L'analemma è la
rappresentazione geometria della variazione di posizione del sole, nel
corso dell'anno tropico, sulla sfera celeste espressa attraverso l'equazione
del tempo. Se l'osservatore, posto in un punto sulla superficie terrestre, avesse la paziente attività di fotografare e sequenziare le immagini del sole per tutti i giorni dell’anno comporrebbe il grafico a lato illustrato. Nell'analemma sono indicati: in ordinata i diversi valori di declinazione che il sole assume per ogni giorno dell’anno e in ascissa i corrispondenti minuti in anticipo o in ritardo dell’ora solare vera rispetto a quella locale. Dal grafico si evince che il sole, a parità di tempo, guadagna valori di declinazione maggiori rispetto ai valori di ascensione retta in prossimità del solstizio estivo, mentre valori in zenit minori e azimut maggiori in prossimità del solstizio invernale. La letteratura fornisce i valori tabellati dell'ascensione retta e dei minuti corrispondenti per ogni giorno. L'equazione del tempo è correlata dal tempo civile a partire da Greenwich e che in prima analisi è cosi formulata: L’equazione del tempo Et esprime la differenza di tempo tra l’ora solare Ts (ora solare vera ) e Tc (ora civile). Dove: Ts é il tempo Solare che trascorre fra due passaggi consecutivi del Sole allo stesso Meridiano. Tc è il tempo civile misurato sull'orologio e dipende dal fuso orario. L'ora in una localitá posta alla longitudine di 15° Est da Geenwich, in teoria, é la stessa di quella posta alla longitudine 15° 59'. Osservazione: Se l'orbita della terra fosse circolare e non ellittica, l'osservatore, posto in un punto P sulla superficie della Terra, vedrebbe il sole raggiungere il meridiano del luogo in tempi uguali, Ts=Tc. Ma poichè la terra ruota intorno al suo asse polare con velocità angolare costante e percorre l'orbita ellittica con velocità continuamente variabile, il tempo civile Tc non coincide con il tempo solare Ts, risultando: a volte in anticipo a vote in ritardo dispetto a Ts in quanto la Terra ruota con un moto di rotazione asincrono rispetto al moto di rivoluzione. La variazione dell'angolo di declinazione δ, per il motivo sopra descritto, non è costante e varia in continuazione per tutti i giorni dell'anno. Se l'orbita della Terra fosse circolare la rappresentazione dell'Analemma sarebbe a forma di "Otto" con doppio asse di simmetria (Lemniscata). L'ora solare vera Tsl (Time Solar Local), di un luogo posto a una specifica longitudine, in prima istanza, è data dalla seguente espressione: Dove: LT (Local Time) costante locale ET (Equation Time) equazione del tempo AtGTR fuso Orario a partire da Greenwch |
animazione grafica Osservazione:
La massima variazione giornaliera in declinazione si registra in prossimità degli Equinozi, mentre la massima variazione giornaliera in ascensione retta è in vicinanza ai solstizi. Possiamo dire che dove l'ascensione retta ha un valore max, la declinazione ha un valore min. e viceversa. ll grafico a lato può essere suddiviso in tratti di curva approssimate a funzioni lineare del tipo y = mx, e dove il rapporto fra la variazione giornaliera di altezza Ad° e la variazione giornaliera di ascensione retta ARmin, in alcuni tratti, rimane sensibilmente costante e in altri è decisamente variabile. Il dato rilevante è che In alcuni tratti la variazione giornaliera della posizione del sole può essere considerata verticale e in altri orizzontale. |
Da
notare che, alla stessa ora diurna, nei giorni del mese di Giugno e
Luglio il sole subisce poche variazioni in altezza e in ascensione
retta: per cui i raggi solari incidenti su una superficie sono costanti con
piccole variazioni dell'ombra propria e portata degli elementi opachi. In questo periodo, la variazione dei valori dell'altezza zenitale e dell'angolo azimutale del sole durante le ore diurne è relativamente piccolo. mentre nel periodo di Dicembre e Gennaio tali variazioni sono più sensibili. Contrariamente a quanto detto sopra, nei giorni di Maggio, Agosto, Novembre e Febbraio il sole subisce piccole variazioni in ascensione retta ma notevoli variazioni in declinazione: per cui i raggi solari incidenti su una superficie non sono costanti ma variano significativamente nella componente verticale e l'ombra delle strutture opache risulta lunga e continuamente variabile nel susseguirsi dei giorni. In questo periodo, la variazione dei valori dell'altezza zenitale e prepoderante rispetto al valore azimutale del sole.
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