Una visione epica delle stagioni

Settembre 23, 2026 Terra e ambiente 7 minuti di lettura

La maggior parte dei bambini impara alle scuole elementari che le stagioni sono causate dalla rotazione della Terra attorno a un asse inclinato durante la sua orbita annuale intorno al Sole. Si ritiene che l’inclinazione considerevole, di circa 23,5 gradi, sia il risultato dell’impatto di un antico corpo planetario, Theia, contro la Terra circa 4,5 miliardi di anni fa, nella stessa collisione catastrofica che formò la Luna.

Per visualizzare il motivo per cui sulla Terra esistono le stagioni, si può immaginare il pianeta come una trottola inclinata da un lato. Intorno al solstizio di giugno, l’emisfero settentrionale è inclinato verso il Sole, ricevendo così una luce solare più diretta e giornate più lunghe. Intorno al solstizio di dicembre, lo stesso accade nell’emisfero meridionale. Ecco perché giugno inaugura l’estate e il clima caldo nell’emisfero settentrionale, mentre dicembre fa lo stesso nell’emisfero meridionale.

Gli equinozi di marzo e settembre rappresentano i punti intermedi tra questi due estremi stagionali. In quei giorni, il terminatore — il confine tra il lato illuminato e quello buio della Terra — attraversa direttamente entrambi i poli. Di conseguenza, gli emisferi settentrionale e meridionale ricevono quasi la stessa quantità di luce solare, e la durata del giorno e della notte è quasi uguale.

Che aspetto hanno le stagioni viste da circa un milione di miglia di distanza? È la prospettiva offerta da EPIC (Earth Polychromatic Imaging Camera) a bordo di DSCOVR (Deep Space Climate Observatory), la missione della NOAA. Mantenendo un’orbita che colloca la sonda tra il Sole e la Terra, a circa 1,6 milioni di chilometri (1 milione di miglia) dalla Terra, la camera dispone di una visuale quasi continua dell’emisfero illuminato dal Sole. Mentre la Terra ruota nel corso di una giornata, EPIC acquisisce ogni poche ore un’immagine dell’intero disco del lato illuminato del pianeta.

Le quattro immagini sopra, scattate all’incirca alla stessa ora del giorno, mostrano come la visuale di EPIC sull’emisfero occidentale cambi nel corso dell’anno, dal solstizio di dicembre (in alto a sinistra) all’equinozio di marzo (in alto a destra), al solstizio di giugno (in basso a sinistra) e all’equinozio di settembre (in basso a destra). La differenza più evidente è tra i due solstizi. A dicembre, il Sud America si trova vicino al centro del disco ed è visibile gran parte dell’Antartide, mentre il Nord America è parzialmente fuori dall’inquadratura. A giugno, l’inclinazione della Terra fa sì che la situazione sia invertita: l’emisfero settentrionale e il Nord America sono più centrati, il ghiaccio marino artico entra nell’inquadratura, il Sud America è spostato lateralmente e l’Antartide è completamente fuori dall’inquadratura.

Tra le quattro immagini vi sono anche altre differenze degne di nota. Per esempio, la Terra appare leggermente più piccola durante gli equinozi di marzo e settembre. Questo perché in quelle date DSCOVR si trovava a decine di migliaia di miglia in più dalla Terra rispetto ai solstizi. Il 21 dicembre 2023, DSCOVR si trovava a 1.447.327 chilometri (899.327 miglia) dalla Terra, rispetto agli 1.561.901 chilometri (970.520 miglia) del 22 settembre 2024.

La lieve differenza nelle dimensioni apparenti della Terra non ha nulla a che fare con l’inclinazione terrestre. Si verifica invece perché DSCOVR segue un percorso tridimensionale ad anello, chiamato orbita di Lissajous, per mantenere la sonda vicino al punto di Lagrange 1, dove l’attrazione gravitazionale combinata del Sole e della Terra e la forza centrifuga esercitata dal satellite si equilibrano, rendendo più facile per gli ingegneri mantenere la posizione della sonda senza consumare molto carburante. La distanza di DSCOVR dalla Terra oscilla tra un valore massimo e uno minimo all’incirca ogni tre mesi, e la tempistica varia nel corso dell’anno a causa delle influenze lunari e delle manovre orbitali. Nel 2024, l’orbita ha portato casualmente la sonda a trovarsi leggermente più lontana dalla Terra in occasione di entrambi gli equinozi, ma non è sempre così.

Le immagini differiscono anche in un altro aspetto degno di nota. A causa dell’orbita di Lissajous di DSCOVR, l’angolo tra il Sole, la Terra e il satellite varia tra 2 e 12 gradi, ha spiegato Alexander Marshak, vice responsabile scientifico della missione DSCOVR. La Terra appare come un disco completamente illuminato quando gli angoli sono più piccoli e meno arrotondata quando sono più grandi, come se ne fosse stato preso un “morso”, in modo simile alla fase gibbosa della Luna. In questa serie di immagini, quella del 22 settembre presenta un angolo leggermente inferiore (8,1°) rispetto a quella del 21 dicembre (10,3°), e per questo appare leggermente più arrotondata e piena. Nelle altre due immagini, l’angolo tra il Sole, la Terra e il satellite è compreso tra 9° e 10°.

«In queste immagini si può vedere la sottile influenza della geometria orbitale variabile», ha detto Marshak. «Ma i cambiamenti più evidenti — la posizione apparente dei continenti — sono dovuti all’inclinazione della Terra.»

Il punto di osservazione di EPIC offre una prospettiva che rende più facile comprendere e visualizzare il motivo per cui sulla Terra esistono le stagioni, ma dopo più di un decennio nello spazio la missione ha anche aperto nuovi approcci alla comprensione e all’osservazione di come i cicli giornalieri e stagionali si svolgano su scala planetaria. Ha raccolto più di un decennio di dati diurni e stagionali su molte caratteristiche fondamentali della Terra, tra cui la vegetazione, le nuvole, il ghiaccio, la neve, la radiazione ultravioletta, il colore dell’oceano e gli aerosol.

Immagine dell’Osservatorio della Terra della NASA realizzata da Michala Garrison, utilizzando dati di DSCOVR EPIC. Articolo di Adam Voiland.

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21 dicembre 2023
19 marzo 2024
20 giugno 2024
22 settembre 2024

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Riferimenti e risorse

Kostinski, A., et al. (2024) Deep space observations of conditionally averaged global reflectance patterns. Frontiers of Remote Sensing, 5, 1404461.

Kostinski, A., et al. (2021) Deep space observations of terrestrial glitter. Earth and Space Science, 8, e2020EA001521.

Lyapustin, A., et al. (2026) Editorial: Earth observations from the deep space: 10 years of the DSCOVR mission. Frontiers in Remote Sensing, 7, 1810164.

NASA (19 giugno 2026) Earth Polychromatic Image Camera. Consultato il 21 settembre 2026.

NASA Earth Observatory (23 settembre 2011) Seeing Equinoxes and Solstices from Space. Consultato il 21 settembre 2026.

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NASA Scientific Visualization Studio (27 dicembre 2012) Earth Orientation Animations. Consultato il 21 settembre 2026.

NASA Space Place (31 luglio 2026) What Causes the Seasons? Consultato il 21 settembre 2026.

Roberts, C., et al. (2015) Early Mission Maneuver Operations for the Deep Space Climate Observatory Sun-Earth L1 Libration Point Mission. Consultato il 21 settembre 2026.

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