Por que não temos 2 verões e 2 invernos?

Devido à órbita elíptica da Terra, sua distância do Sol varia em quase 5 milhões de quilômetros (147 milhões de quilômetros no ponto mais próximo e 152 milhões de quilômetros no ponto mais distante, ou seja, quase 3% da distância média).

Como é evidente o fato de que Vênus tem um ambiente mais quente que Marte, devido às suas respectivas distâncias do sol.

Por que então a Terra não observa dois invernos (nos pontos mais distantes) e dois verões (nos pontos mais próximos)?

Nota adicional : Eu sei que a mudança climática sazonal da Terra é causada pela inclinação de 23 graus que causa as variações de densidade da luz solar nos hemisférios.

Mas para mim essa distância de 5 milhões de quilômetros parece mais relevante do que a inclinação de 23 graus.

Existem algumas suposições incorretas na sua postagem, por isso é difícil responder conforme solicitado. Mas posso resolver os equívocos.

1. As estações do ano não são causadas pela nossa distância do sol.
As estações do ano são causadas pela inclinação de 23,5 ° no eixo da Terra. Quando o hemisfério norte é inclinado para o sol (verão), o hemisfério sul é simultaneamente inclinado para longe do sol (inverno). Portanto, a diferença sazonal de temperatura tem pouco a ver com a posição da Terra em sua órbita elíptica. Sem essa inclinação, não haveria estações e a temperatura diária no mundo seria relativamente uniforme.

2. Mesmo a temperatura GLOBAL NÃO é consistente com a nossa mudança na distância.
De fato, a temperatura média da Terra em todo o mundo é mais quente quando está mais distante do sol - mais quente em cerca de 2,3 ° C ( ref ). Isso ocorre porque há muito mais massa de terra no Hemisfério Norte voltada para o sol (quando a Terra está mais distante em sua órbita). Assim, embora exista menos intensidade da luz solar, a terra pode ser aquecida muito mais rapidamente do que os vastos oceanos que precisam ser aquecidos no periélio.

Essa inconsistência distância-temperatura não é exclusiva da Terra. Observe a temperatura média dos outros planetas internos à medida que nos afastamos do sol:

1. Mercúrio (167 ° C)
2. Vênus (460 ° C) ← mais longe, porém mais quente que Mercúrio?
3. Terra (14.0 ° C)
4. Marte (-60 ° C)

Vênus é realmente mais quente que Mercúrio por causa da atmosfera espessa de dióxido de carbono, causando um aquecimento global descontrolado. Portanto, não é simplesmente a distância do sol que determina a temperatura média de um planeta.

3. Existe apenas UM afélio / periélio
O ponto mais próximo da órbita da Terra (periélio) e o mais distante (afélio) só acontece uma vez por ano; não duas vezes. Isso ocorre porque a órbita elíptica da Terra é tal que o sol está em um dos focos, não no centro (como ilustrado abaixo).

^{Observe que o tamanho dos corpos e a excentricidade das órbitas são muito exagerados aqui.}

A variação de 5 milhões de quilômetros na distância ao Sol pode parecer muito, 5 milhões de quilômetros são uma grande distância, mas não afetam o clima da Terra tanto quanto a inclinação axial. Uma variação de 3% na distância leva a uma variação de ~ 7% na intensidade da radiação solar que atinge a Terra, mais ou menos.

Mas considere as variações da inclinação axial da Terra, e aqui usarei o exemplo de um local a 45 graus. latitude, semelhante às latitudes de cidades como Nova York, Londres, Berlim, Paris etc. O primeiro fator é a duração do dia. A inclinação axial significa que durante o verão o dia será mais longo e durante o inverno o dia será mais curto. A 45 graus. latitude isso significa que o Sol está acima do horizonte por 15,5 horas completas no solstício de verão e apenas 8,7 horas durante o solstício de inverno. Isso é quase uma diferença de 2: 1 no número de horas de luz do dia, o que inunda totalmente uma pequena variação de 7%.

Além disso, o ângulo do Sol no inverno é muito baixo, o que significa que a quantidade de Sol que cai no chão é menor por área do que se estivesse em um ângulo mais alto. No solstício de inverno a 45 graus. latitude, os raios do Sol diminuem para 37% de sua força por metro quadrado de solo, em comparação com a intensidade com que brilhariam diretamente acima de algum local mais próximo do equador. Mas durante o solstício de verão, eles são 97% mais fortes do que seriam se estivessem diretamente acima do peso. Qual é a diferença de 2,5: 1.

