Pavia
e dintorni
Gli orologi solari
rappresentano una piacevole evasione dal mondo tecnologico e l'immersione
in una nuova dimensione, fatta di opere ingenue ma intelligenti, evocative
di una vita semplice e naturale i cui ritmi sono scanditi dal sole e dalle
stelle.
IL SOLE, UN OROLOGIO NATURALE
II sole è un vero e proprio orologio
naturale. Ce ne serviamo spontaneamente quando alziamo gli occhi per vedere
dove si trova, ricavando e un'idea approssimativa dell'ora.
Lo facevano anche gli uomini
antichi, i quali poi pensarono di perfezionare questa operazione e di renderla più precisa e si
diedero da fare per trovare degli strumenti adeguati.
Sperimentarono diverse tecniche e
quella che ebbe più successo fu l'uso di uno gnomone.
La parola gnomone (dal greco
TVOJIOV, indicatore, giudice) denota un corpo illuminato dal sole che proietta
un'ombra su una superficie: questa parola ha dato il nome alla scienza degli
orologi solari, la "gnomonica".
Seguire gli spostamenti dell'ombra
dello gnomone, e precisamente del vertice dell'ombra, significa seguire i
movimenti del sole.
II sole percorre giornalmente un arco
nel cielo da EST a OVEST e durante l'anno questo arco si sposta in su e in giù
rispetto all’orizzonte. Questi spostamenti sono causati dai movimenti di
rotazione e di rivoluzione della terra e si ripetono identici con ciclo
annuale.
FUNZIONI, COMPONENTI E TIPOLOGIA DEGLI
OROLOGI SOLARI
Le funzioni svolte dagli orologi
solari sono due:
·
la
funzione oraria svolta dalle linee
orarie, che consiste nell'indicazione dell'ora del giorno
·
la
funzione calendario, svolta dalle
curve giornaliere, che consiste nell'indicazione del periodo dell'anno in cui
ci si trova.
I componenti degli orologi solari
sono due:
·
lo
gnomone, l'organo che crea l'ombra
per guidare la lettura sul quadrante
·
il
quadrante, che costituisce la parte
leggibile dell'orologio solare.
LO GNOMONE
Un'asta metallica (stilo) conficcata
in una parete, un paletto verticale, un obelisco in una piazza, o altri
oggetti, possono servire da gnomone.
Esistono vari tipi di gnomoni. Lo
gnomone può essere perpendicolare al quadrante; in tal caso viene definito gnomone ortostilo;
è il modo più semplice, quello di piantare un chiodo nel muro.
Ma l'ombra non sempre si sovrappone
alle linee orarie, e se lo fa si tratta di una suddivisione disuguale delle ore
del giorno. E' frequente in orologi medioevali senza pretese di precisione.
Molto più frequente è lo stilo
polare.
Si tratta di uno gnomone rettilineo,
diretto verso la Stella Polare. Giace nel piano meridiano, vale a dire nel
piano verticale NORD/SUD e alla nostra latitudine ha un'inclinazione di circa
45° sul piano orizzontale.
Se usato coi quadranti ad ora vera
la sua ombra si adagia perfettamente sulle linee orarie facilitando la lettura
dell'ora stessa.
Lo gnomone a foro gnomonico termina con un piattello forato, che viene
attraversato da un raggio di sole. La macchia di luce illumina il punto dove
eseguire la lettura.
Un ulteriore variazione prevede
all’estremità dello stilo la presenza di una sfera la cui ombra assume il
significato orario e calendario.
IL
QUADRANTE
E’ praticamente la superficie su cui
vengono tracciati gli elementi che evidenziati dall’ombra dello gnomone
indicheranno l’ora. Nel quadrante troviamo i seguenti elementi:
-
Le linee orarie,
che svolgono la funzione oraria, indicando l'ora. La forma della linea oraria e il numero dell'ora
variano con il sistema orario usato.
-
Le curve
giornaliere, che svolgono la funzione calendariale,
indicando il periodo dell'anno o, nel caso di meridiane di grandi
dimensioni, il giorno dell'anno. Negli orologi più semplici possono anche
mancare, o limitarsi alle curve dei solstizi e degli equinozi.
