ORIENTARSI sulla TERRA

ORIENTARSI sulla TERRA
significato del termine “orientarsi”: il termine orientarsi indica letteralmente la capacità di individuare
l’oriente e fa quindi riferimento alla possibilità di localizzare i quattro punti cardinali est, ovest, nord e sud;
poiché la linea nord-sud è ortogonale alla linea est-ovest, per orientarsi è sufficiente stabilire la posizione di
un punto cardinale sull’orizzonte, visto che poi localizzazione degli altri tre è immediata;
orientamento attraverso il moto apparente del Sole: i punti in cui sorge e tramonta il Sole coincidono
esattamente con i punti cardinali est ed ovest solo nei giorni degli equinozi (in tutti gli altri giorni il Sole
sorge leggermente spostato a nord durante l’inverno e leggermente spostato a sud durante l’estate);
nella zona temperata boreale il punto cardinale sud è individuato dalla direzione in cui si trova il sole
nell’istante del mezzogiorno vero astronomico, quando cioè in sole raggiunge la massima altezza al di sopra
del piano dell’orizzonte (nella regione temperata australe la direzione del sole nell’istante del mezzogiorno
vero astronomico individua invece il punto cardinale nord);
uno strumento che può essere utilizzato per stabilire la culminazione del Sole è lo gnomone, costituito da
un’asta infissa verticalmente su un piano;
nella regione intertropicale, la direzione individuata dalla posizione del sole nell’istante del mezzogiorno
vero astronomico può coincidere con la direzione del nord oppure del sud a seconda del periodo dell’anno;
nelle regioni polari la direzione del sole nell’istante del mezzogiorno vero astronomico può essere impiegata
per individuare i punti cardinale solo durante il grande dì;
orientamento attraverso un orologio: i punti cardinali sud oppure nord possono essere individuati orientando
un orologio in modo tale che la lancetta delle ore sia diretta verso il Sole;
la bisettrice dell’angolo misurato in senso orario che la lancetta delle ore forma con la direzione delle 12
individua il punto cardinale sud durante il mattino ed il punto cardinale nord durante il pomeriggio;
orientamento attraverso le stelle: durante la notte, la direzione del nord può essere individuata nell’emisfero
boreale proiettando, sul piano dell’orizzonte, la semiretta che unisce i nostri occhi con la Stella Polare;
per individuare la posizione della Stella Polare è possibile cercare nella volta celeste l’Orsa Maggiore e prolungare di cinque volte il segmento immaginario che congiunge le due stelle anteriori della costellazione:
nell’emisfero australe la direzione del sud può essere individuata in maniera analoga facendo riferimento ad
una stella,  Octantis, appartenente alla Costellazione dell’Ottante (spesso si utilizza tuttavia la costellazione
della Croce del Sud che, pur essendo spostata di circa 30° dal Polo sud celeste, è facilmente riconoscibile
perché più luminosa);
orientamento attraverso la bussola: in ogni istante, i punti cardinali possono essere individuati mediante
l’impiego di una bussola, costituita da un ago magnetico (libero di ruotare in un piano orizzontale) che si
dispone lungo la direzione delle linee di forza del campo magnetico terrestre;
la direzione individuata dalla bussola non coincide esattamente con la direzione del meridiano geografico del
luogo, ma forma con esso un angolo che prende il nome di declinazione magnetica;
la declinazione magnetica può essere occidentale (se la direzione individuata dall’ago magnetico è spostata
ad ovest rispetto alla direzione del meridiano geografico del luogo), orientale (se la direzione individuata
dall’ago magnetico è spostata ad est rispetto alla direzione del meridiano geografico del luogo) e nulla (se le
due direzioni coincidono);
la direzione individuata da un ago magnetico non coincide generalmente con la direzione del meridiano geografico del luogo in quanto i poli magnetici (definiti come i punti in corrispondenza dei quali un ago magnetico libero di muoversi si dispone perpendicolarmente rispetto alla superficie terrestre) non coincidono con i
