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Istituto Tecnico Nautico "ARTIGLIO" - Viareggio


  Gli Orologi Solari nelle Scuole Italiane
Panorama Nazionale


COSA SI LEGGE DA UN OROLOGIO SOLARE

Innanzitutto l'ora, � ovvio, ma attenzione non datelo sempre per scontato.
Non sempre una meridiana si presenta in modo tale da essere letta facilmente. Spesso vi � un intrico di linee e curve nelle quali � difficile raccapezzarsi, ed alcune talmente misteriose che richiedono lo studio di esperti gnomonisti (si chiamano cos� i cultori della scienza delle meridiane), astronomi e storici per svelarne il significato.
Altre, fortunatamente sono semplicissime e chiunque se le trovi davanti riesce a comprenderne immediatamente il senso. Iniziamo da queste, facendo riferimento di volta in volta, a quadranti citati nelle schede del censimento.

Ecco un orologio solare semplicissimo. Il quadrante � costituito solamente dalle classiche linee orarie che si originano da un punto comune, sebbene la parte inziale sia stata tagliata via per scelta estetica.
Ad ogni linea � associata una ora intera. Lo gnomone � del tipo a stilo polare fissato nel punto di origine delle linee orarie. Stilo polare significa che esso � orientato esattamente come l'asse di rotazione terrestre ed il suo prolungamento, all'interno ed oltre il muro su cui � fissato, se fosse visibile, condurrebbe alla Stella Polare.
Questo particolare tipo di gnomone fa s� che la sua ombra sia sempre orientata secondo la linea oraria istantanea. La lettura dell'ora � quindi facile ed intuitiva. Se esistono solo le linee orarie intere, come in questo caso, la lettura tra ore intere dovr� essere stimata ad occhio dall'osservatore. In fotografia, l'ombra si sovrappone esattamente alla linea delle ore 11.
Tra le ore 12 e l'una si nota una linea incompleta e posta esattamente sulla verticale del punto di irradiazione delle linee orarie. Essa � la linea del mezzogiorno vero, cio� dell'istante del transito in meridiano del Sole.
Non coincide con le ore 12, ma di questo ne parleremo pi� oltre quando spiegheremo che tipo di ore misura un orologio solare.

Ed ecco un quadrante un po' pi� complicato. Alle linee orarie di base si sovrappone un fascio di iperboli divergenti. E' un po' pi� complicato del precedente, ma non poi tanto. Anche in questo caso lo gnomone � del tipo polare ma in pi� porta una pallina che, tecnicamente, prende il nome di nodo gnomonico. L'ora si legge alla stessa maniera del quadrante precedente, ed in questo caso sono da poco passate le dieci (diciamo le dieci e un quarto).
Le curve divergenti individuano il percorso, in un dato giorno dell'anno, di un punto particolare dello gnomone. Tale punto � ovviamente quello materializzato dalla pallina, la cui ombra la si vede esattamente sovrapposta sulla terza iperbole a partire dall'alto.
Per questo motivo le iperboli prendono il nome di curve diurne. Tradizionalmente si usa riportare le curve diurne delle stagioni e dei segni di ingresso nel segno zodiacale, come in questo caso.
Le curve allora si possono chiamare anche curve zodiacali e di norma riportano i simboli astrologici o le immagini pittoriche dei segni dello zodiaco.
In questo caso sono stati riportati i simboli solo delle stagioni. La curva pi� bassa � quella relativa al segno del Cancro, cio� l'inizio dell'Estate (20-21 di Giugno); quella pi� in alto � relativa al 21 di Dicembre, giorno di inizio dell'Inverno e dell'ingresso del Sole nel segno del Capricorno. La curva intermedia, che in realt� � una linea rigorosamente retta, � relativa agli istanti degli Equinozi e quindi, indifferentemente pu� indicare sia il 21 di Marzo che il 23 di Settembre. Sono infatti riportati sia il simbolo dell'Ariete (a sinistra) che della Bilancia (a destra).
Dalla posizione dell'ombra della pallina si capisce che la fotografia � stata scattata intorno al 21 di Febbraio (giorno pi� giorno meno).
Le tacche sulla linea degli equinozi misurano le mezz'ore.
In questa maniera un orologio solare si � trasformato anche in un calendario solare, sebbene la sua precisione, in questo secondo aspetto, sia notevolmente inferiore e sicuramente inadeguata a consentire la lettura del singolo giorno.

