Tratto dal saggio di Alessando Scandella Come si leggono le Meridiane e gli Orologi Solari

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1 Tratto dal saggio di Alessando Scandella Come si leggono le Meridiane e gli Orologi Solari Gli orologi solari rappresentano una piacevole evasione dal mondo tecnologico e l'immersione in una nuova dimensione, fatta di opere ingenue ma intelligenti, evocative di una vita semplice e naturale i cui ritmi sono scanditi dal sole e dalle stelle. IL SOLE, UN OROLOGIO NATURALE II sole è un vero e proprio orologio naturale. Ce ne serviamo spontaneamente quando alziamo gli occhi per vedere dove si trova, ricavando e un'idea approssimativa dell'ora. Lo facevano anche gli uomini antichi, i quali poi pensarono di perfezionare questa renderla più precisa e si diedero da fare per trovare degli strumenti adeguati. Sperimentarono diverse tecniche e quella che ebbe più successo fu l'uso di uno gnomone. operazione e di La parola gnomone (dal greco TVOJIOV, indicatore, giudice) denota un corpo illuminato dal sole che proietta un'ombra su una superficie: questa parola ha dato il nome alla scienza degli orologi solari, la "gnomonica". Seguire gli spostamenti dell'ombra dello gnomone, e precisamente del vertice dell'ombra, significa seguire i movimenti del sole. II sole percorre giornalmente un arco nel cielo da EST a OVEST e durante l'anno questo arco si sposta in su e in giù rispetto all orizzonte. Questi spostamenti sono causati dai movimenti di rotazione e di rivoluzione della terra e si ripetono identici con ciclo annuale. FUNZIONI, COMPONENTI E TIPOLOGIA DEGLI OROLOGI SOLARI Le funzioni svolte dagli orologi solari sono due: la funzione oraria svolta dalle linee orarie, che consiste nell'indicazione dell'ora del giorno la funzione calendario, svolta dalle curve giornaliere, che consiste nell'indicazione del periodo dell'anno in cui ci si trova. I componenti degli orologi solari sono due: lo gnomone, l'organo che crea l'ombra per guidare la lettura sul quadrante il quadrante, che costituisce la parte leggibile dell'orologio solare. Pavia e dintorni Gli orologi solari pag 1 di 7

2 LO GNOMONE Un'asta metallica (stilo) conficcata in una parete, un paletto verticale, un obelisco in una piazza, o altri oggetti, possono servire da gnomone. Esistono vari tipi di gnomoni. Lo gnomone può essere perpendicolare al quadrante; in tal caso viene definito gnomone ortostilo; è il modo più semplice, quello di piantare un chiodo nel muro. Ma l'ombra non sempre si sovrappone alle linee orarie, e se lo fa si tratta di una suddivisione disuguale delle ore del giorno. E' frequente in orologi medioevali senza pretese di precisione. Molto più frequente è lo stilo polare. Si tratta di uno gnomone rettilineo, diretto verso la Stella Polare. Giace nel piano meridiano, vale a dire nel piano verticale NORD/SUD e alla nostra latitudine ha un'inclinazione di circa 45 sul piano orizzontale. Se usato coi quadranti ad ora vera la sua ombra si adagia perfettamente sulle linee orarie facilitando la lettura dell'ora stessa. Lo gnomone a foro gnomonico termina con un piattello forato, che viene attraversato da un raggio di sole. La macchia di luce illumina il punto dove eseguire la lettura. Un ulteriore variazione prevede all estremità dello stilo la presenza di una sfera la cui ombra assume il significato orario e calendario. IL QUADRANTE E praticamente la superficie su cui vengono tracciati gli elementi che evidenziati dall ombra dello gnomone indicheranno l ora. Nel quadrante troviamo i seguenti elementi: Le linee orarie, che svolgono la funzione oraria, indicando l'ora. La forma della linea oraria e il numero dell'ora variano con il sistema orario usato. Le curve giornaliere, che svolgono la funzione calendariale, indicando il periodo dell'anno o, nel caso di meridiane di grandi dimensioni, il giorno dell'anno. Negli orologi più semplici possono anche mancare, o limitarsi alle curve dei solstizi e degli equinozi. Le decorazioni talvolta anche bellissimi affreschi che impreziosiscono l'opera I segni zodiacali che non hanno sempre un ruolo puramente decorativo. Infatti, opportunamente collocati sul quadrante, possono indicare il periodo dell'anno, aiutando a svolgere la funzione calendariale. Altre scritte varie, quali la data di costruzione, latitudine, longitudine, dediche, ecc, ed il motto, la frase di antica saggezza, spesso in latino, che esorta a dimenticare gli affanni contingenti e accettare il trascorrere implacabile del tempo. Il quadrante occupa generalmente una superficie piana, verticale od orizzontale, ma troviamo numerosi esempi di quadranti su superfici non piane e anche irregolari. L'orientamento verticale è quello più comune; i muri degli edifici si prestano magnificamente a ospitarli. Pavia e dintorni Gli orologi solari pag 2 di 7

