SEZIONE MERIDIANE E OROLOGI SOLARI - Tipi di orologi solari

Bentornati lettori,

eccoci di nuovo a parlare del tempo e dei modi che abbiamo noi oggi e che avevano i nostri antenati per misurarlo. Nell’antichità le conoscenze, soprattutto quelle astronomiche, erano molto più limitate di quelle attuali, tuttavia la necessità di misurare il tempo era pari a quella odierna. Ma da dove partire per misurare qualcosa che non conosciamo?

La mente umana ha da sempre provato a trovare una quadra (o un quadrante XD!) per poter appunto misurare il tempo in modo facile, in modo accessibile a tutti. E si sa, quando la mente umana si mette all’opera i risultati sono talvolta strabilianti e rivoluzionari. Così quando i nostri antenati si sono trovati di fronte al difficile problema di misurare qualcosa di complesso come il tempo, le soluzioni sono state molte e varie, ma tutte riconducibili a qualcosa di conosciuto, affidabile e soprattutto preciso: il Sole.

In questo intervento Valerio continua il racconto iniziato già nello scorso articolo parlando di come siano riusciti a “sfruttarlo” per poter dare un senso allo scorrere del tempo.

Tipi di orologi solari (seconda parte)

Passiamo adesso a parlare degli orologi solari verticali. Sono quelli più noti e famosi, che attraggono maggiormente la nostra attenzione. Si trovano  generalmente sulle facciate delle chiese, dei monasteri o di altri edifici antichi. Questi tipo di orologi indicano l'ora vera locale e a seconda del progetto anche il verificarsi degli equinozi, dei solstizi e altri momenti, oltre ad essere molto belli da vedere da un punto di vista decorativo.

Nelle precedenti rubriche vi avevo parlato degli orologi solari ad ore Canoniche. Riprendendoli velocemente possiamo dire che sono dei  particolari tipi di orologi con l’unico scopo di suddividere il giorno in momenti da dedicare ala preghiera. Erano costituiti da un quadrante verticale realizzato sulla facciata meridionale di un edificio con infisso, in posizione perpendicolare, uno stilo che rappresentava il centro dell’orologio e da cui si ripartivano delle linee (le linee orarie) che suddividevano il quadrante in parti uguali. Le suddivisioni potevano essere di 4, 6, 8 e cosi via a seconda di quanti momenti della giornata si era scelto di dedicare alla preghiera. Questi modelli sono considerati delle pseudo meridiane. Le ore che vengono lette sul quadrante non corrispondono alle ore vere del luogo, risultano più corte in inverno e più lunghe in estate con una durata media, per le nostre latitudini, di circa 45 minuti nel primo e di 75 nel secondo caso. Generalmente l'ora prima corrispondeva al levar del sole, l'ora terza a metà mattina, l'ora sesta al mezzogiorno, l'ora nona a metà pomeriggio e così via fino ad arrivare alla dodicesima ora che doveva corrispondere al calare del sole.

A seconda del progetto alcuni orologi solari, sono in grado di fornici anche altre tipi di ore. Ore che gli orologi moderni non sono in grado di dirci  e  per svariati motivi sono andate perdute nel tempo. Due tipi molto interessanti sono le meridiane ad ore Italiche e quelle ad ore Babiloniche.

Le prime, quelle ad ore Italiche prendono come riferimento il tramontare del Sole al verificarsi del quale si ha la ventiquattresima ora, quindi ad ogni ora indicata dall'ombra generata dallo stilo, sappiamo quante ore mancano al tramontare del sole. Ad esempio, quando l'ombra indica la ventesima ora, sappiamo che mancheranno quattro ore al tramonto.

Altro tipo di ore ci forniscano le meridiane ad ore Babiloniche. A differenza di quelle  Italiche prendono come riferimento il sorgere del Sole che corrisponderà all'ora zero. In questo caso ogni ora indicata dallo stilo oltre ad indicarci l'ora del giorno (attenzione non l'ora vera), ci saprà dire anche quante ore sono trascorse dall'alba. Per fare un esempio, in questo caso, quando lo stilo con la sua ombra indicherà la decima ora, sappiamo che sono trascorse dieci ore dal sorgere del Sole.

I più diffusi senza ombra di dubbio restano gli orologi verticali ad ore astronomiche o francesi. Questi orologi come i nostri da polso prendono come riferimento la mezzanotte per il conteggio delle ore. Al momento del mezzogiorno, il sole si troverà al passaggio del meridiano locale ed al culmine del suo cammino apparente cioè alla sua massima altezza rispetto all'orizzonte.

