de Macapá, por exemplo), vai observar que o Sol vai estar exatamente sobre sua cabeça ao meio-dia. Dizemos que o Sol está no zênite (ponto imaginário do céu localizado exatamente sobre a cabeça do observador).

– O Sol vai nascer exatamente no ponto leste e se por exatamente no ponto oeste durante os equinócios. Nos outros dias do ano, o Sol nasce ligeiramente mais para nordeste ou sudeste e se põe ligeiramente mais para noroeste ou sudoeste.

– A duração do dia claro (período entre o nascer e o pôr-do-Sol) e da noite será aproximadamente igual durante os equinócios. Ou seja: 12h de dia claro  e 12h de noite.

Repare que eu disse que “A duração do dia claro (período entre o nascer e o pôr-do-Sol) e da noite será aproximadamente igual durante os equinócios”. Não são extamente iguais por duas razões:

– O Sol aparece como um disco no céu (que em muitas ocasiões chamamos de disco solar). Esse disco tem um raio de aproximadamente 16 minutos de arco. Durante o nascente, o topo do Sol aparece primeiro e demora alguns minutos até que o centro do disco solar apareça. Como todos os cálculos são feitos com relação ao disco solar, então sempre há uma diferença para alguns minutos;

– A luz solar é refratada pelos gases de nossa atmosfera. Por isso, os raios solares já começam a aparecer até mesmo um pouco antes do sol nascer e continuam até um pouco depois do Sol se por.

Os dois fatores acima combinados fazem com que a duração do dia claro seja um pouco maior que o esperado. Nos equinócios, teríamos pouco mais de 12h de dia claro. Esses dois fatores dependem de seu ponto de localização na superfície terrestre.

Por conta desses feitos, os dias em que o dia claro e a noite possuem exatamente a mesma duração ocorrem um pouco antes do equinócio de outono e um pouco depois do equinócio de primavera. Esses dias são chamados de equilux, palavra que também vem do latim e significa algo como ‘luz igual’ . A data dos equiluxes vai variar dependendo de sua localização no planeta. Além disso, durante todos os dias do ano, o céu  já está claro mesmo pouco antes do nascente e continua claro alguns instantes após o desaparecimento total do disco solar no poente. Esses períodos do dia são chamados de crepúsculo.

Levando em consideração todos esses efeitos mencionados acima, o dia do ano em que ocorre o equilux não coincide com o equinócio. Usando os cálculos desse site, escolhendo a localidade São Paulo-SP, obtive:

O equilux vai acontecer amanhã, dia 24 de março, embora o equinócio tenha ocorrido dia 20 de março às 2h15min. Embora o equinócio ocorra no mesmo dia para qualquer localidade do ano, o equilux pode variar. Determinar o equinócio e o equilux, nos dias de hoje, é uma tarefa relativamente fácil pois já se conhece bem o movimento da Terra em torno do Sol, conhece-se relativamente bem a refração atmosférica e os computadores auxiliam na realização dos cálculos, a ponto de existir um site que faz os cálculos para qualquer localidade do planeta. Visite o Time and Date e faça os cálculos para sua cidade :).

O fato é que com o início astronômico do outono (Equinócio de Outono) até o Solstício de Inverno (que esse ano vai ocorrer dia 20 de junho às 23h09min), o período claro do dia vai ficar gradualmente menor. Nas cidades mais ao sul do Brasil, esse contraste é melhor observado. Nas cidades mais próximas do Equador, os moradores notarão pouca diferença.

Mas até agora, falei essencialmente de astronomia. O que muda no clima com a chegada do outono? Com o outono, principalmente nas regiões Sul e Sudeste, vamos notar que a temperatura vai cair um pouco. Quando digo que a temperatura vai cair um pouco, não significa que não teremos mais dias de calor. Dias de calor podem ocorrer, principalmente quando massas de ar mais seco são predominantes, quando não há nenhuma nuvem no céu. No Sudeste, as chuvas deixarão de ser tão abundantes. Com março indo embora, as águas vão também. Sempre lembrando que em Regiões Tropicais, as estações do ano são melhor definidas pela chuva: estação seca e estação chuvosa.

Leia mais em Dark Sky Diary

Análises e propostas para o ensino de astronomia. CDCC-USP

Recomendo o blog de astronomia de Fernando Tavares

Como será o outono 2012? Veja no site da Climatempo.