poli geografici;
i poli magnetici non sono diametralmente opposti (la loro congiungente non passa cioè per il centro della
Terra), hanno una posizione che varia nel tempo e non possono essere identificati con un preciso punto
geometrico, bensì con zone di estensione variabile;
COORDINATE POLARI
posizione relativa di un punto: per indicare in maniera approssimativa la posizione relativa di un punto
rispetto ad un osservatore è possibile utilizzare la rosa dei venti, in cui le diverse direzioni vengono anche
indicate con il nome dei venti che spirano da queste ultime;
per assegnare con maggiore precisione la posizione relativa di un punto rispetto all’osservatore è necessario
definirne le coordinate polari, costituite rispettivamente dall’azimuth e dalla distanza:
-
l’azimuth è l’angolo, misurato in senso orario, compreso tra la direzione del nord e la direzione della
linea di congiunzione tra l’osservatore ed il punto preso in considerazione;
-
la distanza è la misura lineare che separa l’osservatore dal punto preso in considerazione;
DETERMINAZIONE della LATITUDINE
determinazione della latitudine mediante l’uso di una stella: nell’emisfero boreale la latitudine di un qualsiasi punto può essere definita calcolando l’inclinazione dei raggi della Stella polare con il piano dell’orizzonte;
poiché la Stella polare si trova sul prolungamento dell’asse di rotazione terrestre e poiché i suoi raggi si
possono ritenere paralleli tra loro (essendo molto grande la distanza dalla Terra), la latitudine di un qualsiasi
punto dell’emisfero boreale coincide con l’angolo formato dai raggi della stella con il piano dell’orizzonte;
questo stesso metodo può essere utilizzato prendendo in considerazione anche un’altra stella, purché se ne
conosca la distanza angolare p dal Polo celeste;
in questo caso la latitudine del luogo si ottiene sottraendo dall’altezza massima  che la stella raggiunge sul
piano dell’orizzonte il valore della sua distanza polare:
 =   p
determinazione della latitudine mediante l’altezza del Sole: nei giorni degli equinozi, la latitudine di un qualsiasi punto della superficie terrestre può essere ottenuta misurando l’altezza del Sole rispetto al piano
dell’orizzonte nell’istante del mezzogiorno vero astronomico;
nei giorni degli equinozi i raggi del Sole sono perpendicolari in corrispondenza dell’equatore: l’angolo che
essi formano in ogni punto della superficie terrestre con il piano dell’orizzonte è quindi complementare al
latitudine del luogo di osservazione;
DETERMINAZIONE della LONGITUDINE
la determinazione della longitudine può essere definita confrontando l’ora vera locale del luogo di
osservazione con quella del meridiano fondamentale di Greenwich;
poiché il giorno solare medio ha una durata di 24h, l’intervallo di tempo necessario affinché si passi dalla
culminazione del Sole su di un meridiano alla culminazione del Sole sul meridiano successivo è di 4m:
24  60
m
4
m
360
se l’ora vera locale è maggiore (minore) rispetto a quella del meridiano di Greenwich, la culminazione sul
meridiano del luogo di osservazione si è verificata prima (dopo) della culminazione sul meridiano di Greenwich: il luogo di osservazione si trova quindi ad est (ovest) rispetto al meridiano fondamentale;
se in un certo luogo sono le 15.00 nello stesso istante in cui a Greenwich sono le 18.20, la longitudine del
luogo di osservazione è 50° W;
DETERMINAZIONE dell’ALTITUDINE
poiché la superficie terrestre presenta rilievi e depressioni, per definire esattamente la posizione di un punto
occorre assegnare anche l’altitudine, definita come l’altezza rispetto al livello del mare;
lo strumento utilizzato per misurare l’altitudine è l’altimetro che sfrutta la variazione della pressione atmosferica al variare della altitudine rispetto al livello del mare;
nel caso delle depressioni oceaniche, la profondità può essere determinata per mezzo dell’ecoscandaglio, tra
i quali ricordiamo quello acustico (basato cioè sul calcolo del tempo impiegato dal suono per raggiungere il
