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