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L'ORIENTAMENTO E LA MISURA DEL TEMPO - ORIENTARSI CON GLI ASTRI

scienze della terra




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L'ORIENTAMENTO E LA MISURA DEL TEMPO


ORIENTARSI CON GLI ASTRI


Orientarsi significa individuare dei punti di riferimento in cielo o sulla Terra.

I movimenti del Sole attraverso la sfera celeste permettono di definire i quattro punti cardinali.

L'EST corrisponde al punto in cui il Sole sorge nei giorni degli equinozi.

L'OVEST è il punto in cui il 727f54h sole tramonta nei giorni degli equinozi.

L'est e l'ovest possono essere individuati precisamente solo nei giorni degli equinozi perché negli altri giorni il sole sorge spostato un po' più a nord o un po' più a sud.

Il NORD è il punto in cui il 727f54h meridiano del luogo s'interseca con il piano dell'orizzonte e si individua ruotando di 90° in senso antiorario a partire da est.



Il SUD è il punto in cui il 727f54h meridiano del luogo s'interseca con il piano dell'orizzonte e si individua ruotando di 90° in senso orario a partire da est.

Nord e Sud possono essere individuati direttamente:

Se l'osservatore si trova a nord del tropico del cancro il sole in culminazione indica il sud.

Se l'osservatore si trova a sud del tropico del capricorno, il sole in culminazione indica il nord.

Di notte ci si può orientare con la Stella Polare.


Orientarsi con la bussola


La bussola è costituita da un ago magnetizzato, libero di ruotare su di un piano orizzontale, che si dispone secondo le linee di forza del campo magnetico terrestre.

L'indicazione non è precisa, poiché i poli magnetici non coincidono con quelli geografici.

L'ago magnetico forma con la direzione del meridiano geografico un angolo chiamato declinazione magnetica che varia in base alla latitudine e alla longitudine del luogo geografico in cui si trova la bussola.

La declinazione magnetica può essere:

  • declinazione magnetica orientale: l'ago presenta una deviazione verso est.
  • declinazione magnetica occidentale: l'ago presenta una deviazione verso ovest.
  • declinazione magnetica nulla: l'ago non devia per nulla rispetto al meridiano del luogo.

COME DETERMINARE LE COORDINATE GEOGRAFICHE


Le coordinate geografiche ( latitudine e longitudine) permettono di definire la posizione di un punto della superficie della Terra in modo assoluto.


Determinazione della latitudine in base all'altezza della Stella Polare


La Stella Polare si trova quasi esattamente allo zenit del polo Nord.


Poiché la Stella Polare può essere considerata quasi esattamente allo zenit del polo Nord, la sua altezza sul piano dell'orizzonte corrisponde alla latitudine dell'osservatore.

È possibile, però, utilizzare utilizare una qualsiasi stella di cui conosciamo la distanza angolare dal polo Nord celeste.  Dopo aver misurato l'altezza della stella in culminazione, dobbiamo sottrarre a questo valore, la distanza polare.


Determinazione della latitudine in base all'altezza del Sole


Si calcolare la latitudine misurando l'altezza del Sole al mezzogiorno di un giorno equinoziale, quando è in culminazione sul meridiano locale e i raggi del Sole sono paralleli all'equatore.


In un giorno qualsiasi dell'anno i raggi del Sole non sono paralleli al piano equatoriale ma formano con esso un angolo chiamato declinazione solare. I valori giornalieri sono reperibili negli Effemeridi annui.

  • Nel semestre estivo  bisogna sommare all'angolo complementare dell'altezza del sole in culminazione il valore della declinazione di quel giorno:

  • Nel semestre invernale bisogna sottrarre all'angolo complementare dell'altezza del sole in culminazione la declinazione solare di quel giorno:

Determinazione della longitudine in base all'altezza del Sole


Il Sole culmina successivamente su tutti i meridiani in circa 24 ore e i meridiani geografici sono 360. Perciò il Sole impiega 4 minuti per passare da un meridiano all'altro e in un'ora culmina su 15 meridiani successivi.

La determinazione della longitudine si effettua trasformando in una distanza angolare la differenza esistente tra l'ora locale e l'ora del meridiano fondamentale.

Il Sole ha un moto apparente da Est verso Ovest.



se l'ora locale è maggiore di quella del meridiano fondamentale, significa che in quel luogo il Sole è sorto prima che a Greenwich, perciò quella località è a Est del meridiano fondamentale.

