Gak - Newsletter #10 : Il giorno piu' corto

Gak - Newsletter #10
Il giorno piu' corto

15 Dicembre 2004

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Salve a tutti e benvenuti ai nuovi studenti del GAK che dal 10 dicembre scorso si sono uniti ai vecchi fedelissimi per un altro  anno di incontri. Sul sito del GAK www.gak.it potrete trovare le altre 9 Newsletter "arretrate". Veniamo subito ai tempi "caldi"...

Il giorno più corto

Lunedì era il 13 dicembre e un famoso proverbio dice testualmente "Santa Lucia, il giorno più corto che ci sia". Noi che siamo tutti grandicelli ed istruiti - oltre che membri del GAK - sappiamo benissimo che ciò non corrisponde a verità e che il giorno più corto è in realtà il 21 dicembre, data del Solstizio Invernale, notoriamente il giorno in cui inizia l'inverno astronomico e, dopo il quale, inesorabilmente, le giornate cominciano ad allungarsi giorno dopo giorno.

Ma il solstizio di inverno cade precisamente il 21 giugno? Il momento esatto del Solstizio Invernale si ha quando il sole nella sua orbita attorno alla Terra si viene a trovare nella posizione in cui il piano dell'equatore terrestre e il piano dell'orbita terrestre (chiamato "Eclittica") formano un angolo di circa -23°27', pari in valore assoluto all'inclinazione dell'asse terrestre rispetto alla perpendicolare al piano orbitale, come si vede nella figura allegata. Nei paesi del nostro emisfero i raggi del Sole giungono con l'inclinazione più bassa, quindi essi ricevono meno energia dal Sole, per questo in inverno fa più freddo!

Le ore di luce sono minime perché, se proviamo a tracciare sulla figura allegata, in corrispondenza del Solstizio Invernale, la linea del "terminatore" del giorno, ovvero un diametro della Terra perpendicolare al piano dell'orbita, la metà di destra identificherà l'area notturna, quella di sinistra quella diurna: vi potete facilmente accorgere che per i punti del nostro emisfero che ruotano intorno all'asse polare inclinato di -23°27' rispetto al diametro che abbiamo appena disegnato, la notte dura più del giorno.


Tenendo conto che un anno dura circa 365 giorni e 6 ore, ogni anno il Solstizio di Inverno si presenta con 6 ore circa di ritardo; ogni 4 anni nel nostro calendario viene intercalato un giorno in più (anno bisestile), quindi il ritardo di 24 ore circa viene recuperato. Andando oltre questa semplificazione necessaria per afferrare il concetto, alcuni fenomeni come i "moti millenari" di Precessione degli Equinozi determinano piccole ma significative variazioni negli istanti di inizio delle stagioni; di questi fenomeni parleremo più avanti durante gli incontri. Anche la questione del calendario è parecchio complessa e la affronteremo durante il Corso.

Per i più pignoli diremo che l'istante preciso del Solstizio di Inverno 2004 sarà il 21 dicembre alle ore 13.41 (ora italiana). Sei mesi dopo il quello invernale, circa il 21 giugno, cade il Solstizio d'Estate: questa volta l'inclinazione dell'equatore terrestre è di +23°27' rispetto al piano dell'orbita, il Sole raggiunge nel nostro emisfero la sua massima altezza nel cielo, quindi ci arriva più energia e le ore diurne sono massime: inizia l'Estate astronomica...
Distanziati di tre mesi dai Solstizi ci sono gli Equinozi, ovvero i punti dell'orbita terrestre nei quali la durata del giorno è uguale a quella della notte: Equinozio di Primavera (21 marzo) ed Equinizio d'Autunno (21 settembre).

E ora una domandina semplice per i più attenti: Quando cadrà il Solstizio di Inverno nel 2005? A voi la risposta...

Perché il Solstizio d'Inverno si chiama "d'Inverno"?

