Come si leggono

Premessa

Lettura dell'ora

L'Equazione del Tempo

Lettura della Stagione

Il mezzogiorno locale

Il motto

Premessa

Quella che descrivo nel seguito è la più comune forma di orologio solare su parete verticale attualmente in uso, ovvero con linee orarie francesi indicanti il tempo solare locale o del fuso orario, con stilo di tipo polare (o assostilo).

Più avanti, negli Approfondimenti, verranno descritti altri tipi di quadranti.  

Lettura dell'ora

La lettura dell'ora su un quadrante solare è simile alla lettura di un comune orologio a lancette.

In questo caso l'unica lancetta è l'ombra che lo stilo (o gnomone) genera sulla parete sulla quale sono disegnate le linee orarie: l’ombra segna le ore, manca la lancetta per i minuti.

Quando l'ombra si sovrappone ad una linea oraria, l'ora è quella indicata a fianco della linea oraria stessa. Quando l'ombra si trova tra due linee l'ora è una via di mezzo tra le indicazioni riportate a fianco delle due linee; con un po' di buon senso è comunque possibile stimare anche il valore approssimato dei minuti. A volte possono essere presenti le linee delle mezz'ore ed anche dei quarti d'ora, ciò semplifica la lettura.

L'ombra dello stilo ruota attorno al punto di incastro dello stilo in senso antiorario, ovvero al contrario di quanto fa la lancetta di un orologio. Vedremo quindi al mattino l'ombra sul lato sinistro del quadrante, essa si sposterà quindi in basso e verso destra fino a raggiungere la linea del mezzogiorno, quindi procederà nel pomeriggio verso l'alto a destra fino a morire al tramonto sul lato destro del quadrante.

Il quadrante è dunque simile a quello di un comune orologio a lancette, è diviso in 24 anziché 12 ore, e viene percorso dalla lancetta (ombra) in senso antiorario.

Per fare un esempio, l'orologio raffigurato in copertina segna le ore 9 passate da pochi minuti, diciamo circa le 9:05.

Inutile dire che il sole non è al corrente della eventuale ora legale! Se si è quindi d'estate, con l'ora legale in vigore, si deve aggiungere un'ora a quanto indicato dall'orologio solare per ottenere l'ora corretta. Lo stesso orologio dell'esempio andrebbe in tal caso letto come le ore 10:05 circa.

L'Equazione del Tempo

Non spaventi la terminologia scientifica, in realtà si tratta semplicemente dell'errore che necessariamente ogni orologio solare presenta rispetto ad un orologio classico.

Un orologio solare indica l'ora corretta¹ 4 sole volte l'anno (15 aprile, 13 giugno, 1 settembre e 24 dicembre), mentre negli altri giorni può avere un ritardo fino a 14' 16'' (l'11 febbraio) o un anticipo massimo di 16' 29'' (il 3 novembre). La ragione è la seguente.

La terra, come noto, ruota su sé stessa compiendo un giro completo in 24 ore. In realtà queste 24 ore sono un valore medio su un anno, essendo la velocità apparente del sole nel cielo diversa, anche se di poco, giorno per giorno. Ciò significa che la posizione del sole nel cielo accumula secondi di ritardo (o di anticipo) ogni giorno, arrivando ad una differenza rispetto a quanto segnato dal nostro orologio di più o meno 15 minuti circa.

Come detto questo errore è inevitabile, legato alle leggi fisiche che regolano il moto degli astri. È però possibile correggerlo, in quanto l'errore è noto e può essere sommato o sottratto alla lettura dell’orologio solare.

Tale errore, quando visualizzato in forma di grafico o di tabella, viene appunto detto Equazione del Tempo. Talvolta la tabella o il grafico vengono rappresentate sul quadrante solare stesso, in modo che sia facile valutarne il valore ed eseguire la correzione.

La tabella seguente riporta il valore approssimato dell'Equazione del Tempo nel corso dell'anno: 

Tabella 1 — Valori approssimati dell'Equazione del Tempo

(valori da aggiungere al tempo solare per ottenere il tempo medio)

Il valore indicato in tabella deve essere aggiunto al tempo indicato dall’orologio solare: dove il segno è positivo l'orologio solare è in ritardo, dove il segno è negativo l'orologio solare è in anticipo².

Supponendo ad esempio che l'orologio in copertina sia stato fotografato l'11 di ottobre, essendo l'EdT in tal giorno pari a -13'15", possiamo dire che l'ora segnata è circa 9:05-13'15" @ 8:52 ovvero, vista l'approssimazione nella lettura della posizione dell'ombra, circa 10 minuti alle nove.

Naturalmente correggere l'indicazione del quadrante con l'equazione del tempo è una pignoleria: gli orologi solari dovrebbero essere usati come una volta per dare l'idea del momento della giornata, dirci se è più o meno l'ora del pranzo o se sta per avvicinarsi il tramonto, riportandoci così a quella filosofia della vita e dello scorrere del tempo che apparteneva al mondo contadino dei nostri antenati.

Un'ultima osservazione: alcuni orologi solari consentono direttamente la correzione dell'Equazione del Tempo tramite una linea curva, a forma di otto, detta Analemma o Lemniscata. Di questo si parlerà negli approfondimenti.

