Os trópicos e o ponto subsolar

Em Honolulu, a 21.3° N, o Sol ao meio-dia fica diretamente a pino duas vezes por ano: por volta de 26 de maio e 15 de julho.

O ponto sob o Sol

A qualquer momento, existe exatamente um lugar na Terra onde o Sol está diretamente a pino, a 90°. Os geógrafos o chamam de ponto subsolar. Sua latitude é a declinação solar, indicada na leitura como «Sol a pino em». Como a Terra gira, o ponto subsolar corre para oeste ao redor do planeta uma vez por dia. Como a Terra orbita com o eixo inclinado, ele também se desloca para norte e sul durante o ano, nunca passando de 23.44° de distância do equador.

O calendário do ponto subsolar é o calendário das estações. No equinócio de março, ele cruza o equador rumo ao norte. No solstício de junho, alcança sua latitude mais ao norte, 23.44° N, o Trópico de Câncer, e volta. No equinócio de setembro, cruza novamente o equador rumo ao sul e, no solstício de dezembro, chega a 23.44° S, o Trópico de Capricórnio. A palavra solstício vem do latim para «Sol parado», pois o Sol parece fazer uma pausa ali antes de inverter o sentido.

Altura do Sol ao meio-dia em qualquer lugar

Conhecendo a latitude subsolar δ, a altura do Sol ao meio-dia em qualquer latitude φ é simples: 90° menos a diferença de latitude, ou 90° − |φ − δ|. Se você está no ponto subsolar, a diferença é zero e o Sol fica a 90°. Para cada grau de latitude que você se afasta, o Sol ao meio-dia desce um grau. No equador, em um equinócio, ele fica a 90°. Em Sydney (33.9° S), no solstício de dezembro, fica a 90° − |−33.9° + 23.44°| ≈ 79.5° e, no de junho, a apenas cerca de 32.7°.

Vida nos trópicos

A faixa entre os dois trópicos é a única parte da Terra onde o Sol pode ficar diretamente a pino, e cada lugar em seu interior tem isso duas vezes por ano: quando o ponto subsolar passa rumo ao norte e quando volta. Honolulu, a 21.3° N, fica perto do Trópico de Câncer, por isso suas duas datas, cerca de 26 de maio e 15 de julho, estão separadas por apenas sete semanas. Perto do equador, as duas datas ficam a cerca de seis meses de distância, próximas dos equinócios.

Como o Sol ao meio-dia está sempre alto nos trópicos, a energia recebida diariamente varia muito menos durante o ano do que em latitudes maiores. A duração do dia também quase não muda. Por isso, em muitos lugares tropicais há pouca diferença de temperatura entre «verão» e «inverno». As estações são determinadas pela chuva. O serviço de meteorologia australiano, por exemplo, divide o ano no norte tropical do país em uma estação chuvosa (outubro a abril) e uma seca (maio a setembro), em vez de quatro estações definidas pela temperatura.

Você pode usar a regra ao contrário, como faziam os navegadores. Meça a altura do Sol ao meio-dia, consulte a declinação daquela data em um almanaque e obtenha sua latitude: φ = δ ± (90° − altura ao meio-dia). Se o ponto subsolar está no equador e o Sol ao meio-dia fica a 60° acima do horizonte sul, você está a 30° ao norte do equador. Navegadores fizeram isso com um sextante durante séculos antes do posicionamento por satélite.