Duração do dia por latitude

No solstício de junho, Londres tem cerca de 16 horas e 38 minutos de luz, e uma cidade no equador, cerca de 12 horas e 7 minutos.

O círculo de iluminação

A qualquer momento, metade da Terra está iluminada e metade está escura. A linha entre elas, desenhada em laranja no modelo, é um círculo máximo chamado círculo de iluminação, ou terminador. Ele fica sempre voltado diretamente para o Sol. Como o eixo é inclinado, esse círculo geralmente divide os paralelos em partes desiguais. Ao girar uma vez por dia, um lugar em determinada latitude percorre seu paralelo e passa parte do trajeto na luz e parte na escuridão. A fração iluminada desse círculo é a fração das 24 horas que corresponde ao dia.

O equador é especial. O círculo de iluminação sempre o divide exatamente ao meio, em qualquer estação, por isso dia e noite no equador duram cerca de 12 horas o ano inteiro. Ao se afastar do equador em direção ao hemisfério inclinado para o Sol, uma parcela maior do seu paralelo fica iluminada; em direção ao outro polo, uma parcela menor. É por isso que a variação na duração do dia aumenta com a latitude.

A equação do nascer do Sol

É possível calcular a duração do dia. São necessários dois números: sua latitude φ e a declinação solar δ, que é a latitude onde o Sol fica diretamente a pino naquele dia. O Sol nasce e se põe quando o ângulo horário H satisfaz cos H = −tan φ × tan δ. A Terra gira 15° por hora, portanto o dia dura 2H ÷ 15° horas. Na calculadora solar da NOAA, usa-se uma versão um pouco mais completa, cos H = (cos 90.833° − sin φ sin δ) ÷ (cos φ cos δ), pois o ar desvia a luz solar acima do horizonte e o nascer do Sol é contado a partir da borda superior do disco solar, não do centro. Essa correção acrescenta alguns minutos; por isso, no modelo, você vê 12 h 7 min no equador em vez de exatamente 12 horas.

A tabela foi calculada com a fórmula da NOAA para 2026, a mesma usada no modelo. Observe o padrão. No equador, nada muda. A 23.44° N, a diferença entre os dias mais longos e mais curtos é de cerca de 3 horas; na latitude de Seul, cerca de 5 horas; na de Londres, quase 9 horas; e a 60° N, 13 horas. Note também que, mesmo no equinócio, o dia é um pouco mais longo que a noite em toda parte, novamente pela correção de refração. O serviço de meteorologia australiano indica o mesmo valor para a maior parte da Austrália: cerca de 12 horas e 8 minutos de luz no equinócio.

Lendo o gráfico

No gráfico sob o modelo, você vê a duração do dia para cada dia do ano na latitude escolhida. No equador, é uma linha horizontal. Nas latitudes médias, é uma onda suave com pico no solstício de junho e mínimo no de dezembro no norte (o contrário no sul). As linhas tracejadas marcam equinócios e solstícios. A onda é mais íngreme perto dos equinócios, por isso a duração do período de luz parece mudar mais rápido em março e setembro e quase não muda no fim de junho.