Non sempre lo gnomone � del tipo a stilo polare. Il suo orientamento deve essere accuratamente calcolato e ancor pi� accuratamente esse deve essere fissato alla parete. Talvolta si preferisce, per semplicit� costruttiva, sostituirlo con uno gnomone perpendicolare al piano del quadro. In tal caso prende il nome di ortostilo. La semplicit� costruttiva si paga per� in termini di chiarezza di lettura. L'ombra non � pi� allineata con l'ora istantanea solare che quindi � meno intuitivo determinare. Infatti non si deve pi� fare riferimento a tutta l'ombra, ma solamente alla sua estremit�.
Nella fotografia a fianco la meridiana indica le ore 9 e 45 circa del 21 Giugno.
Sempre con l'estremit� dell'ombra si devono leggere le curve diurne, qui limitate solo a quelle delle stagioni.
Di fatto l'estremit� dello stilo assume la funzione di nodo gnomonico.
Spesso si preferisce l'impiego dell'ortostilo per evitare di dover usare uno stilo polare molto lungo e che cade quasi completamente fuori del quadrante, disturbando l'estetica della realizzazione. E' sicuramente per questo motivo che l'autore di questa meridiana ha optato per questa scelta

Sempre su questa meridiana si nota una curva irregolarmente sinusoidale.
Bene, � arrivato il momento di domandarci se le ore indicate da un orologio solare sono le stesse indicate dagli altri normali orologi meccanici.
Molti hanno sicuramente questo dubbio quando, di fronte ad una meridiana, confrontano la sua indicazione con quella del proprio orologio, riscontrano inevitabilmente delle differenze, anche piuttosto marcate. Il pi� delle volte la conclusione � che lo strumento solare, poverino, funziona male.
Non � cos�. Senza entrare troppo nei dettagli, che richiederebbero troppo spazio in questa limitata sede, occorre sapere che il moto apparente del Sole (e quindi di un'ombra) non � regolare nel tempo, a differenza dal movimento delle lancette di un orologio che invece, � rigorosamente regolare.
Il tempo misurato con l'ausilio di uno strumento solare viene chiamato Tempo Vero, perch� si basa sulla effettiva posizione del Sole in cielo; ed � ovviamente quello che misurano le meridiane.
Il tempo misurato dai nostri moderni orologi prende nome di Tempo Medio .
Si chiama tempo "Medio" perch� � valutato sulla posizione immaginaria di un Sole fittizio che si muove non sull'Eclittica ma sull'Equatore Celeste e con una velocit� media annuale pari a quella del Sole Vero.
La conclusione � che se mettiamo insieme un orologio meccanico ed uno solare ad indicare la stessa ora iniziale, dopo un po' di tempo noteremo una certa discrepanza. A volte noteremo che uno dei due avanza sull'altro, altre volte ritarda.
Roba di poco e che da un giorno all'altro non si nota nemmemo, ma che in alcuni periodi dell'anno, cumulandosi le differenze, si pu� arrivare ad uno scarto di circa un quarto d'ora.
Trascorso un anno esatto i due orologi tornano ad indicare la stessa ora, e cos� via.
Questo scarto tra i due strumenti � fisiologico ed ineliminabile (a meno di non costringere gli orologi meccanici a seguire ritmi variabili, o a disegnare in maniera opportuna le linee orarie di una meridiana).
Per consentire un confronto immediato tra le indicazioni di una meridiana e quelle di un orologio, molti quadranti riportano un grafico che mostra l'andamento annuale della differenza tra Tempo Vero e Tempo Medio (e che prende il nome di Equazione del Tempo.
La forma pi� diffusa � quella riportata nella meridiana di cui sopra, dove in funzione del mese � possibile determinare "l'errore" dell'orologio solare. Come si nota i valori massimi sono di circa un quarto d'ora e intorno alla met� di Febbraio e a cavallo tra Ottobre e Novembre. Tra Aprile e Settembre l'errore massimo � intorno ai cinque minuti. Per ben quattro volte l'anno la differenza si azzera e la meridiana segna (o segnerebbe se non ci fosse da tener di conto anche di un altro elemento) la stessa ora del nostro amato orologio.
Questi giorni sono: 14 Aprile, 20 Giugno, 1 Settembre e 25 Dicembre.
Un'altra alternativa � quella, come gi� accennato di modificare la forma delle linee orarie e deformarle sino a far loro segnare non pi� il Tempo Vero, ma quello Medio. Le linee orarie da semirette diventano delle curve a forma di otto, come nelle due fotografie riportate a fianco.
A tale curva si d� il nome di lemniscata del Tempo Medio o pi� semplicemente curva ad otto.
Gli incovenienti di queste meridiane sono la non facile e immediata lettura dell'ora e la maggiore complessit� realizzativa.
Per inciso, la foto di sinistra rappresenta una vera e propria meridiana; un orologio cio� che misura soltanto l'ora del mezzogiorno, in questo caso di Tempo Medio (e corretto anche per il fuso, come ora verr� spiegato)

