LE BASI DEI QUADRANTI SOLARI
L'ORA SOLARE E L'ORA DELL'OROLOGIO
Abbiamo
visto in precedenza che la misura del tempo con il Sole avviene tramite
i suoi
angoli orari. Così possiamo dire che è passato un giorno quando il Sole
ha
percorso un angolo orario di 360°, un’ora (simbolo: h) con un angolo di
15°,
e 4 minuti primi (simbolo:’) con un angolo di 1° (infatti 1 h = 60’/15°
=
4’). Per inciso rileviamo qui la perfetta identità di denominazioni e
simboli, di tempi e di misure di angoli, fra i 60 minuti primi
sottomultipli di
un’ora e i 60 minuti primi sottomultipli di un grado sessagesimale.
Questo
tempo, scandito dal Sole e definito, per un osservatore posto in un
certo punto della superficie terrestre, “tempo solare vero locale”,
presenta alcune particolarità.
Prima
di tutto l’angolo orario che contraddistingue il moto del Sole viene
misurato
sul piano dell’equatore o su altri piani ad esso paralleli, mentre il
movimento annuo del Sole avviene sul piano dell’eclittica in modo
apparentemente uniforme. Ma anche questa uniformità è vera solo in
prima
approssimazione in quanto, per una ben definita legge astronomica, il
Sole (ma
sarebbe più giusto dire la Terra) si muove attorno alla Terra durante
l’anno
non secondo una circonferenza, ma secondo una ellisse poco schiacciata,
accelerando la sua corsa nel cielo quando i due astri sono più vicini e
diminuendola quando sono più lontani. Tale fatto provoca una
contemporanea
maggiore o minore durata del giorno, inteso come somma del giorno e
della notte
oppure, più correttamente, come il tempo intercorrente fra due
successivi
passaggi del Sole sul meridiano locale.
La
somma dei due effetti sopra riportati porta a delle differenze in più o
in
meno, rispetto ad un giorno “medio” annuo (durata temporale di un anno
divisa per 365 giorni e 6 ore), anche di un quarto d’ora.
Questo
movimento del Sole nel cielo, caratterizzato da precise leggi
astronomiche ma
non costante durante i giorni solari dell’anno, ha indotto in passato
gli
astronomi a introdurre accanto al Sole vero, come noi lo conosciamo, un
Sole
artificiale fittizio o medio che si muove in modo uniforme sulla
circonferenza
dell’equatore celeste e non in modo variabile su quella dell’eclittica,
ma
che completa il suo percorso annuo esattamente come il Sole vero e cioè
dopo
365 giorni e 6 ore, avendo quindi la stessa velocità media del Sole
vero. Il
tempo di questo Sole “artificiale”, scandito in un certo luogo da
questo
immaginario Sole medio, è detto tempo solare medio locale, e la
differenza
giorno per giorno fra il tempo vero locale e il tempo medio locale è
detta
“equazione del tempo” (ET). Nella tabella A dell’Appendice è riportata
giorno per giorno detta equazione che va letta nel seguente modo:
-
Quando l’equazione del tempo è
positiva, il tempo del Sole medio si ottiene da quello vero
aggiungendovi il valore di detta equazione. Ad esempio il 10 febbraio
(ET=14’) le 12 di tempo medio si ottengono dalle 12 di tempo vero più
14’, e si verificano cioè alle 12h 14’.
-
Quando l’equazione del tempo è
negativa, il tempo del Sole medio si ottiene da quello vero
sottraendovi il valore di detta equazione. Ad esempio il 1 dicembre
(ET=-11’) le 12 di tempo medio si ottengono dalle 12 di tempo vero meno
11’, e si verificano cioè alle 11h 49’.
Una
seconda particolarità del tempo solare vero locale è la notevole
variabilità
della sua misura in direzione est-ovest cioè lungo i paralleli
terrestri.
Infatti mentre il tempo vero solare locale rimane lo stesso quando ci
si sposti
su di uno stesso meridiano (il sole ad esempio culmina nel cielo a
mezzogiorno
alla stessa identica ora), basta spostarsi su di un parallelo di 1° di
longitudine (alle nostre latitudini di circa 80 km) per avere una
differenza di
4’ e di 5° (circa 400 km) per una differenza di 20’. La cosa non aveva
poi
una grande importanza, quando ci si spostava da una città all’altra nei
tempi
passati a piedi o con una diligenza. Ogni città aveva il suo tempo
solare
locale (vero o in tempi più recenti medio) e i pochi che viaggiavano,
muniti di
orologio meccanico, dovevano solo ricordarsi di regolare, ogni tanto e
se
necessario, il loro orologio con l’ora del luogo in cui arrivavano.
