Duração do dia

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A duração do dia definida a partir da subdivisão do tempo terrestre tomando-se como referência o Sol é de 24 horas.

Dia solar[editar | editar código-fonte]

O dia solar utiliza o Sol como referência para a determinação do tempo. Nele os dias são divididos em 24 horas tomando-se como base, por exemplo, o momento em que o Sol atinge a posição máxima em relação a uma linha vertical, definindo esse momento como meio-dia. No dia solar as horas subdivididas 60 minutos e os minutos subdivididos 60 segundos, sendo a referência dos relógios, que podem admitir frações de segundo. Em minutos o dia na Terra dura 1.440 min. em segundos dura 86.400 s.

Dia sideral[editar | editar código-fonte]

O dia sideral (rotação) utiliza as estrelas como referência para a determinação do tempo. Devido ao movimento de translação da Terra ao redor do Sol, a duração do dia sideral não coincide com a do dia solar. Entre uma noite e outra a Terra percorre um trecho de sua órbita em torno do Sol. Um dia solar do ano é consequência do movimento de translação. Se, em um ano, um dia solar se deve ao movimento de translação da Terra, em um dia solar, 0.274% dele se deverá ao movimento de translação. Considerando-se um dia solar de 24 horas, ou 1440 minutos, 3,94 minutos seriam consequência do movimento de translação e 23 horas, 56 minutos e 4 segundos consequência do movimento de rotação. A rotação (dia sideral) tem duração menor que a duração de um dia solar. Uma estrela observada numa linha perpendicular ao eixo de rotação da Terra às 00h00 de uma noite será observada, aproximadamente, na mesma linha perpendicular às 23h56m04 na noite seguinte, após uma rotação. Entretanto, durante esta rotação a Terra terá "caminhado" um pouco na sua órbita ao redor do Sol, esta é a diferença entre o dia solar e sideral. O dia sideral médio, considerando as variações elípticas da órbita da Terra, é de 23 horas, 56 minutos e 4 segundos.[1] O dia sideral médio pondera pequenas diferenças que ocorrem durante o afélio da Terra, onde o dia sideral é maior pois a velocidade angular de translação da Terra é menor, e vice-versa durante o perélio, quando a Terra está mais próxima do Sol e a velocidade angular de translação é maior.

Relação do Dia Solar e do Dia Sideral[editar | editar código-fonte]

1 dia solar = 1 dia sideral + um dia solar/365

Dia biológico humano[editar | editar código-fonte]

Pesquisas modernas em ambientes controlados mostram que o ritmo circadiano humano, responsável pela percepção da duração biológica do dia e da noite em adultos, é ligeiramente maior que 24 horas em média. Em estudo conduzido por Czeisler et al em Harvard, o dia biológico humano em adultos saudáveis foi estimado em 24 horas e 11 minutos (± 16 minutos). O relógio biológico humano adapta-se automaticamente com a referência da luz solar regida pelo período de 24 horas.[2]

Duração do dia e da noite[editar | editar código-fonte]

Apesar de no âmbito comum ser algumas vezes freqüente considerar que o dia e a noite têm períodos iguais de 12 horas, essa característica somente acontece na linha do equador (em todas as estações do ano) e no equinócio, que ocorre 2 vezes por ano, e onde os dias e as noites têm períodos iguais em todas as regiões da Terra. Para regiões afastadas da linha do equador e em datas afastadas do equinócio, a variação da duração dos dias e das noites é significativa ao longo do ano. Os solstícios de inverno e verão podem ser definidos a partir dos dias mais curtos e mais longos, respectivamente. Os equinócios e solstícios demarcam o início das estações do ano (verão, outono, inverno e primavera) e podem ser obtidos através da duração do dia solar, medido a partir do momento em que metade do Sol cruza o horizonte na nascente e o momento em que cruza o poente, à exceção se o observador estiver na linha do equador.

Cálculo da duração do dia[editar | editar código-fonte]

A duração do dia e da noite pode ser calculada através da latitude e do dia do ano de interesse:

T_d = \frac{2}{15} \cdot \arccos \left(\min\left(\max(-\tan \phi \cdot \tan \delta, -1), 1\right)\right)

onde

  • T_d é a duração do dia, em horas. A duração da noite é T_n = 24 - T_d
  • \phi é a latitude do local. Observe que o sinal deve ser negativo em cálculos considerando o hemisfério sul.
  • \delta é a declinação do local na data de interesse
  • Observação: as funções mínimo e máximo compatibilizam latitudes elevadas pertencentes aos círculos polares, onde os dias e as noites podem durar 24 horas ininterruptas dependendo da estação do ano.

A declinação, por sua vez, pode ser aproximada, desconsiderando-se as variações da elipsidade da órbita terrestre por:

\delta = 23,45 \cdot \operatorname{sen} \left(\frac{360}{365} \cdot {(284 + n)}\right), com ângulos medidos em graus.

onde

  • n é o número do dia de interesse no ano (1º/jan = 1; 31/dez = 365 ou 366, se bissexto).
  • Observação: o valor 284 é uma referência, em dias, para o ajuste de fase de predição matemática da translação da Terra ao redor do Sol; o valor 23,45° é uma aproximação da inclinação do eixo de rotação terrestre em relação ao plano de órbita de translação, que define as latitudes dos trópicos de Câncer e Capricórnio e dos círculos polares Ártico e Antártico.

Apesar de não considerar as variações do tempo astronômico, sobretudo com relação à elipsidade da órbita terrestre que não subdivide as estações no ano em períodos perfeitamente iguais, a fórmula é uma boa aproximação para o cálculo da duração dos dias e das noites em qualquer localidade e data na Terra. Há de se ponderar, contudo, que a fórmula não é precisa para obter as datas de equinócios e de solstícios: no hemisfério sul a fórmula prevê o equinócio de outono com 3 dias de atraso, o solstício de inverno com 6 dias de atraso, o equinócio de primavera com 10 dias de atraso e o solstício de verão com 9 dias de atraso.

Duração do Ano[editar | editar código-fonte]

De forma análoga ao cálculo do dia e da noite calcula-se a duração do ano. Para a duração do ano terrestre são considerados:[1]

  • Ano sideral, que corresponde ao período de revolução da Terra em torno do Sol, tomando as estrelas como referência até que a Terra ocupe a mesma posição de translação ao redor do Sol. Seu comprimento é de 365,2564 dias solares médios, ou 365d06h09m10.
  • Ano tropical, que corresponde ao período de revolução da Terra em torno do Sol com relação ao Equinócio Vernal, ou seja, o equinócio de primavera no hemisfério norte. Seu comprimento é 365,2422 dias solares médios, ou 365d05h48m46. Como a Terra possui um período de rotação que não é um múltiplo exato do período de translação, o ano tropical é levemente menor do que o ano sideral. O calendário gregoriano rege-se no ano tropical para a determinação dos anos bissextos.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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Referências

  1. a b Kepler de Souza Oliveira Filho, Maria de Fátima Oliveira Saraiva (10 mar 2008). Medidas de Tempo. Página visitada em 2008-03-27.
  2. Human Biological Clock Set Back an Hour (1999). Página visitada em 2007-09-23.