La domanda sembrerebbe banale, ma non lo è: la definizione tradisce una tendenza "boreale" nelle definizioni astronomiche: del resto gli antichi persiani, egiziani, greci vivevano nell'emisfero nord della Terra, dove, tra l'altro, è concentrata la maggior parte delle terre emerse abitate. E' chiaro che per coloro che vivono nell'emisfero australe (Sud America, Sud Africa, Australia, Oceania) la situazione è del tutto invertita e il 21 dicembre rappresenta l'inizio dell'Estate astronomica e il culmine per quanto riguarda le ore di luce. Sarebbe, quindi, più "politically correct" definire i Solstizi "di Dicembre" e "di Giugno".
Perché il Solstizio di chiama "Solstizio"? La parola viene dal latino ed indica chiaramente una "stasi" del moto del Sole. Da un punto di vista geocentrico, ovvero per noi che ci troviamo sulla Terra, l'orbita del nostro pianeta intorno al Sole viene percepita come un moto apparente del Sole nella volta celeste lungo un cerchio nel cielo chiamato Eclittica, che non è altro che la proiezione nel cielo del piano dell'orbita terrestre; un effetto evidente di questo "moto" del Sole lungo l'Eclittica è l'altezza che esso raggiunge sull'orizzonte a mezzogiorno: all'approssimarsi del Solstizio di Inverno esso si abbassa sempre di più fino a "fermarsi", per poi riprendere la risalita fino al Solstizio d'Estate quando si ferma apparentemente di nuovo.

Sicuramente è difficile afferrare il concetto all'inizio perché la nostra mente è "scolasticamente" abituata a ragionare con la geometria piana; uno degli stimoli dell'astronomia descrittiva è quello che spinge a ragionare nello spazio della geometria sferica. Sono tutti concetti che chiariremo durante gli incontri. Perché i mesi più freddi dell'Inverno non corrispondono a quelli intorno al Solstizio di Inverno, quando l'irraggiamento solare è minimo? Il 21 dicembre segna l'inizio dell'Inverno astronomico nell'emisfero boreale.
L'Inverno meteorologico è legato al complesso gioco di correnti d'aria e, soprattutto, di mare che si creano in condizioni di progressiva diminuzione dell'energia ricevuta dal Sole. Poiché l'aria e l'acqua hanno capacità termica, ovvero tendono a mantenere la temperatura acquisita, esse devono prima perdere tutto il calore accumlato durante i mesi estivi: questo scambio energetico si protrae oltre l'Inverno astronomico e, infatti, i mesi più freddi sono proprio quelli della seconda metà di gennaio. Essendo la capacità di conservare il calore del mare notevolente superiore a quella dell'aria, l'Italia, circondata dal mare, gode di un clima più mite e meno estremo di paesi più continentali anche a parità di latitudine.

Ma allora il proverbio di "Santa Lucia" è sbagliato?

Il proverbio non è sbagliato. Forse non tutti sanno che c'è stato un tempo in cui effettivamente il solstizio di Inverno cadeva il 13 dicembre! Questo perché a causa di imprecisioni nella definizione del calendario, fino al XVI sec. si era accumulato un ritardo di alcuni giorni tra data di calendario e data astronomica. Per la precisione, fino al 1582 era in vigore il cosiddetto Calendario Giuliano, promulgato da Giulio Cesare ed entrato in vigore nel 48 a.C. L'anno giuliano durava 365 giorni e preveva un giorno intercalare ogni 4 anni, detto "bis sextus ante calendas martias" secondo la modalità di indicare le date di calendario dei romani, da cui il nostro "bisestile". In realtà una durata di 365,25 giorni per l'anno tropico (intervallo di tempo tra due Equinozi successivi di Primavera) è approssimata: più esattamente l'anno tropico dura 11 minuti e 12 secondi di meno (365 giorni, 5 ore, 48 minuti, 48 secondi) . Questo tempo aggiuntivo nel Calendario Giuliano causò anno dopo anno uno scarto temporale che portò progressivamente ad un ritardo di tutte le date calendariali rispetto ai corrispondenti fenomeni astronomici. Nel 1582, spinto da eminenti esperti dell'epoca, papa Gregorio XIII promulgò una riforma del Calendario Giuliano, detta Calendario Gregoriano, con l'obbiettivo di recuperare lo scarto accumulato e impedire altri scostamenti in futuro e garantire una corretta collocazione di tutte le festività Cristiane. Lo scarto accumulato nel 1582 era di 10 giorni e fu recuperato tutto insieme eliminando nel calendario del 1582 10 giorni tra il 5 e il 14 ottobre compresi. Per accordare il calendario all'anno tropico fu deciso di mantenere bisestile un anno ogni 4 (come il Calendario Giuliano) ad eccezione di 3 anni ogni 4 secoli (quelli non divisibili per 400) per recuperare lo scarto. A questo punto avete tutti gli elementi per rispondere alla domanda:  In che secolo era vero il proverbio di "Santa Lucia", ovvero, il Solstizio d'Inverno cadeva il 13 dicembre? Per questa newsletter è tutto. L'appuntamento è al Liceo Keplero venerdì 17 Dicembre alle ore 18.30.



E.


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