GIORNO SOLARE - VERO - MEDIO - EQUAZIONE DEL TEMPO

Moderatori: Martina, Giulia, Roberto, Adrian

GIORNO SOLARE - VERO - MEDIO - EQUAZIONE DEL TEMPO

Messaggioda eraclide2017 » 07/04/2018, 20:53

MEZZOGIORNO VERO

- Il mezzogiorno che conosce l'uomo della strada è il mezzogiorno segnato dagli orologi che corrisponde al mezzogiorno dell'ora civile o tempo medio dell'Europa centrale per l’Italia (T.M.E.C.) o tempo medio di Grenwicth (T.M.G.) o S.T. (standard time) per chi ha come riferimento tale meridiano o un altro meridiano.
Il mezzogiorno vero cade quando il Sole passa al meridiano locale ed esso differisce dal mezzogiorno civile o solare medio (l’ora dell’orologio); tale differenza si calcola mediante “l'equazione del tempo” (si consulti il paragrafo I.2.5 "l'equazione del tempo") e la differenza di longitudine rispetto al meridiano ufficiale di quella zona o rispetto al meridiano di Grenwicth (T.M.G.).

- per la determinazione della linea meridiana, si conficchi un'asta nel terreno e si verifichi che sia perfettamente ortogonale al piano di calpestio (con un filo a piombo o una livella), quindi si misuri la lunghezza dell'ombra; quando la misura raggiunge il valor minimo (attorno al mezzogiorno), il Sole è al meridiano locale ed ha raggiunto la massima altezza, in questo momento è il mezzogiorno vero. Osservando l'orologio si può calcolare la differenza tra mezzogiorno vero e mezzogiorno civile.




Nota: ogni giorno dell'anno ha durata differente in relazione al tempo vero!
non ci sono giorni uguali!

GIORNO SIDERALE

- Il giorno siderale o giorno siderale di Greenwich è il tempo impiegato dalla Terra per compiere una rotazione completa attorno a se stessa rispetto alle stelle fisse (senso antiorario per l'emisfero boreale) ed è pari a 23 ore 56 minuti e 4,1 secondi o meglio l’intervallo di tempo fra due culminazioni superiori successive del primo punto d’Ariete (punto γ della costellazione dei Pesci).
Questa durata del giorno siderale comporta uno spostamento giornaliero delle stelle da Est ad Ovest di circa 1° al giorno.
Quindi il moto apparente delle stelle da Est a Ovest è dovuto sia al moto di rotazione della Terra (giornaliero) sia alla differenza dei 4 minuti di cui sopra.
Il tempo sidereo locale si può calcolare conoscendo il tempo sidereo di Greenwich T.S.G. ed aggiungendo ad esso (se la località è ad Est di Greenwich) o sottraendo ad esso (se la località è ad Ovest di Greenwich) il tempo equivalente espresso in ore/minuti/secondi della longitudine della località in esame.
Per calcolare il tempo sidereo di Greenwich T.S.G., conoscendo il tempo sidereo locale T.S.L. o viceversa, basta sottrarre o aggiungere l'equivalente in ore/minuti/secondi della longitudine, a seconda se la località è ad Est od a Ovest, ad esempio:

T.S.L. = T.S.G. +/- L (h, m, s)

T.S.G. = T.S.L. -/+ L (h, m, s)

Quindi, visto che il giorno siderale è più breve del giorno civile la cui durata è pari a 24 ore o 86.400 secondi (Sole medio), la Terra in 24 ore solari farà più di un giro di rotazione e la differenza si calcola nel modo seguente:

- la differenza fra giorno civile (quindi il tempo solare medio di 24 ore) e il giorno sidereo è di 3 minuti e 56 secondi e 4,1 secondi solari

- trasformazione in secondi: 3 minuti sono pari a 180 secondi, quindi la differenza di cui sopra sarà pari a 180 secondi + 56 secondi = 236 secondi

- trasformando la differenza in giorni si ha: 236/24/60/60 = 0,002731 giorni in unità decimali.

Cioè la differenza fra giorno solare civile di 24 h solari e il giorno sidereo di 23 h 56 minuti e 4 secondi solari, in unità decimali, è pari a 0,002731 giorni.
Le rivoluzioni della Terra in un anno tropico (vedere il paragrafo I.2.12 - durata dell’anno) di 365,24219879 giorni saranno pari a due addendi, il primo:

365 * 0,002731 = 0,99681500

il secondo:

0,24219879 * 0,002731 = 0,00066144

quindi la somma totale sarà uguale a 0,99747644.