3 IL QUADRANTE VERTICALE Lo schema 1 rappresenta un quadrante verticale "non declinante, cioè orientato esattamente verso SUD. La figura è simmetrica rispetto alla linea del mezzogiorno. Contiene un fascio di linee orarie che convergono nel piede dello gnomone e si aprono a ventaglio verso il basso; la linea oraria centrale è la linea meridiana e segna il mezzogiorno. Nell'esempio sono rappresentate tre curve giornaliere, sono le tre linee trasversali. La superiore è la linea del solstizio invernale, quando il sole tocca il punto più basso dell'anno, e l'ombra il punto più alto. Quella centrale è la linea equinoziale, che è sempre una linea retta e viene percorsa in entrambi i giorni di equinozio. La linea inferiore è quella del solstizio estivo. Schema 1 Se un quadrante verticale non è orientato esattamente a SUD viene definito "declinante. Questo accade spesso, dovendo il quadrante adattarsi alla parete che lo ospita. Lo schema dell orologio con tutte le linee che lo compongono si inclina a destra o a sinistra a seconda che la parete non sia perfettamente orientata a sud ma sia più o meno inclinata verso est o verso ovest. gli schemi 2 e 3 mostrano rispettivamente due quadranti, il primo declinante Est, il secondo declinante Ovest Schema 2 Schema 3 Quadrante verticale declinante EST Quadrante verticale declinante OVEST Pavia e dintorni Gli orologi solari pag 3 di 7

4 I SISTEMI ORARI II sistema orario è il criterio di suddivisione del giorno in ore. Orologi con differenti sistemi orari segnano ore diverse, cosa che crea sconcerto in chi osserva un orologio solare a ore antiche e verifica l'ora col proprio orologio. Oggi in tutto il mondo vige il sistema a ore medie di fuso Nel passato in Europa si sono succeduti e sovrapposti nel tempo e nello spazio molti sistemi orari. Quello che ha preceduto il sistema attuale è il sistema a ore vere locali, dette anche ore civili, francesi, d'oltralpe, europee. Vedremo in dettaglio il sistema a ore medie di fuso, che rappresenta la grande maggioranza degli orologi solari contemporanei. LE ORE MEDIE DI FUSO L'avvento delle ferrovie e del telegrafo ed il miglioramento di qualità degli orologi meccanici non erano più conciliabili con la variabilità dell'ora da luogo a luogo e con la variabilità della durata delle ore e dei giorni. Fu deciso di creare un nuovo sistema orario con caratteristiche adatte alle nuove esigenze, con le caratteristiche seguenti: L'ora ha durata fissa uguale alla 24a parte del giorno medio e le 24 ore del giorno vengono contate a partire dalla mezzanotte. La terra viene suddivisa in 24 fusi, in ciascuno dei quali vige la stessa ora. Questo sistema si affermò in tutto il mondo alla fine del secolo XIX. Successivamente fu sviluppato il progetto mondiale con la creazione dei 24 fusi orari, numerati a partire dall'osservatorio astronomico di Greenwich, con una differenza di un'ora tra fuso e fuso. Il 1 novembre 1893 l'italia aderì alla convenzione internazionale tutt'ora in vigore che istituiva il nuovo sistema orario mondiale. L'Italia fa parte del 2 fuso EST, quello dell'europa Centrale, il cui tempo è calcolato sul 15 meridiano EST (il "meridiano dell'etna"). In pratica l unica località (e con essa tutte quelle poste sul medesimo meridiano) in cui il mezzogiorno dell orologio meccanico corrisponde alla reale posizione del sole perfettamente a sud, è l Etna. Pavia, trovandosi nella zona occidentale del fuso, avendo un ora media del fuso, ha l ora indicata dall orologio meccanico posticipata di circa 24 minuti rispetto alla posizione reale del sole. In pratica quando a Pavia il sole si trova esattamente a Sud (mezzogiorno secondo l ora vera locale), l orologio al polso segnerà le 12 e 24 minuti con l ora solare e le 13 e 24 minuti con l ora legale. Pavia e dintorni Gli orologi solari pag 4 di 7

