Scarica l`opuscolo Gnomonica (di Simone Bartolini)
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Scarica l`opuscolo Gnomonica (di Simone Bartolini)
La rotazione terrestre ed il giorno La rotazione terrestre genera il giorno che ha lunghezza diversa di alcuni minuti nel corso dell’anno, mentre per il tempo civile tutti i giorni sono di ventiquattro ore esatte. Il Tempo solare e il Tempo civile Il Fuso orario dell’Europa Centrale Tutto il territorio compreso in un fuso ha convenzionalmente la stessa ora e precisamente l’ora del suo meridiano centrale. Il fuso orario per l’Italia è il Fuso Europa Centrale e il meridiano centrale di longitudine 15° Est passa per l’Etna. Mentre il Sole passa sul meridiano centrale al mezzodì (ore 12.00) di un giorno qualsiasi, sul meridiano locale di FIRENZE transiterà dopo 15 minuti, ovvero alle 12.15. Il Tempo solare e il Tempo civile L’equazione del Tempo (in minuti) GEN. FEB. MAR. APR. MAG GIU. LUG. AGO. SET. OTT. NOV. DIC. 1 3 14 13 4 -3 -2 4 6 0 -10 -16 -11 10 7 14 11 2 -4 -1 5 5 -3 -13 -16 -8 20 11 14 8 -1 -4 1 6 4 -6 -15 -15 -3 Per poter utilizzare gli orologi solari come i nostri orologi si è dovuto adottare l’equazione del tempo. La differenza tra Tempo Solare Medio (TSM) e Tempo Solare Vero (TSV) è chiamata equazione del tempo: (E) = TSM – (TSV) Il mezzogiorno medio coincide con il mezzodì vero soltanto per quattro volte all’anno: il 16 aprile, il 14 giugno, il 1° settembre e il 25 dicembre. Nelle altre epoche dell’anno il mezzogiorno medio ora avanza, ora ritarda sul mezzodì vero. Nella tabella sono riportati i minuti da sommare o sottrarre nei vari mesi dell’anno. In definitiva per leggere l’ora civile su di un quadrante solare si dovranno apportare due correttivi, quello della differenza di longitudine del luogo, che è un valore fisso (ad es. per Firenze +15 minuti), e quello dell’Equazione del Tempo riportato nella tabella, un valore variabile in relazione alla data di lettura dell’ora sulla meridiana. La differenza tra ora solare e ora civile La differente posizione del sole nel cielo di Firenze, durante il corso dell’anno, rispetto alla linea oraria 8.00 di ora civile. (Foto Stefano Barbolini) Le stagioni e le diverse altezze del Sole La posizione dell’inclinazione dell’asse terrestre da origine ad una diversa incidenza dei raggi solari sulla Terra e conseguentemente al ciclo delle stagioni. or izz on te Le stagioni e le diverse altezze del Sole Equinozi Polo Nord Circolo polare artico (66° 34’ N) Sole 0° Parallelo di Firenze (43° 46’ N) Altezza sole 46° 14’ 90° Equatore (0°) Tropico del Capricorno (23° 26’ S) Circolo polare antartico (66° 34’ S) 0° Polo Sud La diversa incidenza dei raggi solari sulla Terra ai Solstizi e agli Equinozi. In evidenza l’altezza del Sole a Firenze. Le stagioni e le diverse altezze del Sole Le varie altezze sull'orizzonte assunte dal sole che generano le stagioni. Altezza del Sole a mezzogiorno a Firenze Solstizio invernale 22° 48’ Equinozi 46° 14’ Solstizio estivo 69° 40’ Le stagioni viste dallo spazio Equinozio di primavera Solstizio d’estate Equinozio di autunno Solstizio d’inverno Le diverse altezze del Sole sulla meridiana 23° 2 6’ ° 3 2 ’ 6 2 le a n er v n i io iz t s l So V Equ inoz VI VII i VIII II IX X La diversa altezza del sole ai solstizi ed equinozi e le corrispondenti ombre su di un quadrante solare verticale. XI So XII lst izi o es I tiv o La sfera celeste ed i segni zodiacali Solstizio d’estate Equinozio di autunno Fascia zodiacale Equatore celeste Equinozio di primavera Solstizio d’inverno La fascia zodiacale che avvolge l'eclittica: ogni settore di 30° da origine ad un segno zodiacale. In questo disegno si è ipotizzato il momento d'ingresso del Sole nel segno zodiacale del Toro. La Precessione degli equinozi te a t es ’ d io z S ARIETE PESC I AR IO LL E GEM E LEON IO V CRO N CA NE AC QUA R uin Eq GI ER a ver ma pri 30° CI 30° 30° O NE PIO CIA BILAN IO ITTAR SA G VERG IN E B IL A N C IA o nn tu au NO OR IC LE O N E di OR SC io oz RNO SAG I ICO T TA PR R I 30° PE S CA I O R TO IE TE di AC QU AR PR CA N CA O CR TORO o ozi uin Eq ti s l o LLI GEME o rn e v n ’i d io z sti l o S SC O R P I O NE A causa della Precessione degli equinozi, un lento movimento delle stelle sulla sfera celeste, in 2160 anni tutte le stelle e gli equinozi percorrono l’ampiezza di un segno zodiacale (30°), per cui attualmente l’equinozio di primavera è nella costellazione dell’Acquario e l’equinozio d’autunno si trova nella costellazione del Leone. In nero i segni zodiacali, in blu le costellazioni. La meridiana e i segni zodiacali Nome del segno ARIETE TORO GEMELLI CANCRO LEONE VERGINE BILANCIA SCORPIONE SAGITTARIO CAPRICORNO