La risposta a questa domanda si ottiene con due semplici moltiplicazioni: 24x60x60 = 86.400 secondi. Ma andiamo a controllare nel dettaglio e con più precisione...
Come i più fedeli lettori e lettrici del nostro blog avranno già intuito dal titolo del blog odierno, la durata del giorno, come anche la velocità di rotazione della terra, non sono costanti, ma variano leggermente. Questo aspetto è stato dimostrato a partire dal secolo scorso, grazie alla realizzazione di orologi di alta precisione per misurare il tempo. Dagli anni '60 sono disponibili misurazioni satellitari che, tra l'altro, permettono di registrare con grande precisione queste variazioni della velocità di rotazione della Terra. Vediamo una panoramica dei risultati di queste misurazioni.
Prima dell'inizio del nuovo millennio, la deviazione della durata effettiva del giorno da quella standardizzata (86.400 secondi) oscillava tra +1 e +3 millisecondi al giorno. Negli anni 2000 e 2010, questo scarto si è ridotto a circa un millisecondo. Negli ultimi tre anni, le deviazioni sono state negative. La lunghezza del giorno è leggermente diminuita o, in altre parole, la velocità di rotazione della Terra è aumentata per la prima volta dall'inizio di queste misurazioni. Le cause di questo comportamento sono oggetto di ricerche in corso (si vedano i riferimenti alla fine del blog).
Il lettore affezionato del blog si sarà ormai abituato al fuso orario espresso in "Tempo Universale Coordinato", UTC, utilizzato in meteorologia e in molte altre discipline scientifiche e tecniche (UTC = CET - 1h o CEST - 2h). Nel tempo UTC, definito in relazione al tempo atomico ("Temps Atomique International" TAI), un giorno ha sempre la stessa lunghezza, cioè 86.400 secondi. Per tenere conto della crescente differenza rispetto alla lunghezza reale del giorno, che la Terra subisce a causa della sua velocità di rotazione variabile, i secondi bisestili devono essere regolarmente introdotti nell'UTC, ma questo è un argomento completamente diverso e separato per un prossimo blog dettagliato ( I curiosi troveranno informazioni a questo link informazioni dettagliate - in inglese)
Su scale temporali geologiche molto lunghe, la velocità di rotazione della Terra diminuisce e di conseguenza i giorni diventano sempre più lunghi. Il motivo principale è da ricercare nell'azione delle forze di marea della Luna che, per dirla in modo semplice, "rallentano" il movimento di rotazione della Terra. Gli scienziati stimano l'aumento della lunghezza del giorno a circa 2 millisecondi per secolo.
La lunghezza del giorno varia anche su scale temporali più brevi, dai giorni ai decenni, come illustrato nella Figura 1. I motivi sono, ad esempio, i cambiamenti delle correnti nella parte liquida dell'interno della Terra o l'alternarsi di ere glaciali e periodi caldi, che sono responsabili di spostamenti nella distribuzione della massa e nella forma dei componenti solidi della Terra sul nostro pianeta, che non ha una forma sferica. I cambiamenti climatici nella circolazione globale dell'atmosfera e degli oceani, su una scala temporale che va dagli anni ai secoli, causano anche cambiamenti nella velocità di rotazione della Terra.
Prima di concentrarci sulle fluttuazioni annuali e stabilire il legame con il clima, è necessario fare una breve digressione sulle basi della meccanica.
Un sistema ha un momento angolare quando ruota intorno al suo centro di massa, come una trottola, un atleta che esegue una piroetta o un sistema planetario.
Il momento angolare si riferisce sempre al punto nello spazio scelto come punto di riferimento per il movimento di rotazione. In un sistema in rotazione libera, il centro di gravità è spesso definito come punto di riferimento; in astronomia, questo è solitamente il centro di gravità della stella centrale.
Nel 1775, Leonhard Euler introdusse il teorema del movimento angolare come principio fondamentale della meccanica, indipendente dalle leggi di Newton. Esso afferma che il momento angolare si conserva finché non vi è alcuna influenza esterna sul sistema. La conservazione del momento angolare può essere sperimentata anche nella vita quotidiana, ad esempio nell' effetto piroetta.
La conservazione del momento angolare applicata alla Terra in rotazione significa, in termini molto semplificati, che se l'atmosfera nel suo complesso ruota più velocemente, il resto della Terra deve ruotare più lentamente. E viceversa. Nel grafico seguente, le fluttuazioni complessive dei valori misurati nella Figura 1 sono suddivise in contributi di vari processi che agiscono su diverse scale temporali.
Alle fluttuazioni a lungo termine della lunghezza del giorno (curva blu nella Figura 2) si sovrappone una variazione stagionale abbastanza regolare, che ha un massimo nel semestre estivo e un minimo nel semestre invernale (curva bianca al centro del grafico).
Se si sottraggono le fluttuazioni a lungo termine e quelle stagionali, rimane un "rumore" più o meno irregolare. Singoli eventi atmosferici, come El Nino del 1983, possono essere assegnati a picchi in questa curva verde.
Per comprendere questo aspetto, dobbiamo dare un'occhiata all'atmosfera. La deriva del vento da ovest nell'emisfero settentrionale è significativamente più forte in inverno che in estate. È inoltre soggetto a maggiori fluttuazioni stagionali rispetto a quello dell'emisfero meridionale, come illustrato dalle seguenti rappresentazioni del flusso zonale medio (Figura 3).
Quando nei mesi invernali la radiazione solare non raggiunge il Polo Nord, l'aria si raffredda e si forma un forte gradiente di temperatura tra le basse e le alte latitudini. Nell'atmosfera delle medie latitudini, l'attività delle depressioni si intensifica e con essa la deriva del vento da ovest, determinando uno scambio efficiente di masse d'aria fredde provenienti dal polo e di masse d'aria calde provenienti dalle regioni subtropicali e riducendo così il gradiente di temperatura meridiano. Sono questi processi che vengono descritti e vissuti come "tempo atmosferico".
La ripartizione delle componenti del momento angolare dell'atmosfera e della Terra solida comporta a sua volta che se l'atmosfera ha un momento angolare più elevato nell'emisfero settentrionale in inverno rispetto all'estate, questo viene compensato dalla rotazione più lenta della Terra. Questo effetto è visibile nella curva grigia della Figura 1: le deviazioni positive della lunghezza del giorno rispetto al valore standard sono maggiori nell'inverno dell'emisfero settentrionale. Ciò significa che le giornate sono più lunghe e la Terra ruota più lentamente. Al contrario nell' estate nell'emisfero settentrionale i giorni sono più corti e la Terra ruota più velocemente, mentre la deriva del vento da ovest risulta minore.
Voi, cari lettori del blog, probabilmente siete più interessati a quanto tempo splende il sole durante il giorno piuttosto che a quei pochi millisecondi impercettibili per noi umani. I "giorni più lunghi" potrebbero essere già finiti, ma con l'attuale tempo stabile, possiamo ancora aspettarci fino a 14 ore di massimo soleggiamento a metà agosto e quindi godere di un tempo estivo soleggiato. Dopo la fine di questa prolungata ondata di caldo, seguiranno giornate più brevi e con tempo più turbolento o, per essere più precisi, giornate più lunghe!
Ulteriofi approfondimenti e fonti: