Orologio solare analemmatico

a stilo umano

 

Sono indicati con l’aggettivo “Analemmatico” i quadranti solari piani con stilo (gnomone) mobile, in cui la lettura dell’ora si effettua su dei punti orari, ricavati dall’intersezione dell’ombra dello stilo con un’ellisse graduata.

L’orologio solare analemmatico si colloca tra quelli detti “azimutali”, strumenti cioè che per fornire l’ora sfruttano l’azimut del Sole. L’azimut, o meglio l’angolo azimutale, è l’angolo misurato sull’orizzonte da 0° a 180° a partire da Nord verso Est o verso Ovest

Il concetto di base di questi strumenti è elementare: se piantiamo in terra una bacchetta verticale, essa proietterà sul terreno orizzontale un’ombra rettilinea che risulterà orientata verso il punto dell’orizzonte opposto a quello in cui si materializza l’azimut del Sole. Nel corso della giornata l’azimut del Sole varia con continuità; se conosciamo la relazione che lega l’azimut all’ora possiamo ricavare l’ora in quel momento.

Lo stilo viene spostato in funzione della data. Le varie posizioni del “piede” dello stilo costituiscono la scala delle date, o dello zodiaco.

L’origine delle meridiane analemmatiche rimane sconosciuta (XVI o XVII secolo). Il particolare nome dato a questo quadrante solare deriva dal fatto che i suoi primi autori si erano ispirati alla nozione d’analemma.  La figura geometrica “analemma”, fu utilizzata dagli antichi astronomi greci per indicare la proiezione ortografica del cammino del Sole al momento della culminazione nelle varie stagioni sul piano Meridiano di un determinato luogo; l’analemma fu posta dall’astronomo romano Vitruvio, nel suo libro di architettura, a fondamento del tracciamento di tutti i quadranti solari.

Gli elementi caratteristici del quadrante analemmatico sono:

·         Ellisse oraria, contrassegnata dalle ore. L’ellisse è appiattita nella direzione Nord-Sud ed allungata nella direzione Est-Ovest (asse maggiore). Il settore dell’ellisse che si riferisce alle ore notturne può essere eliminato.

·         Scala delle date recante i nomi dei mesi, sistemata al centro dell’ellisse sull’asse minore e orientata in modo che la linea Oraria del Mezzodì coincida con la direzione Nord-Sud, cioè col Meridiano Locale.

·         Stilo mobile di lunghezza non definita, disposto perpendicolarmente al quadrante e che si sposta lungo l’asse minore dell’ellisse, cioè lungo la scala delle date. Si parla di Quadrante Analemmatico “Umano” quando è l’osservatore stesso a fare da gnomone

 

Uso

In base alla data, si regola la posizione dello stilo.

Come tutti gli orologi solari non dotati di accorgimenti per la correzione automatica dell’ora, anche questo strumento indica l’ ”ora vera locale”; perciò volendo ottenere l’ora segnata dal nostro orologio da polso (“ora media del fuso”), l’indicazione dell’ombra deve essere corretta con l’equazione del tempo e con la correzione del fuso.

Questo strumento astronomico permette di ricavare l'ora dalla posizione del Sole. Il concetto di base è elementare: una bacchetta verticale (stilo) piantata in terra proietta sul terreno un’ombra rettilinea che risulta orientata verso il punto dell’orizzonte opposto al Sole. In questo tipo di orologio lo stilo è l'osservatore stesso ed è mobile, in quanto si sposta a seconda del periodo dell'anno lungo la scala delle date, cioè una serie di linee parallele coincidenti con le date d’inizio di ciascun segno zodiacale.

Gli elementi caratteristici del quadrante analemmatico sono:

·        Ellisse oraria, contrassegnata dalle ore.

·        Scala delle date (detta anche dello zodiaco), sistemata al centro dell’ellisse e orientata in modo che la linea oraria del mezzodì coincida con la direzione nord-sud.

·        Stilo umano: è l’osservatore stesso che, collocandosi lungo la scala delle date in base al periodo dell'anno, proietta sull'ellisse oraria la sua ombra segnando l'ora.

 

Come tutti gli orologi solari non dotati di accorgimenti per la correzione automatica dell’ora, anche questo strumento indica il ”tempo vero locale”; perciò volendo ottenere l’ora segnata dal nostro orologio da polso (“ora media del fuso”), l’indicazione dell’ombra deve essere corretta con il seguente grafico per la conversione.

 

Grafico per la conversione del Tempo Solare Locale
(segnato dall’orologio solare) nel Tempo Medio Civile

 

 

Longitudine di Casa Archilei = 13° 01' 02''
Quando è in vigore l’ora legale occorre anche aggiungere un’ora

 

L’orologio solare si compone di due parti: gnomone e quadrante. In questo orologio lo gnomone è un triangolo rettangolo di marmo la cui ipotenusa è parallela all’asse terrestre (punta cioè al Polo Nord Celeste) e  proietta la sua ombra su una superficie: il quadrante.

Il tempo segnato da questo orologio solare è il Tempo Solare Locale che non corrisponde al Tempo Medio Civile. Per passare dal Tempo Solare Locale al Tempo Medio Civile, che per l’Italia corrisponde al Tempo Medio dell’Europa Centrale (T.M.E.C.) occorrono due correzioni:

-        la Costante locale, che tiene conto della diversa longitudine del luogo rispetto al Meridiano del T.M.E.C  (detto Meridiano Etneo). La Costante locale di Fano (che ha longitudine di 13° Est) è di + 8 minuti rispetto al tempo del Meridiano Etneo.

-        l’Equazione del tempo, dovuta al fatto che i giorni solari non hanno la stessa durata (24 ore) ma variano leggermente nel corso dell’anno.

Sul quadrante solare sono disegnate anche le linee dei solstizi d’estate e d’inverno; l’ombra dello gnomone si sposterà sempre all’interno di queste due linee. Vi è anche la linea (retta) equinoziale; l’ombra dello gnomone “correrà” lungo questa linea durante gli equinozi di primavera e d’autunno.

 

Grafico per la conversione del Tempo Solare Locale
(segnato dall’orologio solare) nel Tempo Medio Civile

 

 

Longitudine di Casa Archilei = 13° 01' 02''
Quando è in vigore l’ora legale occorre anche aggiungere un’ora