ACQUARIO PESCI Data 21 Marzo 20 Aprile 21 Maggio 21 Giugno 23 Luglio 23 Agosto 23 Settembre 23 Ottobre 22 Novembre 22 Dicembre 21 Gennaio 19 Febbraio Un quadrante solare verticale riportante tutte le linee diurne. Ad ogni curva corrispondono le date d’inizio di due segni zodiacali, solamente le curve estreme corrispondono al solstizio d’inverno (la più alta) ed al solstizio d’estate (la più bassa). L’unica linea retta è quella degli equinozi. La meridiana di Panicaglia -Borgo S. Lorenzo La linea meridiana con le indicazioni: Lo gnomone di un orologio solare orizzontale è direzionato verso la stella polare. - del calendario con i segni zodiacali; - della lunghezza del giorno chiaro; - della declinazione del sole; - dell’altezza del sole. Il complesso gnomonico di Hong Kong 1° premio al X concorso SHADOW OF TIME Il complesso gnomonico progettato per Hong Kong, ovvero un'insieme di orologi solari e quadranti astronomici, si armonizza in una fontana a forma di fiore di loto, simbolo di purezza e semplicità. Questa fontana è inserita nel grande parco cittadino di Nan Lian Garden, ed ha la particolarità di essere stato realizzato secondo lo stile della Dinastia Tang (618 907 d.C.), e reso possibile grazie alla collaborazione tra l'adiacente monastero di Chi Lin ed il Governo di Hong Kong. La fontana, posizionata al centro della piazzetta antistante le scalinate di accesso al tempio del monastero di Chi Lin, ha per basamento due ottagoni di diversa grandezza raccordati da otto riquadri trapezoidali, ognuno dei quali è inserito in una cornice. Tali riquadri, inclinati rispetto al piano orizzontale di 45°, sono orientati secondo i 4 punti cardinali e le 4 posizioni intermedie. I QUADRANTI SOLARI DI HONG KONG est sud-est ovest sud-ovest Su questi due quadranti sono riportate le ore solari: sul quadrante Est le ore del mattino, sul quadrante Ovest le ore del pomeriggio. Inoltre sul quadrante Est sono riportate le linee diurne corrispondenti all'entrata del Sole nei vari segni zodiacali, indicati secondo l'iconografia tradizionale occidentale e cinese. Mentre sul quadrante Ovest sono riportate le linee diurne relative al calendario agriculturale cinese. Questi due quadranti hanno la particolarità di indicare le ore trascorse dopo il sorgere del sole e le ore che mancano al tramonto del sole. La prima indicazione sarà data dalle linee che indicano un disco solare tra le nubi; mentre la seconda indicazione sarà data dalle linee che indicano una falce di Luna tra le nubi. Oltre a queste indicazioni, con dei semplici calcoli si possono ricavare, per ogni giorno, altre informazioni quali: la durata del giorno alla data indicata, l'ora del sorgere e del tramonto del sole. I QUADRANTI SOLARI DI HONG KONG Giorni prima LP Giorni dopo LP Declinaz Ore Altezza del sole zione clina De io n e Calendario m 49 Ore nord Il quadrante nord è dedicato alla Luna come marcatempo, può sembrare strano ma anche tramite le ombre della luce lunare si può determinare l'ora solare e di conseguenza l'ora civile; sarà sufficiente impiegare i correttivi riportati nel grafico, ad es. il giorno prima della Luna Piena vanno tolti 49 minuti all’ora letta con l’ombra della luna. La lettura può essere fatta fino a 7 giorni prima o dopo la Luna Piena. sud Sul quadrante sud sono state riportate due tipi di linee, quelle relative alla declinazione del Sole (contrassegnate dai valori tra ±23°26’) e quelle relative all'altezza del Sole sull'orizzonte (contrassegnate dai valori compresi tra 15° e 90°). Al centro è stata riportata una curva (lemniscata) che permette di determinare il Tempo Medio per le ore 12, senza dover apportare la correzione dell'Equazione del Tempo. 1° maggio m -3 nord-est Su questo quadrante è presente il grafico dell’Equazione del Tempo, con i valori che assume durante il corso dell'anno. Facciamo un esempio di correzione dell'ora solare: è il 1° maggio e sull'orologio solare leggiamo le m ore 11.00, sulla tabella leggiamo E= -3 , la città di Hong Kong è spostata m ad ovest di circa +23 dal meridiano centrale del Fuso orario della Cina, pertanto: Ora Civile = 11h 00m - 3m + 23m = 11h 20m ( Ora dell'orologio). nord-ovest Questo quadrante ha la particolarità di evidenziare la differenza tra ora solare e ora civile delle varie città cinesi. Nonostante che il territorio della Cina si sviluppi su circa 4 fusi orari, il governo cinese ha stabilito che tutto il Paese abbia la stessa ora, pertanto quando all'estremo Ovest è mezzogiorno solare all'estremo Est sono le ore 16.05, mentre l'ora solare riferita al meridiano centrale del Fuso orario della Cina è 15.06. Il complesso gnomonico di Hong Kong 1° premio al X concorso SHADOW OF TIME 2008