Il video sopra è stato girato al Polo Sud durante il tramonto polare di marzo 2022. È il momento in cui il sole passa da sei mesi di luce a sei mesi di buio. Durante l’equinozio, il sole si muove lungo l’orizzonte per tutta la giornata. Ma sapevate che il sole durante l’equinozio appare esattamente lo stesso in entrambi i poli nello stesso momento? Video tramite Telescopio del Polo Sud.
Un lettore di EarthSky ci ha inviato una domanda qualche tempo fa, precisamente durante l’equinozio di settembre 2023, chiedendo come appare un equinozio ai Poli Nord e Sud. Sarebbe, a causa della rifrazione, sopra l’orizzonte in entrambi i poli contemporaneamente, e per tutta la giornata? Questo è diventato uno scambio piacevole di email (ci piace molto comunicare con i nostri lettori!) in cui abbiamo discutito sull’argomento dell’equinozio polare. Il nostro lettore, Rod Cavanaugh, aveva tutto chiaro! Voleva assicurarsi che le sue idee fossero corrette… e così era.
Sole dell’equinozio al Polo Nord
Ai poli, l’anno si può dividere in una notte e un giorno, o meglio, sei mesi di oscurità e sei mesi di luce. La transizione tra questi due stati di presenza del sole nel cielo avviene durante gli equinozi. Al Polo Nord, il sole rimane sotto l’orizzonte per tutto l’inverno. Durante l’equinozio di marzo, si mostra sopra l’orizzonte – sorgere polare – per poi rimanere nel cielo per tutta l’estate, sempre più in alto ogni giorno fino al solstizio d’estate. Così, durante il giorno dell’equinozio, segue l’orizzonte per tutta la giornata.
Sorgere polare al Polo Sud a settembre, tramonto a marzo
Al Polo Sud, è il contrario: il sole è stato sopra l’orizzonte per sei mesi, e poi, durante l’equinozio di marzo, il giorno passa attraverso il tramonto polare, verso l’eterna (o, meglio, sei mesi di) oscurità.
Quindi, metà del sole è sotto l’orizzonte e metà è sopra di esso, in entrambi i poli. O almeno così sarebbe senza l’atmosfera terrestre.
La stazione Concordia in Antartide non si trova esattamente al Polo Sud, ma vicino ad esso. Quindi sperimentano la sorgente a agosto, non settembre, e hanno quattro mesi di oscurità, non sei. Qui, i ricercatori celebrano la sorgente alla stazione di ricerca Concordia l’11 agosto 2020. Leggi di più su questa immagine, che è tramite ESA.
Il sole è sopra l’orizzonte in entrambi i poli contemporaneamente
Ma ecco la sorpresa! A causa della rifrazione, un sole sull’orizzonte non sembra essere metà sotto di esso e metà sopra, anche se geometricamente lo sarebbe. L’atmosfera rifrange la luce che colpisce il tuo occhio, in modo che il sole appare circa 1/2 grado sopra l’orizzonte in entrambi i luoghi. Il nostro lettore, Rod Cavanaugh, ha scritto:
Se la rifrazione atmosferica solleva il sole di circa 1/2 grado e il diametro angolare del sole è di circa 1/2 grado, allora al tramonto il sole reale/geometrico dovrebbe essere completamente tramontato nel momento in cui il sole apparente/rifratto tocca per la prima volta l’orizzonte.
Ma dai poli, il centro del sole dovrebbe essere esattamente sull’orizzonte all’equinozio, quindi dovrebbe esserci un intervallo di 1/4 di grado tra il sole apparente e l’orizzonte, il che significa che il sole è completamente sopra l’orizzonte in entrambi i poli all’equinozio.
Quando il sole è appena sotto l’orizzonte, la rifrazione lo solleva facendolo apparire proprio sopra di esso. La quantità di rifrazione vicino all’orizzonte è di circa 1/2 grado, che coincide con il diametro apparente del sole. Immagine da Sciencia58 / Wikipedia (CC BY-SA 4.0).
Non solo sull’orizzonte, ma sopra di esso
Rod ha chiesto se questa situazione apparentemente controintuitiva sia corretta. E in effetti, lo è! Un sole che si trova a 1/2 grado (30 arcminuti) sotto l’orizzonte è rifratto di 33 arcminuti. Ma il sole dell’equinozio è un po’ più alto (non è ancora sotto l’orizzonte, ma è a metà sopra e a metà sotto). Questo significa che ci sarà un’interruzione tra l’orizzonte e il sole. L’interruzione non sarà esattamente di 0,25 gradi, ma la parte superiore sarà rifratta tra 25 e 29 (possiamo assumere 27) arcminuti, e la parte inferiore (0,25 gradi sotto l’orizzonte), circa 31 arcminuti.
Quindi, l’esperimento di pensiero di Rod è corretto. Ci sarà un intervallo di circa un quarto di grado (circa 15 arcminuti), quindi il sole apparirà un po’ sopra l’orizzonte in entrambe le località. Inoltre, il sole apparirà ovale perché il bordo superiore (il lato) è meno rifratto rispetto a quello inferiore.
In sintesi: sappiamo che il sole dell’equinozio sorge a est e tramonta a ovest. Ma cosa succede ai poli della Terra? Si scopre che il sole al Polo Nord è sopra l’orizzonte per tutta la giornata. E appare esattamente lo stesso al Polo Sud!
Riflessione atmosferica spiegata
Guarda il tramonto al Polo Sud sulla Telecamera Live del Polo Sud NOAA/ESRL