O Equinócio e o mito do dia e noite iguais

Hoje, 22 de setembro de 2017, às 17h02, começa o equinócio de primavera para o hemisfério Sul, e outono para o Norte.

Equinócio significa o momento em que o Sol, no seu caminho aparente pelo céu, corta o equador celeste. A palavra tem origem no latim e significa dia e noite iguais.

Mas será que a parte clara do dia e a escura são mesmo iguais, tem 12h cada?

Eu aprendi, e sempre ensinei (mas somente até algum tempo atrás), que o dia e a noite são iguais nos equinócios da primavera e de outono.

Entretanto, basta procurar em qualquer aplicativo que mostre o nascer e ocaso do Sol para observar que não é bem assim. Por exemplo, em São Paulo, hoje o Sol nasce às 05h56 e se põe às 18h02. Ou seja, o dia terá 12h06min.

Mas por que isso ocorre?

Se a Terra não tivesse atmosfera e se o Sol fosse uma fonte de luz pontual isso não ocorreria. Esse fenômeno chama-se refração (veja figura abaixo). Isso faz com que possamos ver o Sol, mesmo já abaixo do horizonte até alguns minutos depois.

Mas existe um data em que o dia e a noite são iguais?

Lendo o artigo "O Equinócio da Primavera e o mito do dia igual à noite", de Rui Costa, acessado em astro.pt fiquei curioso em saber em qual data a parte clara do dia seria igual a parte escura.
 

Adaptei um  algoritmo em PHP do Observatório Bayfordbury (qua já usamos para outros fins) para calcular os horários do nascer e por-do-sol em diversas latitudes e cidades do Planeta.
 

Fiz um laço (loop) para calcular o nascer e por do sol durante todo o ano, em várias latitudes. Escolhi uma precisão em o dia não fosse maior do que dois minutos para mais ou para menos de 12h. Você também pode acessar e testar esse aplicativo clicando aqui.

O resultado foi surpreendente. Os dias mais próximos de 12h (a parte com Sol) não dependem somente da época, como ser próxima aos equinócios. Mas também da latitude.
 

Quanto mais distante do Equador, mais proximo do Equinócio será o dia com 12h de claridade e 12h de escuridão. Nesses locais é que também tem a maior variação do período claro do dia. Indo de pouca luz no inverno até um um dia com muiuta claridade no verão.
 
Sobre a linha do Equador o dia sempre dura mais do que a noite 6 ou 7 minutos. Nos dias próximos ao solstício a parte clara do dia dura cerca de 12h07min, e nos dias próximo ao equinócio 12h06min (veja dados da cidade de Macapá clicando aqui e usando latitude zero).

Isso acontece porque durante o solstício é que o Sol estará mais distante do Equador, para o Sul ou para o Norte, fazendo com que o índice de refração seja maior e vejamos o Sol por um tempinho a mais, mesmo após se pôr no horizonte verdadeiro.

 
As cidades próximas ao Equador, como Fortaleza (latitude -3,7º) e Salvador (latitude -13º) é que tem o maior número de dias quase igual a noite (veja tabela) com diferença menor que 2 minutos.
 
Para saber mais sobre a refração veja na referência.
 
Dia a menos ou dia a mais,
Feliz equinócio de primavera!
 

Marcio Malacarne

Referência:
http://www.astropt.org/2014/03/20/o-equinocio-da-primavera-e-o-mito-do-dia-igual-a-noite/