Oggi è l'ultimo giorno d'estate, ma è anche il 21esimo giorno d'autunno. Come è possibile? L'inizio e fine delle stagioni vengono definiti in diversi modi a seconda della loro funzionalità. Vediamone le caratteristiche.
Le stagioni dipendono dalla quantità di energia che la Terra riceve dal Sole. Questa quantità è determinata dall'inclinazione dell'asse di rotazione terrestre e dalla sua posizione rispetto al Sole.
Durante l'estate boreale, l'orientamento della Terra fa sì che il momento in cui l'emisfero settentrionale riceve il valore massimo di energia per unità di tempo sia quando il Sole è allo zenit del Tropico del Cancro (23,5°N), vale a dire al momento del solstizio d'estate. In corrispondenza con il solstizio d'inverno, invece, il Sole si trova allo zenit del Tropico del Capricorno (23,5°S) e l'emisfero settentrionale riceve il valore minimo di energia per unità di tempo. In corrispondenza degli equinozi di primavera e d'autunno, il Sole si trova allo zenit dell'equatore e la quantità di energia solare ricevuta dalla Terra per unità di tempo è uguale su entrambi gli emisferi.
Le stagioni astronomiche sono determinate dalla durata del soleggiamento. In Svizzera, il periodo di massimo soleggiamento è intorno al solstizio d'estate, cioè tra il 6 maggio e il 7 agosto circa. L'inverno corrisponde al periodo di minimo soleggiamento, intorno al solstizio d'inverno, tra il 7 novembre e il 4 febbraio circa. Il periodo dal 5 febbraio al 5 maggio corrisponde alla primavera e il periodo dall'8 agosto al 6 novembre all'autunno. Il termine "stagioni astronomiche" viene tuttavia spesso utilizzato nel linguaggio comune per indicare le stagioni del calendario.
È interessante notare che l’andamento delle temperature durante l’anno non segue perfettamente le stagioni a seguito di una certa inerzia nell’atmosfera. Ad esempio, in estate anche se il soleggiamento giornaliero maggiore in Svizzera è attorno al 21 giugno, le temperature massime medie si registrano circa 3 settimane dopo, verso la metà del mese di luglio. Per contro in inverno il soleggiamento giornaliero minimo è attorno al 21 dicembre, ma le temperature più basse si registrano attorno alla metà di gennaio.
Gli antichi Romani furono i primi a segnare l’alternarsi delle stagioni con l’introduzione del calendario giuliano. A quell’epoca le stagioni iniziavano in giorni diversi da quelli di oggi, a causa di discrepanze rispetto all'attuale calendario gregoriano. Oggi, le stagioni del calendario sono determinate dalle date degli equinozi e dei solstizi.
Nel 2024, nell'emisfero settentrionale, la primavera è iniziata con l'equinozio di primavera il 20 marzo, mentre l'estate con il solstizio d'estate il 20 giugno. Domani, 22 settembre alle ore 14:43 (ora locale) inizierà ufficialmente l'autunno e con il solstizio d'inverno, il prossimo 21 dicembre, inizierà l'inverno.
Questo metodo di definizione delle stagioni non è del tutto preciso, infatti l'anno solare dura 365,24 giorni, il che rende impossibile sincronizzare esattamente un calendario al moto di rivoluzione della Terra intorno al Sole. Il risultato è che le stagioni iniziano in giorni e orari leggermente diversi ogni anno, rendendo difficoltoso mantenere le statistiche climatiche di riferimento.
Le stagioni meteorologiche sono sfalsate rispetto a quelle del calendario e a quelle astronomiche. Infatti, per le statistiche climatologiche è più facile separare le stagioni in periodi di 3 mesi interi. Così l'estate meteorologica inizia il 1° giugno e termina il 31 agosto. L’autunno meteorologico inizia il 1° settembre e termina il 30 novembre. L’inverno meteorologico inizia il 1° dicembre e termina il 28 febbraio. La primavera meteorologica inizia il 1° marzo e termina il 31 maggio.
La Terra impiega 365.24 giorni a completare un'orbita intorno al Sole, il che non coincide con il calendario gregoriano, che di giorni ne conta solo 365, provocando uno slittamento delle stagioni. Ogni 4 anni viene quindi aggiunto un giorno (29 febbraio) per colmare questa lacuna temporale.
È interessante notare che l'aggiunta dell'anno bisestile non compensa completamente lo slittamento delle stagioni: ogni 3'323 anni si accumula comunque un giorno in più di ritardo rispetto all'anno astronomico (wikipedia.org).