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Tempo solare e tempo medio

Fin dai tempi più remoti il moto apparente del Sole ha scandito la misura del tempo. Con l'evoluzione dell'astronomia questa scienza assunse un ruolo sempre più determinante per la definizione sia del tempo che delle sue parti.

Il moto apparente del Sole è dato dai due moti reali a cui la Terra è soggetta: il moto di rivoluzione lungo l'eclittica e il moto di rotazione intorno al proprio asse.

Il primo determina la lunghezza dell'anno tropico,  (dal greco tropos, rotazione) che è la durata intercorrente fra due passaggi successivi del Sole allo Zenit di uno stesso tropico, cioè fra due solstizi od equinozi dello stesso nome. (consulta il glossario)

Il secondo stabilisce la lunghezza del giorno intesa come due passaggi consecutivi allo stesso meridiano locale.  

L'istante del passaggio del Sole al meridiano locale è quindi soggetto a questi due moti della Terra, ma mentre il moto di rotazione si può ritenere costante, quello di rivoluzione non lo é. Infatti se misuriamo gli intervalli di tempo tra due successivi transiti del Sole allo stesso meridiano (i giorni solari veri) scopriamo che non sono intervalli uguali, bensì variano gradualmente durante l'anno.

Questo è dovuto al fatto che La Terra non si muove di moto circolare uniforme attorno al Sole, ma percorre un'orbita ellittica variando continuamente la sua velocità, che è massima al perielio e minima all'afelio, in armonia con la seconda legge di Keplero. Questo inconveniente male si adatta quale unità di misura sulla quale è regolata la vita civile.

Per ovviare a questo fenomeno si è introdotto come unità di misura il GIORNO MEDIO la cui durata è uniforme e dalla quale deriva il TEMPO MEDIO sul quale sono regolati i nostri orologi.

Per l'Italia il tempo medio è regolato sul primo fuso posto a 15° di longitudine Est da Greenwich e passante per il vulcano dell'Etna e per questo chiamato anche Meridiano Etneo.

Il Tempo Medio regolato da questo fuso viene anche definito
Tempo Medio dell'Europa Centrale o TMEC.

Per passare dal Tempo Solare Vero al Tempo Medio dobbiamo considerare tre tipi di Soli:

Sole vero:

(indicato in giallo) è il sole reale che descrive l'eclittica con moto variabile dato  dalla seconda legge di Keplero.

Sole fittizio:

(indicato in grigio) descrive l'eclittica con moto uniforme nello stesso tempo impiegato dal Sole vero. I due Soli passano contemporaneamente per il perigeo e l'apogeo. L'origine dei moti è posto nel perigeo, e nella prima semieclittica il Sole vero precederà il Sole fittizio, nella seconda lo seguirà.

Sole Medio:

(indicato in rosso) descrive l'equatore con moto uniforme e passa per i punti equinoziali e solstiziali contemporaneamente al Sole fittizio.

Consideriamo i due Soli, quello fittizio e quello medio. Ad un determinato istante l'arco di eclittica (in giallo) percorsa dal Sole fittizio, sarà uguale all'arco di equatore (in rosso) percorso Dal Sole medio. Cioè la longitudine del Sole fittizio é uguale all'ascensione retta del Sole medio.

La differenza fra l'ascensione retta del Sole medio e l'ascensione retta del Sole vero è detta equazione del tempo.

L'equazione del tempo  può definirsi anche la differenza tra il tempo solare vero e il tempo solare medio, cioè

                              Eqt= TEMPO VERO-TEMPO MEDIO

Da cui

                             TEMPO MEDIO = TEMPO VERO + eqt

Questa formula indispensabile nella conversione a  tempo medio di un orologio solare che segna l'ora vera locale.

Va detto che l'Equazione del tempo varia nel corso dell'anno passando da valori negativi a valori positivi. Essa rappresenta il ritardo (quando ha valori negativi) o l'anticipo (quando ha valori positivi) accumulati nel corso dell'anno tra la posizione del Sole vero e quella del Sole medio.

Il Sole vero anticipa o ritarda al massimo di circa 16 minuti il suo passaggio al meridiano rispetto al Sole medio. Quando i due Soli culminano insieme (sono in congiunzione), l'equazione del tempo si annulla. Ciò accade quattro volte all'anno (il 15 aprile, il 15 giugno, il 30 agosto  e il 25 dicembre).

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