¹  Ovviamente si parla di "ora corretta" rispetto al tempo medio artificiale creato dall'uomo (spiegato più avanti) mentre rispetto al tempo solare una meridiana, se ben fatta, è precisissima.  

²   Non esiste una definizione standard della EdT, la si trova anche con il segno invertito. In tal caso il valore della EdT deve essere sottratto anziché aggiunto al tempo indicato dall’orologio solare. 

Lettura della stagione

Se le linee orarie sono indispensabili in un orologio solare allo scopo di leggervi l'ora del giorno, così non sono le linee diurne, che indicano la stagione, e possono quindi essere presenti o meno sul quadrante (proseguendo l'analogia con un orologio classico, se l'indicazione delle ore è indispensabile, l'indicazione della data è opzionale).

Le cosiddette linee diurne, quando presenti, misurano la declinazione solare (ovvero l’inclinazione dei raggi solari rispetto al piano equatoriale terrestre) e quindi, essendo i mesi e le stagioni legati proprio alla declinazione solare, segnano il momento in cui ci troviamo nell'anno.

Normalmente sul quadrante vengono indicati i segni zodiacali, anziché mesi o stagioni, essendo questi strettamente legati a momenti astronomici precisi.

La linea più comunemente tracciata è quella degli equinozi (di primavera il 21 marzo, di autunno il 23 settembre). Si tratta di una linea retta che interseca le linee orarie; essa è orizzontale per un quadrante esposto a sud, è inclinata a sinistra o a destra per un quadrante declinante rispettivamente a ovest ed a est.

Le altre linee più comuni sono quelle del solstizio invernale (21 dicembre) ed estivo (21 giugno). Sono due linee curve (iperboli) che incrociano le linee orarie, la prima al di sopra e la seconda al di sotto della linea equinoziale. Corrispondono ai momenti di minima e massima altezza del sole nel cielo.

A volte si ritrovano tracciate anche le 4 linee legate alle date di ingresso nei rimanenti 4 segni zodiacali.

Come si legge l'informazione della stagione ?

In questo caso non è più l'inclinazione dell'ombra a consentirne la lettura, quanto la sua lunghezza. Osserviamo l'estremità dell'ombra: quando essa si trova esattamente su una delle linee descritte allora ci troviamo in coincidenza di un solstizio o di un equinozio o della data di ingresso in un segno zodiacale; quando l'ombra si trova tra due linee dobbiamo nuovamente utilizzare il buon senso e stimare approssimativamente il mese dell'anno o la stagione.

Attenzione, a volte non è l'estremità dell'ombra dello stilo a darci questa indicazione, ma la macchia d'ombra creata da un rigonfiamento o nodo posto vicino alla sua estremità (come nel quadrante solare in copertina). Più raramente questo rigonfiamento è sostituito da un disco con un foro al centro (detto foro gnomonico): in questo caso è la macchia di luce creata dal foro che consente la lettura; inoltre in questo caso potrebbe non esserci l'ombra dello stilo a segnalare l'ora, è il cerchio di luce che con la sua posizione fornisce contemporaneamente indicazione dell'ora e della stagione.

Guardando ad esempio l'orologio in copertina si può dedurre che la foto è stata scattata o poco prima dell'equinozio di primavera (quindi tra fine febbraio ed inizio marzo) o poco dopo quello d'autunno (quindi verso la fine di ottobre).

Il mezzogiorno locale

A partire da fine 1800 (in Italia dal 1893) il mondo è diviso in 24 fusi orari, all'interno dei quali l'ora è stata uniformata per evidenti motivi di praticità. Questo però ha comportato che il mezzogiorno, inteso come l'istante che divide in due il giorno ed in corrispondenza del quale il sole si trova alla sua massima altezza nel cielo, resta tale solamente al centro di ogni fuso orario, mentre allontanandoci da questo verso est o verso ovest il vero mezzogiorno solare avviene rispettivamente in anticipo o in ritardo rispetto al mezzogiorno medio del fuso (4 minuti per ogni grado di longitudine).

Ad esempio a Castellamonte (TO) questa differenza ammonta a 29m 9s e trovandosi ad ovest del meridiano di riferimento del fuso orario il mezzogiorno vero si ha alle 12:29:09 (a meno dell'errore della Equazione del Tempo !).

Su un orologio solare verticale il mezzogiorno locale corrisponde sempre alla linea verticale che parte dalla base dello stilo polare. A volte questa linea viene tracciata sul quadrante ed identificata con la lettera M o con il simbolo stilizzato di una campana (vedi foto in copertina).

Il motto

Benché inutile per l'indicazione del tempo, il motto è un elemento tradizionale degli orologi solari.

A volte esprime antiche saggezze, a volte è ironico, spesso negli orologi più antichi esprime concetti religiosi legati alla vacuità della vita ed alla certezza della morte.

Devo dire che nella mia esperienza la scelta del motto è sovente ancor più impegnativa e sofferta di quanto lo sia il progetto.

Figura 1 — Orologio solare indicante il TMEC  

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aggiornato il venerdì 06 marzo 2015