Gli elementi che costituiscono questi orologi sono il quadrante, uno stilo polare e lo gnomone. Sul quadrante sono disegnate le linee orarie dell'orologio. Quando queste linee sono indicate dall'ombra generata dello stilo, leggiamo l'ora vera di quel luogo.

Non è raro trovare sui quadranti anche altre linee oltre a quelle delle ore. Spesso troviamo le linee diurne, le linee dei solstizi e la linea degli equinozi. Le linee diurne ci permettono di leggere la data in cui ci troviamo. Sul quadrante sono disegnate  sette linee con raffigurati i segni zodiacali. Ogni volta che l'ombra, in questo caso dello gnomone e non dello stilo si trova ad indicare una di queste linee, si avrà l'ingresso in un dato segno e quindi in un determinato mese dell'anno.

La linea degli equinozi, è l'unica linea diritta tra quelle diurne che troviamo sul quadrante ed è la linea percorsa dall'ombra dello gnomone nei due giorni dell'anno in cui si verificano gli equinozi, quello di primavera il 21 Marzo e quello di autunno il 23 Settembre.

Le linee dei solstizi sono le due linee che segnano il limite superiore e inferiore del quadrante all'interno del quale cadono le ombre generate dallo stilo e dallo gnomone, cioè i due momenti in cui il sole arriva alla minima e massima declinazione durante l'anno. Quella posta nella parte superiore è la linea del solstizio invernale e quella inferiore la linea del solstizio d'estate. Su queste due linee si muove l'ombra dello gnomone rispettivamente i giorni del 21 Dicembre e del 21 Giugno.

Lo stilo polare è composto da un asta la cui lunghezza varia a seconda del progetto dell'orologio così come varia il suo angolo rispetto alla verticale della parete. Tale angolo corrisponderà alla latitudine del luogo in cui la meridiana è realizzata. Lo stilo si chiama polare perché il suo posizionamento sul quadrante è collocato in posizione parallela all'asse terrestre. Per questo motivo è facile trovare stili inclinati anche lateralmente a seconda della declinazione est ovest della parete. Per mezzo dell'ombra generata dello stilo è possibile leggere le ore diurne come se fossero la lancetta di un orologio. Sulla parte estrema dello stilo si trova lo gnomone costituito generalmente da un foro o da una sferetta o da qualsiasi altra forma strana si voglia realizzare in fase di progetto. La sua diversità nella forma permette di  differenziare la sua ombra dall'ombra dello stilo. L'ombra dello Gnomone è l'unica che ci indica le date e il giorno dei solstizi e degli equinozi.

Altro elemento importate che compare sui quadranti delle meridiane di tipo astronomico è il grafico dell'equazione del tempo. Come vi avevo accennato prima e come avrete avuto modo di notare se vi siete trovati a leggere l'ora su un orologio solare, l'ora da essi indicata quasi sempre non coincide da quella indicata dai nostri orologi. Coincide solo in quattro giorni dell'anno. Per tutti gli altri giorni è in anticipo o in ritardo di qualche minuto. Per comprendere tutto ciò dobbiamo partire dal concetto che non abbiamo ore costanti come siamo abituati a comprendere. Tutto questo per due fattori.

Il primo è dovuto all'orbita terrestre.  La Terra trovandosi su una orbita ellittica percorre quest'ultima ad una velocità non costante. La sua velocità è maggiore quando si trova più vicina al sole, mentre diminuirà quando è nella parte di orbita più lontana. Assumendo una visione Tolemaica è come se vedessimo dalla terra il sole che si sposta sull'eclittica ad una velocità variabile durante l'anno, comportando in questo modo una durata del giorno vero diversa durante l'anno.

L'altro motivo è dato dal fatto che il piano dell'eclittica non coincide con quello dell'equatore celeste ma differisce di circa 23°. Per questa seconda ragione la proiezione del cammino apparente del sole sull'equatore celeste non è costante. Non lo sarebbe nemmeno se la terra percorresse la sua orbita intorno al sole a velocità costante.

Per far coincidere l'ora vera con l'ora media indicata dai nostri orologi, facciamo ricorso all'equazione del tempo riportata sulle nostre meridiane che non è altro che un grafico che ci indicherà i minuti da aggiungere o togliere all'ora vera indicata a seconda del giorno in cui ci troviamo ad osservare.

Con questo ultimo capitolo, si conclude la mia rubrica sulle meridiane e gli orologi solari. Spero che gli argomenti trattati vi siano piaciuti e che vi abbiano incuriosito abbastanza quanto hanno affascinato me dal primo momento in cui mi sono trovato a contatto con questi strumenti.

Valerio Menichini