Ma non basta! Come gi� accennato, per rendere pi� vicino un orologio solare ad uno meccanico, occorre tener conto anche di un altro elemento che citeremo ma, anche in questo caso, senza addentrarci troppo nei dettagli tecnici.
Si tratta della correzione del fuso dovuta all'adozione, ormai da oltre un secolo, del sistema dei fusi orari. I nostri orologi, per uniformit�, non segnano l'orario che ci competerebbe geograficamente, ma sono regolati su un meridiano diverso: quello centrale del fuso nel quale siamo collocati. Poich� ogni fuso orario copre, per cos� dire, la ampiezza di un'ora ne consegue che questa forzatura comporta un errore massimo pari a trenta minuti.
Questa differenza, a meno di cambiamenti di fuso orario (� il caso dell'adozione dell'ora legale estiva) � costante per ogni luogo e quindi pu� essere agevolmente incorporata nell'impianto orario di una meridiana. Si tratta di far ruotare tutte le linee orarie di una quantit� identica in tempo (ma in angolo diversa per ognuna diversa)ed esattamente pari alla correzione del fuso.
Queste meridiane (corrette per il fuso) si riconoscono facilmente dalla posizione della linea orarie delle 12, che anzich� essere verticale � leggermente spostata verso destra (per le localit� ad est del meridiano centrale del fuso) o verso sinistra (per quelle ad ovest).

Esistono meridiane che utilizzano sistemi orari diversi da quello attualmente in uso. In genere sono vecchi quadranti dei secoli scorsi.
Oggi, come ben noto, misuriamo le ore a partire dalla mezzanotte. Una volta, e non crediate che occorra andare molto indietro nel tempo, si utilizzavano altri sistemi i cui pi� diffusi sono noti come sistema Italico e Babilonico. Nel primo le ore si contavano a partire dall'istante del tramonto, nel secondo a partire dal sorgere.
Le linee orarie conservano la loro forma di semirette ma hanno la caratteristica di non convergere in nessun punto.
Il sistema Italico ebbe larghissima diffusione in Italia e nell'Europa centrale, ed era particolarmente usato nelle comunit� a prevalente economia agricola, in quanto consentiva, a chi lavorava nei campi, di sapere immediatamente quante ore di luce (e quindi di lavoro) ancora restavano prima del tramonto.
Nella fotografia a lato, purtroppo poco leggibile a causa delle dimensioni, � riportato un quadrante doppio con entrambi i sistemi orari. Quello di sinistra � a ore italiche, quello di destra a ore babiloniche.

Concludiamo questa breve panoramica (abbiamo affrontato solo i tipi di orologi pi� diffusi, ma ce ne sarebbe da parlare ancora per un bel po') con un tipo di quadrante solare che non indica le ore e che quindi orologio non lo si pu� proprio chiamare.
E' infatti un "quadrante solare a coordinate altazimutali". La sua funzione � quella di misurare in tempo reale le coordinate del Sole legate all'orizzonte: l'altezza e l'azimuth.
Le linee verticali misurano l'azimuth, cio� l'angolo che la direzione del Sole forma con la direzione del Nord. Di queste linee ve ne � una maggiormente marcata ed � quella relativa all'azimuth 180�, cio� relativa al passaggio del Sole in meridiano. Le altre curve, a forma di iperbole, misurano l'altezza del Sole. Dalla fotografia del quadrante a fianco si desume che l'altezza del Sole � pari a circa 64� e l'azimuth a 145�.



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A cura di F.Martinelli