-
Le decorazioni
talvolta anche bellissimi affreschi che impreziosiscono l'opera
-
I segni
zodiacali che non hanno sempre un ruolo puramente decorativo. Infatti, opportunamente collocati sul quadrante,
possono indicare il periodo dell'anno, aiutando a svolgere la funzione calendariale.
-
Altre scritte
varie , quali la data di costruzione, latitudine, longitudine,
dediche, ecc, ed il motto, la
frase di antica saggezza, spesso in latino, che esorta a dimenticare gli affanni
contingenti e accettare il trascorrere implacabile del tempo.
Il quadrante occupa generalmente una
superficie piana, verticale od orizzontale, ma troviamo numerosi esempi di
quadranti su superfici non piane e anche irregolari.
L'orientamento verticale è quello
più comune; i muri degli edifici si prestano magnificamente a ospitarli.
MATTINO –
Il Sole sorge da EST
I raggi del Sole provenienti da Est
illuminano lo Gnomone che di conseguenza proietta la sua ombra sul quadrante
dell’orologio.
L’ombra dell’asta si adagia sulle
linee orarie o fra le stesse e pertanto è possibile interpretare l’ora
leggendone il valore sulla linea più vicina all’ombra stessa e valutando i minuti in più o in meno in
funzione della posizione dell’ombra fra le linee orarie stesse.
L’ombra della punta
sferica dello gnomone indica il giorno del semestre solare in cui ci si trova,
considerando che la curva solstiziale
superiore (invernale) corrisponde al 21 Dicembre, mentre quella inferiore
(estiva) al 21 Giugno.
La linea retta centrale vede il passaggio dell’ombra dell’estremità
dello gnomone nei due giorni di Equinozio:
20 o 21 Marzo e 22 o 23 Settembre.
MEZZOGIORNO LOCALE
il Sole si trova esattamente a Sud
I raggi del Sole provenienti da Sud
illuminano lo Gnomone che di
conseguenza proietta la sua ombra sul quadrante
dell’orologio.
Il disegno del Quadrante prevede la presenza di una linea
rossa verticale, allineata al piede dello gnomone, sulla quale l’ombra si
adagia esattamente al mezzogiorno solare locale.
In effetti la Meridiana aveva il significato di indicare il
mezzodì del luogo di misurazione.
SERA
Il Sole tramonta verso OVEST
I raggi del Sole provenienti da Ovest
illuminano lo Gnomone che di conseguenza proietta la sua ombra sul quadrante
dell’orologio e la lettura dell’ora e dei minuti è la stessa già vista nel caso
del mattino.
Per tutti i casi di lettura dell’ora sugli orologi solari
descritti, occorre tener conto di un fattore di correzione per confrontare
l’ora letta con quella dell’orologio del polso.
In pratica, essendo l’orbita della rivoluzione della Terra
intorno al Sole ellittica e non
circolare ed essendo l’asse terrestre inclinato, le ore di ogni giorno
dell’anno sono differenti fra di loro.
Per renderle uguali e quindi
confrontabili con le ore di durata costante degli orologi meccanici, si deve
aggiungere o sottrarre dalla lettura fatta sul quadrante solare il numero di
minuti indicato da un grafico chiamato Equazione
del tempo e solitamente rappresentato sullo sfondo dell’orologio solare.
Nelle rappresentazioni sugli sfondi
degli orologi solari, è tracciata solo la linea rossa, risultante della
sommatoria della verde e quella blu.
Gli elementi della Meridiana
IL
QUADRANTE VERTICALE
Lo schema 1 rappresenta un quadrante verticale "non declinante”, cioè orientato
esattamente verso SUD.
La figura è simmetrica rispetto alla
linea del mezzogiorno.
Contiene
un fascio di linee orarie che convergono nel piede dello
gnomone e si aprono a ventaglio verso il basso; la linea oraria centrale è la linea meridiana
e segna il mezzogiorno.
Nell'esempio sono rappresentate tre curve giornaliere, sono le tre
linee trasversali.
La superiore
è la linea del solstizio invernale, quando il sole tocca il punto più basso
dell'anno, e l'ombra il punto più alto.
