Zone astronomiche e la luna

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Zone astronomiche e la luna

Zone astronomiche

In conformità a tutto quello che è stato detto finora possiamo convenzionalmente suddividere il nostro globo in cinque zone. In tali fasce dette zone astronomiche, le condizioni di irraggiamento solare determinano particolari caratteristiche climatiche. La delimitazione di queste fasce si basa su alcuni paralleli particolari, di cui abbiamo già parlato prima. Si osserva una situazione speculare fra l’emisfero Nord e quello Sud: circolo polare, tropico, equatore. Bisogna considerare in ogni caso che la diversa distribuzione di terre emerse e oceani nei due emisferi comporta differenze enormi tra i due emisferi stessi. Sappiamo che i continenti si estendono soprattutto nell’emisfero Nord. Per tale ragione non si tratta di vere e proprie zone climatiche. Vediamo quali sono questi paralleli particolari: tropico del cancro 23°27’ nord, tropico del capricorno 23°27’ sud; circolo polare artico 66°33’ nord, circolo polare antartico 66°33’. Il Sole raggiunge lo zenit solo all’interno della fascia tropicale. Mentre oltre i circoli polari avviene:

a nord nel solstizio d’estate (21 giugno) il sole si trova allo zenit sul tropico del cancro e la superficie terrestre è completamente illuminata per tutto il giorno;
a sud durante il solstizio d’inverno (22 dicembre) il sole si trova allo zenit sul tropico del capricorno e l’area al di sotto del circolo polare antartico è illuminata per tutto il giorno

Analizziamo le fasce astronomiche:

Zona torrida o intertropicale è la zona compresa tra i due tropici e divisa a metà dall’equatore. In questa zona il clima che si registra è caldo ed uniforme, perché i raggi solari colpiscono perpendicolarmente la superficie terrestre, gli angoli d’incidenza sono molto ampi (da 45° a 90°). Questa forte irradiazione causa un notevole riscaldamento del suolo. Di conseguenza anche l’aria risulta molto più calda, poiché riceve per irraggiamento parte del calore dal suolo. In questa zona fa sempre caldo e non c’è una vera e propria variazione climatica fra stagioni. All’equatore il sole si trova due volte l’anno allo zenit (durante gli equinozi), mentre ai tropici una sola volta l’anno (solstizio). All’equatore il dì è sempre = alla notte. Negli altri punti della zona le differenze sono minime. Anche per questa ragione ci sono poche differenze stagionali.
Zona temperata boreale e la zona temperata australe: sono delimitate rispettivamente dal tropico del cancro e il circolo polare artico e dal tropico del capricorno e il circolo polare antartico. In queste aree il sole non si trova mai allo zenit, la sua altezza varia tra 23°27’ e 0°. Per tale motivo a seconda della latitudine troviamo condizioni climatiche molto differenziate tra loro. Quindi le stagioni sono evidenti e marcate. La differenza di durata del dì e della notte procede progressivamente andando dai tropici verso i poli; nello stesso verso aumenta anche la durata dei crepuscoli. Nei paesi più a nord dell’Europa d’inverno ci sono notti lunghissime e d’estate notti brevissime. In questa stagione il sole dopo il tramonto si pone a pochi gradi sotto l’orizzonte, perciò la diffusione della luce crea crepuscoli molto lunghi
Zona polare artica a Nord e zona polare antartica a Sud. Queste zone sono comprese all’interno dei rispettivi circoli polari. In queste zone i raggi solari incidono la superficie terrestre con angoli molto obliqui. Per questa ragione scarso è il loro potere calorifico. Caratteristico di queste zone è il fenomeno del sole a mezzanotte, ciò capita durante i solstizi, in cui il Sole si mantiene sempre sopra l’orizzonte. Siccome c’è anche una enorme rifrazione (maggiore strato dell’atmosfera da attraversare) il sole si vede anche di notte. Nel polo Nord durante il solstizio d’estate, mentre nel polo Sud durante il solstizio d’inverno. Nelle zone polari non si può parlare di quattro stagioni, ma vi sono solo 2 e sono chiamate il gran dì e la grande notte. In teoria tali stagioni dovrebbero durare 6 mesi ciascuna, invece la grande notte polare dura solo tre mesi a causa della particolare lunghezza dei crepuscoli.