fondo e ritornare in superficie);
La MISURA del TEMPO
nell’antichità è stata soprattutto l’astronomia a fornire i metodi per la misura del tempo, basati in particolare
sui moti di rotazione e di rivoluzione della Terra: sono state così definite due unità di misura fondamentali,
costituite dal giorno e dall’anno;
giorno sidereo: il giorno sidereo è l’intervallo di tempo necessario affinché la Terra compia una rotazione
completa attorno al proprio asse rispetto ad una stella lontana;
più correttamente, il giorno sidereo è l’intervallo di tempo che intercorre tra due culminazioni successive di
una stella lontana sullo stesso meridiano terrestre (la durata del giorno sidereo è pari a 23h 56m 4s);
giorno solare: il giorno solare è l’intervallo di tempo necessario affinché la Terra compia una rotazione completa attorno al proprio asse rispetto al Sole (più correttamente, il giorno solare è l’intervallo di tempo che
intercorre tra due culminazioni successive del Sole sullo stesso meridiano terrestre);
a differenza del giorno sidereo, la durata del giorno solare non è costante ma varia nel corso dell’anno: il
giorno solare ha infatti una durata maggiore quando la Terra si muove più velocemente nel suo moto di rivoluzione attorno al Sole (e quindi in perielio) ed ha una durata inferiore quando la Terra si muove più lentamente nel suo moto di rivoluzione attorno al Sole (e quindi in afelio);
il giorno solare medio ha una durata di 24h ed è definito come media della durata di tutti i giorni solari nel
corso di un anno;
anno sidereo: l’anno sidereo è l’intervallo di tempo necessario affinché la Terra compia una rivoluzione
completa attorno al Sole rispetto ad una stella lontana (la sua durata è pari a 365d 6d 9m 10s);
anno solare: l’anno solare è l’intervallo di tempo che intercorre tra due equinozi (oppure tra due solstizi)
consecutivi dello stesso tipo (la sua durata è pari a 365d 5d 48m 46s, un valore inferiore rispetto a quello
dell’anno sidereo a causa del moto di precessione degli equinozi);
anno civile: l’anno civile è l’intervallo di tempo, formato da un numero intero di giorni, attraverso il quale i
vari popoli possono fissare le epoche di determinati avvenimenti;
calendario usato dai Romani: il calendario usato dagli antichi Romani era formato da dodici mesi lunari e la
sua durata era quindi di 355 giorni;
per correggere l’errore commesso, con scadenza biennale, veniva aggiunto un mese (detto mese intercalare)
formato da 22 giorni: con il passare dei secoli si venne tuttavia a creare un forte disaccordo tra le date del
calendario e le condizioni meteorologiche, rendendo quindi necessaria una correzione mediante l’introduzione del calendario giuliano;
calendario giuliano: nel calendario giuliano, introdotto da Giulio Cesare nel 45 a.C., la durata dell’anno
venne quantificata in 365 giorni, aggiungendo poi ogni quattro anni un giorno al mese di febbraio ( la durata
media dell’anno divenne quindi pari a 365d 6h, superiore alla durata effettiva dell’anno solare per 11m 14s);
a causa dell’errore commesso, nel XVI secolo l’inizio della primavera si verificava non il 21 marzo ma l’11
marzo: per volontà del Papa Gregorio XIII venne quindi introdotto il nuovo calendario gregoriano;
calendario gregoriano: per correggere l’errore di 11m 14s commesso ogni anno dal calendario giuliano, il
calendario gregoriano stabiliva che tra gli anni secolari potevano essere considerati bisestili solo gli anni divisibili per 400;
nel calendario gregoriano in un periodo di tempo pari a 400 anni ci sono tre anni bisestili in meno rispetto al
calendario giuliano: in questo modo l’errore in eccesso commesso dall’anno giuliano viene corretto con i tre
giorni in meno dell’anno gregoriano;

400  11 14
24
m
h
s
3
TEMPO VERO, TEMPO CIVILE e FUSI ORARI
ora vera astronomica: per convenzione, il giorno civile viene suddiviso in 24 ore, nel corso delle quali si
possono individuare la mezzanotte ed il mezzogiorno;
