Nozioni generali di geografia astronomica

ZENIT

Lo zenit è il punto in cui la verticale innalzata sopra la testa di un osservatore incontra la volta celeste.

I MOTI DEI PIANETI INTORNO AL SOLE

- I pianeti visibili ad occhio nudo (Mercurio, Venere, Marte, Giove e Santurno) si distinguono dalle stelle perché cambiano sensibilmente e con regolare periodicità la loro posizione nella volta celeste rispetto agli altri corpi. Il primo a riconoscere chiaramente che i pianeti ruotano intorno al Sole fu Copernico, che, con il suo sistema eliocentrico, rivoluzionò profondamente e in modo definitivo la concezione di Tolomeo che poneva la Terra al centro dell' Universo. Secondo Copernico, però, i pianeti seguivano orbite circolari. Fu Keplero a stabilire che i pianeti percorrono orbite a forma di ellissi, di cui il sole occupa uno dei fuochi. Il movimento dei pianeti attorno al sole è regolato dalle tre leggi di Keplero.
La prima legge afferma che: I pianeti descrivono orbite ellittiche, quasi complanari, aventi tutte un fuoco comune in cui si trova il sole. Il moto di un pianeta intorno a una stella è chiamato rivoluzione. Il senso della rivoluzione intorno al sole è in genere antiorario.
La seconda legge afferma che: Il raggio che unisce il centro del Sole al centro di un pianeta descrive superfici con aree uguali in intervalli di tempo uguali. Le aree sono perciò proporzionale ai tempi impiegate a percorrerle, per cui un pianeta si muove più velocemente quando è più vicino al Sole (al perielio) e più lentamente quando è più lontano (all'afelio).
La terza legge, invece, afferma che i quadrati dei tempi che i pianeti impiegano a percorrere le loro orbite sono proporzionali ai cubi delle loro distanze medie dal sole. Vale a dire che la velocità media di un pianeta è tanto minore quanto più esso è lontano dal Sole.
Fu Newton a intuire l'esistenza di una forza di attrazione tra i corpi e a descriverne gli effetti attraverso la legge della gravitazione universale, in base alla quale "due corpi si attraggono in modo direttamente proporzionale alla loro massa e in ragione inversa al quadrato della loro distanza".
A causa delle forze di gravità, quindi, ogni corpo celeste viene attratto dai corpi celesti circostanti. Un pianeta subisce perciò una forte attrazione dal parte del Sole, relativamente vicino e dotato di grande massa, mentre è debolmente attratto dagli altri pianeti e dalle stelle circostanti; tali azioni impediscono al pianeta di muoversi con velocità costante e in linea retta e lo costringono ad una continua "caduta" verso il Sole.
La validità generale delle leggi di Keplero e di Newton ha trovato un ulteriore brillante conferma con il lancio dei satelliti artificiali e di sonde spaziali. Affinché un veicolo spaziale possa svincolarsi dalla terra, senza rimanere prigioniero in orbita, è necessario imprimergli una velocità iniziale uguale o superiore alla velocità di fuga (per la Terra tale velocità è di ). Questa velocità dipende dalla massa del corpo celeste (maggiore è la massa del pianeta, maggiore è la velocità di fuga) e dal suo raggio. Una volta raggiunta o superata la velocità di fuga, il veicolo può proseguire in modo indefinito nello spazio per inerzia, cioè senza ulteriore spinta. in tali condizioni la traiettoria del veicolo spaziale può venire modificata solo dall'avvicinarsi di un'altro copro celeste.

ZONE ASTRONOMICHE

I due tropici e i due circoli polari rivestono un'importanza particolare per le condizioni di illuminazione e di inclinazione dei raggi solari nel corso dell'anno. Essi dividono la superficie terrestre in 5 parti caratterizzate da condizioni diverse di riscaldamento, chiamate zone astronomiche:
(Da nord a sud)
- La calotta polare artica, che si estende dal circolco polare artico al polo nord;
- la zona temperata boreale, compresa tra il tropico del cancro e il circolo polare artico;
- la zona torrida (o zona intertropicale), limitata dai due tropici e divisa in due dall'equatore;
- la zona temperata australe tra il tropico del capricorno e il circolo polare antartico;
- la calotta polare antartica, dal circolo polare antartico al polo sud.
Nella zona torrida il sole passa allo Zenit di tutti i punti due volta l'anno: all'equatore nei giorni degli equinozi e sugli altri paralleli in giorni diversi. Ai tropici il sole è allo Zenit una sola volta all'anno nel giorno del solstizio di Giugno al tropico del cancro, in quello del solstizio di dicembre al tropico del capricorno. All'equatore il dì e la notte hanno sempre la stessa durata, invece negli altri punti della zona torrida si ha una differenza:ai tropici il dì è più lungo di 13 e 3/4 ore. in questa zona il riscaldamento è sempre molto forte infatti non si puà parlare di vere e proprie stagioni.
Nelle zone temperate il sole non passa mai allo Zenit e i suoi raggi arrivano più o meno obliqui, secondo il periodo dell'anno e la altitudine. A parte i giorni degli equinozi, in cui dì e notte hanno la stessa lunghezza, le durate del dì e della notte presentano differenze che vanno aumentando con la latitudine e con l'avvicinarsi dei giorni solstiziali. Sui circoli polari il dì e la notte più lunghi raggiungono alternativamente, la durata di 48 ore. Nelle zone temperate, quindi, il riscaldamento varia duramente l'anno e si ha una distinzione netta tra le varie stagioni.
Nelle zone Polari i raggi del sole arrivano sempre molto obliqui e addirittura non colpiscono affatto la sua superficie per un periodo tanto più lungo quanto più ci si avvicina ai poli. Dopo l'equinozio di primavera nella calotta artica inizia un periodo di illuminazione che è detto "gran dì", mentre nella calotta antartica inizia "la grande notte"; il contrario si ha invece dopo l'equinozio di autunno. Il gran dì e la grande notte, che vicino ai circoli polari durano pochi giorni, ai poli dovrebbero durare 6 mesi ciascuno, ma la presenza di lunghi crepuscoli, il fenomeno delle aurore polari e la stessa luminosità della luna accorciano sensibilmente il periodo di oscurità completa, cosicché la durata della "grande notte" si aggira intorno ai 100 giorni.