La luna

La luna è l’astro più familiare a tutti noi. È il satellite più interno del sistema solare. Come abbiamo già detto alcuni pianeti non hanno satelliti come Mercurio e Venere. Anche la Luna può essere rappresentato da un ellissoide, ma la sua forma reale si discosta da quella ideale, in quanto anche la luna presenta rilievi e depressioni.
Dati tecnici: raggio medio = 1738 km (1/4 di quello terrestre); massa è pari a 1/81 di quella terrestre; gravità = a 1/6; la densità media = a 3,3 g/cm3. Le considerazioni dopo questi dati sono: la Luna risulta il più grande satellite del sistema solare (il sistema Terra-Luna si può considerare come sistema a 2 pianeti che ruotano attorno ad un baricentro comune situato all0’interno della Terra, perché la massa del nostro pianeta è molto più grande).
La Luna presenta alcune caratteristiche simili a quelle dei pianeti terrestri. La Luna a causa del valore basso della gravità e ad una bassa velocità di fuga (è quella velocità cui devono giungere i corpi per sfuggire alla forza di gravità, per allontanarsi dal pianeta) ha perso nel tempo gradualmente la sua atmosfera fino a non averne per niente attualmente.
La mancanza di atmosfera provoca la mancanza di crepuscoli: il circolo di illuminazione è netto, il passaggio dalla luce al buio è repentino. In assenza di atmosfera i raggi del sole colpiscono la superficie lunare provocando un forte riscaldamento durante il dì (anche 110°C), mentre la notte a seguito dell’alta escursione si ottengono temperature anche fino a 150°C. Il potere riflettente della superficie lunare (albedo) è molto alto. Inoltre altra conseguenza della mancanza dell’atmosfera è che gli impatti con meteore causano maggiori danni. Non c’è il gas dell’atmosfera che frena e quindi consuma parte delle meteoriti. Per questo la Luna presenta la superficie simile a quella di Mercurio e Venere, cioè ricca di crateri. Non ultimo è da considerare che il paesaggio lunare è piuttosto statico, non cambia di molto, perché non avvengono i fenomeni atmosferici, che sono i principali fattori nel modellamento della nostra superficie terrestre. Le prime osservazione della superficie lunare sono state fatte da Galileo nel 1610. Egli ne individuò subito alcune strutture che riprodusse su alcune carte, dando l’avvio alla cartografia lunare. Si distinguevano all’osservazione zone più chiare, interpretate come continenti, e zone più scure, pianeggianti, considerate mari.
Movimenti
Analogamente a tutti gli altri astri del sistema solare anche il nostro satellite compie due importanti movimenti:

Rotazione la Luna ruota intorno ad un asse inclinato circa 7° rispetto alla perpendicolare al piano dell’eclittica. Il tempo di rotazione è pari a 27 g 7 h, questo periodo è uguale a quello richiesto per descrivere un’orbita intera. Per questo motivo la Luna rivolge verso la Terra sempre la stessa faccia. Siccome anche la Luna ha forma ellissoidale, la Terra esercita maggiore attrazione sul rigonfiamento equatoriale.
Rivoluzione L’orbita ellittica ha una bassa eccentricità. Si individuano due punti: perigeo (distanza minima dalla Terra); apogeo (massima distanza dalla Terra). Il piano dell’orbita lunare forma con il piano dell’orbita terrestre un angolo di 5°09’. I due piani si intersecano fra loro in due punti detti nodi. Analogamente a quanto succede con la Terra, il periodo di rivoluzione varia in funzione di cosa si prende come riferimento. Abbiamo un mese lunare sidereo, che impiega 27g 7h 04’ 11’’, quando si considera una stella. Mentre il mese lunare sinodico (29g 12h 44’ 03’’), quando prendiamo come riferimento la linea passante per la Terra e per il sole (linea dei nodi). La maggiore durata del giorno sinodico dipende dal fatto che, mentre la Luna compie la sua orbita intorno alla Terra, anche il pianeta rivoluziona in torno al Sole. Quando la Terra si trova ad un certo punto A della sua orbita, dalla Luna si vedono culminare su un altro punto P sia il Sole sia la stella. Per ottenere la culminazione solo del sole bisogna aspettare che la Luna compia ancora un piccolo arco della sua orbita. Questo angolo risulta calcolato pari a circa 27°. Se si imposta la seguente proporzione:

360° : 27g = 27° : x x = 27g*27° ≈ 2g
360°
Fasi lunari ed eclissi
Nel suo movimento di rivoluzione la Luna assume nel cielo varie posizioni, queste consentono di visualizzare porzioni diverse della sua superficie. Quindi succede nell’osservazione notturna di un cielo sereno, che la Luna non sempre è visibile e quando lo è se ne vedono parti e solo raramente per intero. Si può affermare che c’è una certa periodicità di queste variazioni. Nel trascorrere di un mese lunare (approssimato a 28 giorni), si susseguono molte fasi. Si è deciso per convenzione di considerarne solo 8 posizioni principali:

Sigizie, quando Terra, Luna e Sole sono perfettamente allineate
Quadrature , quando la Luna si trova a 90° rispetto all’allineamento Sole Terra
Ottanti sono le quattro posizioni intermedie

Partiamo con il disco lunare perfettamente visibile. Luna piena o plenilunio quando la Luna si trova in opposizione al Sole (successione: Sole → Terra →Luna); sulla Terra si vede perfettamente l’emisfero illuminato. La Luna è visibile per tutta la notte (sorge alle 18 e tramonta alle 6). In una situazione diametralmente opposta abbiamo la luna nuova o novilunio, quando la Luna si trova in congiunzione al Sole,cioè dalla stessa parte (successione: Sole →Luna → Terra), in questa posizione volge alla terra il suo emisfero buio. La luna è visibile durante il dì (sorge alle 6 e tramonta alle 18) appare come un disco pallido. La Luna non si dovrebbe vedere perché volge verso la Terra il suo emisfero buio, ma risulta visibile grazie al fenomeno della luce cinerea: la luce solare colpisce la Terra che ne riflette una parte in direzione della Luna, che a sua volta le riflette e quindi appare debolmente illuminata. A partire da novilunio dopo 1/8 di giro la Luna appare come una falce quindi proseguendo il suo giro fino ad 1/4 si ha il primo quarto in questa posizione giunge alla Terra la visibilità di metà dell’emisfero (sorge alle 12 e tramonta alle 24). Al punto di aver percorso 3/8 di giro la Luna mostra verso la Terra una gobba si ha la luna gibbosa . Quindi abbiamo la Luna piena dopo 1/2 di giro. Nella posizione di 5/8 si ha di nuovo una gobba luna gibbosa . Nell’ultimo quarto la Luna ha compiuto 3/4 della sua orbita. Abbiamo di nuovo la visibilità di metà dell’emisfero luminoso. Infine si ottiene a 7/8 di giro di nuovo una piccola porzione illuminata a forma di falce. Per individuare in quale momento del ciclo si trovi la Luna al momento dell’osservazione, possiamo basarci sul detto popolare: “gobba a ponente luna crescente, gobba a levante luna calante”.
Nelle posizioni della luna nuova o luna piena di solito il nostro satellite non si trova allineato con il Sole e la Terra. Accade in alcuni momenti che si verificano allineamenti Tera-Luna-Sole. Questi allineamenti causano le eclissi. I piani orbitali lunare e terrestre non sono coincidenti, altrimenti si sarebbero verificato per ogni mese lunare due allineamenti: in congiunzione avremmo un eclissi di Sole (successione: Sole →Luna → Terra); in opposizione (successione: Sole → Terra →Luna) avremmo una eclissi di Luna. L’eclissi si verificano solo quando la Luna transita in prossimità di uno dei nodi. Durante l’eclissi di Luna la Terra proietta un cono d’ombra la cui dimensione è circa 3 volte il diametro della Luna, perciò il satellite impiega un ceto tempo per entrare e uscire da tale cono e l’eclissi può durare anche 100’. Questo fenomeno si può osservare da un’ampia porzione della superficie terrestre: tutti i punti che hanno la Luna sopra l’orizzonte.
L’eclissi di Sole è visibile solo da una piccola porzione della nostra superficie terrestre, perché il cono d’ombra (eclissi totale) che la Luna proietta sulla terra è molto più piccolo rispetto al diametro della Terra stessa. Il cono di penombra (eclissi parziale) è invece più grande e quindi interessa una porzione più ampia. L’eclissi di Sole può essere diversa a seconda se la Luna si trova all’apogeo o al perigeo.

Fonte: http://www.giottoulivi.it/studioinrete/scienze_Santoro/3_Zone_astronomiche_-_luna.doc

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