5 Tratto da note di lavoro di GIOCAT LA LETTURA DELL'ORA E DELLA DATA Per semplicità analizziamo un orologio solare con quadrante verticale, gnomone polare e con ore medie di fuso. Di seguito raffiguriamo un orologio con tali caratteristiche di base e analizziamo come viene effettuata la lettura dell ora e della data. Gli elementi della Meridiana Gnomone Polare Ombra dello gnomone Curva Solstizio d inverno Linea degli Equinozi Curva giornaliera Curva Solstizio d estate Linea Meridiana Sfondo Quadrante Pavia e dintorni Gli orologi solari pag 5 di 7

6 MATTINO Il Sole sorge da EST I raggi del Sole provenienti da Est illuminano lo Gnomone che di conseguenza proietta la sua ombra sul quadrante dell orologio. L ombra dell asta si adagia sulle linee orarie o fra le stesse e pertanto è possibile interpretare l ora leggendone il valore sulla linea più vicina all ombra stessa e valutando i minuti in più o in meno in funzione della posizione dell ombra fra le linee orarie stesse. L ombra della punta sferica dello gnomone indica il giorno del semestre solare in cui ci si trova, considerando che la curva solstiziale superiore (invernale) corrisponde al 21 Dicembre, mentre quella inferiore (estiva) al 21 Giugno. La linea retta centrale vede il passaggio dell ombra dell estremità dello gnomone nei due giorni di Equinozio: 20 o 21 Marzo e 22 o 23 Settembre. MEZZOGIORNO LOCALE il Sole si trova esattamente a Sud I raggi del Sole provenienti da Sud illuminano lo Gnomone che di conseguenza proietta la sua ombra sul quadrante dell orologio. Il disegno del Quadrante prevede la presenza di una linea rossa verticale, allineata al piede dello gnomone, sulla quale l ombra si adagia esattamente al mezzogiorno solare locale. In effetti la Meridiana aveva il significato di indicare il mezzodì del luogo di misurazione. SERA Il Sole tramonta verso OVEST I raggi del Sole provenienti da Ovest illuminano lo Gnomone che di conseguenza proietta la sua ombra sul quadrante dell orologio e la lettura dell ora e dei minuti è la stessa già vista nel caso del mattino. Per tutti i casi di lettura dell ora sugli orologi solari descritti, occorre tener conto di un fattore di correzione per confrontare l ora letta con quella dell orologio del polso. Pavia e dintorni Gli orologi solari pag 6 di 7

7 In pratica, essendo l orbita della rivoluzione della Terra intorno al Sole ellittica e non circolare ed essendo l asse terrestre inclinato, le ore di ogni giorno dell anno sono differenti fra di loro. Per renderle uguali e quindi confrontabili con le ore di durata costante degli orologi meccanici, si deve aggiungere o sottrarre dalla lettura fatta sul quadrante solare il numero di minuti indicato da un grafico chiamato Equazione del tempo e solitamente rappresentato sullo sfondo dell orologio solare. Nelle rappresentazioni sugli sfondi degli orologi solari, è tracciata solo la linea rossa, risultante della sommatoria della verde e quella blu. Pavia e dintorni Gli orologi solari pag 7 di 7