Portanto, aqui você tem um total combinado de aproximadamente 400% de diferença na quantidade de luz e calor que brilha em um determinado pedaço de terra todos os dias entre o inverno e o verão.

Eu suspeito que você esteja pensando que teríamos um verão quando o hemisfério norte, por exemplo, estiver inclinado em direção ao Sol, e um segundo verão durante o periélio, quando a Terra estiver mais próxima do Sol. Por um lado, o tempo não funciona; o periélio ocorre no início de janeiro, próximo ao inverno do norte. Provavelmente isso modera os efeitos da inclinação axial no hemisfério norte (e os amplifica no hemisfério sul), mas não é suficiente substituí-los.

As outras respostas disseram que a inclinação axial é um fator mais significativo que a variação na distância do Sol, mas não explicaram o porquê .

A seguir, é apresentado um resumo aproximado aproximado do envelope.

A diferença na iluminação causada pela distância variável do Sol pode ser calculada a partir da razão entre a distância do periélio e do afélio, que é aproximadamente um fator de 0,967. A aplicação da lei do quadrado inverso indica que a quantidade de luz solar no afélio é de cerca de 93,5% do que no periélio. Referência: http://en.wikipedia.org/wiki/Perihelion#Planetary_perihelion_and_aphelion

Na minha localização atual (cerca de 33 ° de latitude norte), nesta época do ano (perto do solstício de inverno do norte), estamos recebendo cerca de 10 horas de luz solar e 14 horas de escuridão por dia. (Referência: o aplicativo de previsão do tempo no meu telefone.) Isso representa cerca de 83% do que receberíamos com 12 horas de luz do dia durante o equinócio e cerca de 71% do que receberíamos com 14 horas de luz do dia e 10 horas de escuridão por dia durante o solstício de verão. O efeito é maior em latitudes mais altas.

Além disso, o sol está mais baixo no céu durante o inverno do que no verão, o que significa que uma determinada quantidade de luz solar se espalha por uma área maior da superfície da Terra, o que torna a proporção ainda maior.

Não tenho os números para isso, mas basta mostrar que o efeito da inclinação axial é substancialmente maior que o efeito da distância variável entre a Terra e o Sol.

Existem dois fatores aqui. Uma é que a inclinação de 23 graus é muito mais importante que os minúsculos 5 milhões de quilômetros (lembre-se de que são apenas 0,033 UA). Prova disso é que, quando é verão no norte, é inverno no sul, independentemente da distância.

A outra é que, se não houvesse inclinação, teríamos um verão muito leve e um inverno muito leve (muito muito leve, ambos) porque o Sol não está no centro da elipse (dois pontos mais próximos e dois pontos mais distantes), mas em um foco (um ponto mais próximo e um ponto mais distante).

Isso ocorre porque os 23 graus de inclinação da Terra e a elipse orbitam a Terra ao redor do Sol.

Se você fizer uma equação com todas as variáveis ​​que temos aqui

1. 23 graus de inclinação da terra
2. Órbita da elipse da terra ao redor do sol
3. Velocidade da Terra em torno de si
4. Velocidade orbital da terra ao redor do sol
5. Distância entre a terra e o sol

Então, você observará uma variação nas condições climáticas em relação a essas variáveis, por isso temos 2 invernos e 2 verões, mas 2 deles são apenas um estado de transição.
Uma prova disso, nos pólos da Terra, só podemos ter verão e inverno devido à limitação da variável (1).

Nós temos 2 verões e dois invernos - e 2 fontes e outonos também. A distância variável entre o sol e a terra não causa as estações do ano. Eles são causados ​​pela inclinação da Terra em direção ao sol no verão e longe do sol no inverno.

Os hemisférios norte e sul têm as mesmas estações, mas em épocas opostas do ano.
Por exemplo, quando é inverno nos Estados Unidos, é verão na Argentina e vice-versa.

Como as estações do hemisfério norte e sul ocorrem em épocas opostas do ano, isso significa que existem 2 de cada estação ou 8 estações distintas por ano, incluindo 2 verões e 2 invernos separados.

Talvez este link possa ajudar:
http://neoprogrammics.com/equinoxes_and_solstices/