Quella centrale è la linea
equinoziale, che è sempre una linea retta e viene percorsa in entrambi i giorni
di equinozio. La linea inferiore è quella del solstizio estivo.
Schema 1
Se un quadrante verticale non è
orientato esattamente a SUD viene definito "declinante”. Questo accade spesso, dovendo il quadrante adattarsi
alla parete che lo ospita.
Lo schema dell’orologio con tutte le
linee che lo compongono si inclina a destra o a sinistra a seconda che la
parete non sia perfettamente orientata a sud ma sia più o meno inclinata verso
est o verso ovest. gli schemi 2 e 3 mostrano rispettivamente due quadranti, il
primo declinante Est, il secondo declinante Ovest
Schema 2
Schema 3
Quadrante verticale declinante EST
Quadrante verticale declinante OVEST
I SISTEMI
ORARI
II sistema orario è il criterio di
suddivisione del giorno in ore. Orologi con differenti sistemi orari segnano
ore diverse, cosa che crea sconcerto in chi osserva un orologio solare a ore
antiche e verifica l'ora col proprio orologio.
Oggi in tutto il mondo vige il
sistema
Nel passato in Europa si sono
succeduti e sovrapposti nel tempo e nello spazio molti sistemi orari. Quello
che ha preceduto il sistema attuale è il sistema
-
a ore vere locali, dette anche ore civili,
francesi, d'oltralpe, europee.
Vedremo in dettaglio il sistema a ore medie di fuso, che rappresenta la
grande maggioranza degli orologi solari contemporanei.
LE ORE MEDIE DI
FUSO
L'avvento delle ferrovie e del
telegrafo ed il miglioramento di qualità degli orologi meccanici non erano più
conciliabili con la variabilità dell'ora da luogo a luogo e con la variabilità
della durata delle ore e dei giorni. Fu deciso di creare un nuovo sistema
orario con caratteristiche adatte alle nuove esigenze, con le caratteristiche
seguenti:
-
L'ora ha durata fissa uguale
alla 24a parte del giorno medio e le 24 ore del giorno vengono contate a
partire dalla mezzanotte.
-
La terra viene suddivisa in 24
fusi, in ciascuno dei quali vige la stessa ora.
Questo sistema si affermò in tutto
il mondo alla fine del secolo XIX. Successivamente fu sviluppato il progetto
mondiale con la creazione dei 24 fusi orari, numerati a partire
dall'osservatorio astronomico di Greenwich, con una
differenza di un'ora tra fuso e fuso.
Il 1° novembre 1893 l'Italia aderì alla convenzione
internazionale tutt'ora in vigore che istituiva il
nuovo sistema orario mondiale. L'Italia fa parte del 2° fuso EST, quello
dell'Europa Centrale, il cui tempo è calcolato sul 15° meridiano EST (il
"meridiano dell'Etna").
In pratica l’unica località (e con
essa tutte quelle poste sul medesimo meridiano) in cui il mezzogiorno dell’orologio meccanico corrisponde
alla reale posizione del sole perfettamente a sud, è l’Etna.
Pavia, trovandosi nella zona
occidentale del fuso, avendo un ora media del fuso, ha l’ora indicata dall’orologio
meccanico posticipata di circa 24 minuti rispetto alla posizione reale del sole.
In pratica quando a Pavia il sole si trova esattamente a Sud (mezzogiorno
secondo l’ora vera locale), l’orologio al polso segnerà le 12 e 24 minuti con
l’ora solare e le 13 e 24 minuti con l’ora legale.
Tratto da
note di lavoro di GIOCAT
LA LETTURA
DELL'ORA E DELLA DATA
Per semplicità analizziamo un
orologio solare con quadrante verticale, gnomone polare e con ore medie di
fuso.
Di seguito raffiguriamo un
orologio con tali caratteristiche di base e analizziamo come viene effettuata
la lettura dell’ora e della data.
Gnomone Polare
Ombra dello gnomone
Curva Solstizio d’inverno
Linea degli Equinozi
Curva giornaliera
Curva Solstizio d’estate
Linea Meridiana
Sfondo
Quadrante