A
modificare questa situazione del passato è sopravvenuta, più o meno
verso la
metà del 1800, una rapida evoluzione della velocità con cui venivano
effettuati i viaggi e i trasporti di uomini e cose, sopra tutto con il
nuovo
mezzo ferroviario e la contemporanea possibilità di trasmettere in
maniera
istantanea attraverso il telegrafo e poi la radio un “segnale orario”
che
permetteva la perfetta sincronizzazione, prima impossibile, di una
certa
scansione del tempo in punti molto lontani fra di loro. Si pensi, ad
esempio,
alla necessità di avere una stessa misura del tempo per due convogli
ferroviari
che partivano da stazioni molto lontane fra di loro, e che dovevano
incrociarsi
in un certo punto e con un certo orario su una ferrovia a binario
unico.
Sono
stati così introdotti i cosi detti “fusi orari” consistenti in zone o
spicchi della superficie terrestre, compresi generalmente fra due
meridiani
intervallati fra di loro di 15°, all’interno dei quali tutte le
località
hanno la stessa ora media indipendentemente dall’effettivo angolo
orario del
sole e dalla loro longitudine, ora fissata convenzionalmente in quella
del
meridiano centrale del fuso. I fusi, 24 in tutto, portano un numero
progressivo
a partire dallo 0, che è il fuso il cui meridiano centrale passa per
Greenwich
e si estende per 7,5° a est e a ovest di questa località.
Il
fuso orario a cui appartiene l’Italia è denominato fuso dell’Europa
Centrale, ha come meridiano centrale quello che passa per l’Etna, che
ha
longitudine di 15° ad est di Greenwich, e si estende dalla longitudine
di 7,5°
a quella di 22,5° ad est di Greenwich. Il tempo in esso vigente è
pertanto il
“tempo medio del meridiano centrale del fuso dell’Europa Centrale”,
detto
anche più semplicemente “tempo medio dell’Europa Centrale” (TMEC), che
è
l’ora segnata dai nostri comuni orologi e che chiameremo nel seguito
semplicemente ora dell’orologio.
La
correzione dell’ora solare media locale per effetto del fuso orario,
detta
anche costante locale, è indipendente dal giorno della lettura,
contrariamente
a quanto accade per l’equazione del tempo. Essa può essere applicata in
Italia come segue:
-
Per le località con longitudine a est
di Greenwich inferiore a 15°, la correzione è positiva e si
calcola sottraendo da 15° la longitudine della località e
moltiplicando il risultato per 4’, tempo necessario al sole per
spostarsi di un grado di longitudine, ad esempio da 15° a 14°. Così per
Genova la cui longitudine è di 8° 54’ = 8,9° (si ricorda che per
convertire i primi di una misura in gradi, in decimali di grado, si
dividono i primi stessi per 60; nel caso specifico: (54/60=0,9)
), la correzione fuso è: (15°-8,9°)x4’= 24’.
-
Per le altre località con longitudine
a est di Greenwich superiore a 15°, la correzione è negativa e si
calcola sempre sottraendo da 15° la longitudine della località e
moltiplicando il risultato per 4’. Così per Siracusa con longitudine di
15°16’, (16/60=0,267, arrotondato a 0,3), la correzione fuso è:
(15°-15,3°)x4’= -1’.
Per trovare la longitudine di città e paesi si può ricorrere a carte
geografiche, anche a grande scala, su cui siano segnati, di solito per
ogni grado, meridiani e paralleli. Si misura la distanza, ad esempio in
millimetri, fra la località e il meridiano a longitudine più bassa fra
i due in cui essa è compresa, e successivamente quella fra detti due
meridiani. Si fa poi il rapporto fra dette misure e si aggiunge il
decimale così ottenuto alla longitudine più bassa di cui sopra.
Ad
esempio su una carta in scala 1:1 250 000 il comune di Gela in
provincia di
Caltanisetta (privo di quadranti solari censiti) è compreso fra i
meridiani di
14° e 15°. Misurata sulla carta, la distanza fra Gela e il meridiano di
14°
è di 17,5 mm, mentre quella fra i due meridiani di 14° e 15° è, in
corrispondenza a Gela, di 72,5 mm, con rapporto fra le due misure di
17,5/72,5=0,24. La longitudine della città risulta quindi di
14°+0,24=14,24°.
Vi
è infine da rilevare che per passare dall’ora vera solare locale a
quella
dell’orologio, dovremo aggiungere oltre alle due correzioni sopra
indicate,
una terza correzione di un’ora tonda, la così detta ora estiva od ora
legale.
Ciò naturalmente solo nel periodo di vigenza della stessa, che va in
genere
dall’ultima domenica di marzo all’ultima di ottobre di ciascun anno.
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LE BASI DEI QUADRANTI SOLARI
Le coordinate per la misura del tempo
Il nostro orologio: un sistema di coordinate polari
Le coordinate terrestri e celesti
Le coordinate locali
I movimenti della Terra e del Sole
L'ora solare e l'ora
dell'orologio
Un pò di storia: i vari tipi di sistemi orari
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