Se l'ora locale è minore, si trova Ovest del meridiano fondamentale.


L' altitudine


L'altitudine è la distanza di u punto dal livello medio del mare e si misura con l'altimetro se ci si trova la di sopra del livello del mare, con lo scandaglio acustico se ci si trova al di sotto del livello del mare.


LA MISURA DEL TEMPO


La durata del giorno solare non è costante perché varia nel corso dell'anno in relazione alla velocità di rivoluzione della Terra. È stato deciso, perciò di prendere come riferimento il giorno solare medio di 24 ore. Il secondo, 1/86400 del giorno solare medio, è l'unità fondamentale di misura del tempo.

Il moto di rotazione della Terra subisce un lievissimo ma continuo rallentamento (per l'attrito delle maree) con una conseguente variazione della durata del giorno, perciò la durata di un secondo inteso come frazione del giorno non può essere considerata costante. Ora la misura del secondo viene corretta secondo le radiazioni emesse dall'isotopo cesio-133.

Dalla misura di 230 orologi atomici si calcola il Tempo Atomici Internazionale (T.A.I).

Tra l'ora atomica e l'ora solare, però si crea uno sfasamento di 1 secondo ogni 500 giorni circa. Perciò è stata introdotta una periodica correzione dell'ora atomica che avviene un secondo intercalare. Il tempo corretto in questo modo si chiama Tempo Universale Coordinato (T.U.C.).


Tempo civile e fusi orari


Tutti i punti che si trovano su di un dato meridiano vedono culminare il Sole nello stesso istante e quindi hanno la medesima ora: tempo locale.

La superficie terrestre venne divisa in 24 spicchi chiamati fusi orari ognuno con un ampiezza di 15° di longitudine che corrispondono a 15 meridiani geografici.

Tutti i luoghi nel medesimo fuso hanno la medesima ora convenzionale. Tra l'ora vera e l'ora convenzionale di un luogo, c'è uno scarto che aumenta con la distanza del luogo considerato dal meridiano centrale del fuso, fino ad un massimo di 30 minuti.

Viaggiando verso Ovest bisogna portare indietro di un'ora l'orologio, viaggiando verso est bisogna portare avanti di un'ora l'orologio.

I fusi orari a Est del fuso di Greenwich sono numerati da +1 a +12, mentre i fusi orari a Ovest del fuso di Greenwich sono numerati da -1 a -12 e in alcuni casi si adattano ai confini degli stati nazionali.

Esistono però paesi che adottano un'ora civile che non corrisponde a nessun fuso orario, ma aumentano o diminuiscono di un numero non intero di ore rispetto al tempo di Greenwich.


La linea del cambiamento di data


Viaggiando verso Est si "avanza nel tempo", mentre viaggiando verso Ovest si sta "arretrando nel tempo".

L'antimeridiano di Greenwich è stato stabilito come linea internazionale del cambiamento di data. Si trova al centro di un fuso orario e separa due zone che hanno la medesima ora, ma data diversa. È stato scelto l'antimeridiano di Greenwich perché quel meridiano attraversa quasi unicamente zone oceaniche o non abitate.


I CALENDARI


L'anno solare ha una durata di 365 giorni 5 ore 48 minuti 46 secondi e quindi non corrisponde ad un numero intero di giorni solari.

I calendari però devono basarsi su un numero preciso di giorni, per cui viene introdotto l'anno civile.

Il primo calendario dell'antica Roma: costituito da 12 mesi lunari per un totale di 354 giorni. Ogni due anni si aggiungeva un mese intercalare di 22-23 giorni. In questo modo veniva prdotto un anni medio di 365 giorni e mezzo.

Giulio Cesare: elaborò un nuovo calendario. Il calendario giuliano suddivise l'anno in 365 giorni. Facendo i calcolo che la durata reale dell'anno fosse di 365 giorni e 6 ore, venne introdotto un anno bisestile ogni 4 anni. Poichè in realtà la durata dell'anno solare è di 11 minuti e 4 secondi inferiore al calendario giuliano,nel  XVI si era creato un divario tra stagioni e calendari di circa 10 giorni e l'equinozio di primavera cadeva l'11 marzo invece del 21 marzo.

Papa Gregorio XIII: istituì il calendario gregoriano. Si decise di non considerare bisestili gli anni secolari non divisibili per 400 riducendo in questo modo gli anni bisestili e si ha nella realtà uno scarto di 3 giorni ogni 10000 anni circa. Il calendario gregoriano è adottato quasi universalmente.







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