Le rivoluzioni saranno:

365,24219879 + 0,99747644 = 366,23967523

circa 366,25.

Ciò vuol dire che un anno tropico contiene circa 366,25 giorni siderei!

- Osservando un astro con un binocolo, monocolo o telescopio, ben fissato alla sua base, senza muoverlo, si osserverà che l’astro che il giorno x era transitato al meridiano alle ore 24, il giorno dopo, sempre alle 24, si troverà oltre il meridiano verso Ovest. Per misure precise si ponga l’astro al centro di un reticolo o al bordo del campo visivo, altrimenti senza riferimento non si apprezzerà lo spostamento.




Notiamo che i 4 minuti o 1° sono distribuiti nella giornata quindi mentre si osserveranno le stelle durante una nottata oltre la rotazione standard ci sarà un ulteriore leggero "scivolo" stellare.

I.2.3 - GIORNO SOLARE VERO

- L'intervallo di tempo tra due passaggi del Sole "vero" al meridiano astronomico è il giorno solare vero. Esso inizia con il passaggio del Sole al meridiano inferiore, cioè a mezzanotte.
Il tempo solare vero L.A.T. differisce di un valore pari all’equazione del tempo dal tempo solare medio L.M.T. e differisce anche dal tempo siderale; il giorno solare vero è il tempo impiegato dal Sole per ritornare allo stesso meridiano tenendo conto dell’equazione del tempo (il giorno solare vero non è costante sia per l'inclinazione dell'eclittica rispetto all'equatore celeste sia per la variabilità della velocità della Terra attorno al Sole, dovuta all’eccentricità dell’orbita).
Come viene spiegato nel paragrafo successivo l’uomo nella vita civile impiega il tempo medio L.M.T. o ora del meridiano di riferimento o ora dell'orologio che in realtà non esiste ma nel contempo rende possibile lo scorrere delle attività sulla Terra (immaginate una vita legata al tempo siderale dopo 6 mesi il mezzogiorno sarebbe mezzanotte!).
La differenza fra tempo solare medio e tempo siderale è dovuta al tempo impiegato dal Sole a percorrere in cielo circa 1 grado (spostamento giornaliero) per riportarsi in meridiano. Infatti, dopo 23 ore e 56 minuti, il Sole non è giunto al meridiano e per arrivarci gli manca circa 1 grado (un'orbita completa annuale corrisponde sia ad un angolo di 360° sia ad un tempo di 365,25 giorni, il rapporto di queste due grandezze è pari a 0,985° circa 1°).
Si desume facilmente che il giorno sidereo è minore del giorno solare medio ma (come vedremo) potrebbe essere minore o maggiore del giorno solare vero a causa dell’equazione del tempo.
Il giorno solare vero inizia a mezzanotte.

- Si aspetti che il Sole raggiunga il meridiano locale (massima altezza sull'orizzonte) e si avvii un cronometro, il giorno dopo quando il Sole passa al meridiano si blocchi il cronometro, il tempo misurato cadrà in un punto della curva che rappresenta l'equazione del tempo ed in genere sarà diverso dal tempo siderale (23 ore e 56 minuti); in teoria dovrebbe essere superiore di circa quattro minuti, ma per maggiore precisione e differenze si veda il paragrafo equazione del tempo.