se dovessimo basarci sul Sole per regolare il nostro orologio, il mezzogiorno astronomico dovrebbe coincidere con l’istante in corrispondenza del quale il Sole culmina sul meridiano del luogo di osservazione (ovvero
con l’istante in cui il Sole raggiunge la massima altezza rispetto all’orizzonte);
in realtà, poiché la Terra è sferica e ruota su sé stessa, il Sole culmina su ogni meridiano in momenti diversi:
in Italia, a esempio, il mezzogiorno astronomico si verifica prima nelle località a est, come Trieste, e poi (con
un certo ritardo) nelle località a ovest, come Torino;
in generale si può allora affermare che solo nelle località che si trovano sul medesimo meridiano il mezzogiorno vero astronomico si verifica nello stesso istante, anche se il Sole sorge e tramonta in momenti diversi
a seconda della latitudine;
è evidente che non è possibile utilizzare, come riferimento per la misura del tempo, l’ora vera astronomica
senza causare inconvenienti nei rapporti e negli scambi tra località diverse, anche della stessa Nazione;
ora nazionale: l’ora nazionale è definita come l’ora vera o locale del meridiano passante per la capitale di
uno stato ed estesa all’intero territorio di quest’ultimo;
l’ora nazionale è estremamente scomoda in quanto, nel passaggio da uno stato all’altro, sarebbe necessario
modificare non solo l’ora, ma anche i minuti ed i secondi: per ovviare a questo inconveniente, nel 1859
l’astronomo italiano Quirico Filopanti introdusse il sistema dei fusi orari;
sistema dei fusi orari: nel sistema dei fusi orari, la superficie terrestre è suddivisa in 24 spicchi (detti per
l’appunto fusi orari), limitati da meridiani posti ad una distanza di 15° in longitudine, all’interno dei quali si
assume l’ora civile convenzionale, definita come l’ora vera o locale del meridiano centrale;
in ogni luogo della Terra possiamo allora distinguere un’ora vera astronomica determinata in base alla posizione del Sole ed un’ora civile convenzionale: Torino, Milano e Trieste non hanno ad esempio la stesa ora
vera astronomica, ma hanno la stessa ora civile convenzionale (che coincide con l’ora del meridiano
dell’Europa centrale, passante per l’Etna e per Termoli);
in Italia, ad esempio, l’ora civile convenzionale coincide con l’ora vera o locale del meridiano passante per
Termoli e per l’Etna: spostandosi verso est (oppure verso ovest) è necessario spostare in avanti (oppure indietro) di un’ora gli orologi;
i fusi orari sono numerati progressivamente a partire dal fuso 0 centrato rispetto al meridiano di Greenwich: i
fusi ad est (oppure ad ovest) di Greenwich sono numerati con numeri positivi (oppure negativi) e spostandoci
in uno di essi è necessario spostare in avanti (oppure indietro) la lancette delle ore di un numero pari al
numero del fuso;
le linee che delimitano i fusi orari non coincidono generalmente con l’andamento dei meridiani, ma hanno un
andamento irregolare al fine di seguire i confini politici degli Stati;
in alcuni Paesi, inoltre, l’ora civile convenzionale non differisce da quella del fuso centrale per un numero
intero di ore (un esempio è quello dell’India);
linea internazionale del cambiamento di data: la linea internazionale del cambiamento di data coincide con
l’antimeridiano di Greenwich e rappresenta la linea oltrepassata la quale non è necessario modificare l’ora
ma è necessario cambiare la data;
quando a Greenwich è mezzogiorno, per esempio del 2 marzo, sull’antimeridiano sarà contemporaneamente
mezzanotte del 1 marzo e del 2 marzo: sarà mezzanotte del 1 marzo per chi si muove da meridiano di
Greenwich verso ovest e sarà mezzanotte del 2 marzo per chi si muove dal meridiano di Greenwich verso
est;
il problema della linea del cambiamento di data si pose per la prima volta in occasione del viaggio di circumnavigazione di Magellano nel settembre del 1519: partiti dalla Spagna con rotta verso ponente, l’equipaggio
della nave Victoria giunto a Capo Verde apprese con grande stupore che era giovedì 10 luglio, mentre per i
libri di bordo doveva essere mercoledì 9 luglio;