STUDI DI BIOCLIMATICA
RICHIAMI DI GEOMETRIA SOLARE - Triangolo Sferico Di Posizione

Questa sessione richiama concetti base della Geometria Solare  descritte dalle tre Leggi di Keplero con implicito riferimento alle leggi fisiche Newtoniane. Un tuffo nell'esperienza didattica liceale e non solo. Il confronto diretto della visione geocentrica e eliocentrica del moto di rotazione,  rivoluzione e  precessione attraverso le analisi e principi della geometria descrittiva di Monge esplicate con le carte solari ortogonali in essa contenute.

  Keyword:
Piano Dell'Eclittica         
Ascensione Retta               
Declinazione                        
Equatore Celeste                
Polo Celeste                         
Punto D'ariete                    
Piano Del Coluro  
Depressione Vera
Rifrazione Astronomica
Analemma
Anno Tropico
Giorno Siderale
Equazione Del Tempo
Angolo Orario
Costante Locale
Arch. Giuseppe Devito




Triangolo Sferio
Il triangolo sferico è la superficie sulla sfera limitata da tre archi di circoli massimi. I piani che contengono i circoli formano fra di loro angoli diedri che corrispondono agli angoli che le tangenti formano ai vertici.

Triangolo Di Posizione

Il triangolo di posizione è la superficie del triangolo sferico posto sulla sfera celeste limitata da tre archi di circoli massimi passanti per l'osservatore (O) posto su un punto qualsiasi della superficie terrestre. I piani che contengono i circoli formano fra di loro angoli diedri che corrispondono agli angoli che le tangenti formano ai vertici A (astro), Z (zenit) e P (polo).

Formula Di Eulero

Definizione:
In un triangolo sferico il coseno di un lato (cos z) è uguale al prodotto dei coseni degli altri due (cosc; cosp), più il prodotto dei loro seni moltiplicato per il coseno dell'angolo fra essi compreso (senc; senp; cosw). Dove w è l'angolo Orario.





Dimostrazione:
Calcolo Altezza
(a) e Distanza Zenitale (z):
Per dimostrare questo affascinante teorema si fa uso del triangolo sferico di posizione di un generico astro A (sole) sulla sfera celeste. Il Triangolo sferico di posizione può essere definito da qualsiasi orizzonte dove è posto l' osservatore (O) sulla superficie terrestre attraverso i seguenti parametri:
Indicando con c=(90°-f); p=(90°-d); z=(90°-a) gli angoli complementari sottesi ai lati di un triangolo sferico e con:
f = latitudine;
= Declinazione;
a = Altezza del sole

Si considera un piano (п ) ortogonale all'asse polare O-Pn
e si scompone il triedro sferico di posizione su un piano
ortogonale a п passante per OD, come sotto illustrato. *






Ponendo OD = l si ha:






dal teorema del coseno:





sul piano di sezione p risulta:





L'angolo orario w si misura sul piano ortogonale all'asse O-Pn



 















1)





L'altezza α è l'arco di verticale del sole (90°) compreso fra l'orizzonte e il sole, contato da 0 a 90° dall'orizzonte verso lo Zenit e negativo dall'orizzonte al Nadir
Per angoli complementari si ha:




sostituendo nella 1)



2)








Dimostrazione:
Calcolo Azimut (b)
Si considera un piano (п ) ortogonale all'asse polare OZ
e si scompone il triedro sferico di posizione su un piano ortogonale a п
passante per OB, e ponendo OB = l, si ha:






Dalla 2), che rappresenta la forma bruta del teorema di Eulero, è possibile calcolare l'altezza
a di un astro (sole) rispetto all'orizzonte dell'osservatore conoscendo la Latitudine del luogo, la Declinazione del sole al tempo locale Tsl espresso attraverso l'angolo orario ω.











sul piano (п ) risulta:





uguagliando i due termini:















3)

n alternativa alla 3)



Per la costruzione delle carte solari si considera, come detto in precedenza,  l'angolo formato dal meridiano astronomico dell'osservatore al circolo verticale del sole, misurato in senso antiorario o orario, nelle ore rispettivamente antimeridiane e pomeridiane.



Declinazione δ


La Declinazione δ di un astro (sole) è la distanza sferica dal piano dell'eclittica contato da 0 a 90° a partire dall'equatore ed è di specie Nord se l'astro si trova nell'emisfero Nord (Boreale), di specie Sud se l'astro si trova nell'emisfero Sud (Australe) .
Poiché la declinazione δ dipende dal giorno si ha:

formula di Cooper


formula W.M.O. (Organizzazione Metereologica Mondiale)


Nel secondo caso δ dipende da ө e da n (numero di giorni a partire dal 1° Gennaio n = 1) 

Valori più precisi di declinazione possono essere trovati attraverso l'uso degli almanacchi relativi alle Effemeridi. 



*  Corrado Brogi: Cenni di trigonometria sferica, pag. 61
tria Solare: applicazioni
Richiami di geometria solare:
studio Arch. Giuseppe Devito
e-mail: pinodevito@libero.it