-



I.2.4 - GIORNO SOLARE MEDIO

- Il Sole nel suo moto apparente rispetto alla Terra si muove lungo l'eclittica in tempo variabile.
Per regolare la vita dell'uomo non si può adoperare né il tempo siderale o tempo siderale di Greenwich T.S.G., in quanto le attività umane sono regolate dalla nostra stella il Sole e non dalle stelle del firmamento né il tempo solare vero L.A.T. che è variabile; allora si è adottato per convenzione il tempo solare medio o tempo solare medio di Greenwich T.M.G. o T.U., cioè si è supposto che esista sia un Sole "medio" che si muove sull'equatore celeste con moto uniforme e che agli equinozi coincida con il Sole vero sia un Sole "fittizio" che si muove lungo l'eclittica con velocità angolare costante su un'orbita circolare e passante al Perigeo (punto più vicino alla Terra) e all'Apogeo (punto più lontano dalla Terra) insieme al Sole vero.
In particolare si definisce anno anomalistico il tempo impiegato perché il Sole ritorni al Perigeo.
Il giorno solare medio, così come noi lo conosciamo nella vita quotidiana, è definito come il tempo occorrente al Sole medio per passare due volte al meridiano.
Si ricorsi bene che il giorno solare medio è pari circa a 24 ore 3 minuti e 56 secondi di tempo siderale, mentre il giorno siderale è pari circa a 23 ore 56 minuti e 4,1 secondi di tempo solare medio.
La durata del giorno siderale è pari a 0,997270 giorni solari medi di unità decimale e la durata del giorno solare medio è pari a 1,00273 giorni siderali di unità decimale.
Convertendo 1,00273 in ore minuti secondi si ha: 24 ore 3 minuti e 56 secondi.
Convertendo 0,997270 in ore minuti secondi si ha: 23 ore 56 minuti e 4 secondi.
La conversione da numero decimale a ore minuti secondi si esegue nella seguente maniera (esempio 1,002738):

- 1,002738 * 24 = 24,065712 parte intera di 24 ore

- 0,065712 * 60 = 3,94272 parte intera di 3 minuti

- 0,94272 * 60 = 56,56 secondi

Risultato: 24 ore 3 minuti 56,56 secondi!
In particolare il tempo solare medio coincide con il tempo sidereo in un solo istante di ogni anno alla data dell'Equinozio di Autunno (il 22/23 Settembre). Dopo tale istante il tempo sidereo scorre più velocemente del tempo solare medio in quanto il giorno sidereo è circa 4 minuti più corto del giorno solare medio, quindi dopo mezzo anno, attorno al 20/21 Marzo la differenza è pari a 12 ore. Esistono delle costanti per convertire il tempo medio di Greenwich con il tempo sidereo e viceversa.

- Per verificare quanto sopra basta ripetere l'esercizio "giorno siderale.






I.2.5 - L'EQUAZIONE DEL TEMPO

- La differenza tra il giorno solare vero e il giorno solare medio è data dalla cosiddetta equazione del tempo, acronimo E.T. o “e”. In genere ogni giorno dell'anno c'è una piccola differenza tra il giorno vero e quello medio e tale differenza si trova in apposite tabelle o viene esposta sotto forma di diagramma, la differenza può raggiungere un massimo di circa 17 minuti mentre è pari a 0 nei giorni: 16 Aprile, 15 Giugno, 2 Settembre, 26 Dicembre.
Il valore dell’equazione del tempo è positivo (+) / negativo (-) se il Sole vero è in anticipo/ritardo rispetto al Sole medio:

E.T. = T.s.v. – T.s.m.

E.T. = L.M.T. - L.A.T.

E.T. = T.s.v. – T.M.E.C.*

* (meridiano di Catania per il fuso a + 15° o impropriamente 15° Est).

- Per esercitarsi, basta fissare sull'asse dell'ascisse di una figura che rappresenti l'equazione del tempo (con tempo in ascisse e valore in minuti dell'equazione del tempo in ordinate) il giorno di riferimento del mese e trovare il corrispondente valore dell'equazione del tempo sull'asse delle ordinate. Nel caso che presso la propria località ci sia una meridiana, basterà sommare/sottrarre (sommare se ci si trova ad Ovest, sottrarre se ad Est di Greenwitch, vedasi paragrafi successivi) al tempo segnato dalla meridiana la differenza di tempo relativa alla differenza di longitudine del luogo con il meridiano di riferimento (Tempo medio dell'Europa centrale per l'Italia), al risultato ottenuto si deve sottrarre l'ora dell'orologio, dalle operazioni si otterrà l'equazione del tempo (positiva nel caso che il Sole vero è in anticipo rispetto al Sole medio, negativa nel caso che il Sole vero è in ritardo).

eraclide2017

Idrogeno
 
Messaggi: 134
Iscritto il: 11/02/2018, 22:35


Torna a Eventi, Orari e Mappe Celesti




Visitano il forum: Nessuno e 1 ospite


Traduzione Italiana phpBBItalia.net basata su phpBB.it 2010
cron