La traiettoria del Sole nei giorni dei Solstizi/Equinozi

The path of the Sun on the day of the solstices / equinoxes

Si potrebbe pensare che la traiettoria del Sole al tramonto del Solstizio d’Estate formi un arco, così come accade per il Solstizio d’Inverno, invece da quando sorge a quando culmina e fino al tramonto, il Sole rilascia un percorso che forma una sinusoide.

Nell’ immagine dell’Analemma al Tramonto (fig. 1) è presente il tragitto del Sole al Solstizio d’Estate a partire dalle 4:45 pm fino al tramonto e nella foto che propongo ho evidenziato come, durante il tragitto, il Sole ricurvi verso SUD.

All’Equinozio invece il Sole percorre un tragitto lineare.

La curva del Solstizio d’Inverno non è visibile perché alle 4:45pm il Sole è già prossimo al suo tramonto che avverrà alle 4:49 pm.

Ho voluto così sperimentare fotograficamente i tre percorsi ma riprendendo il Sole dall’ora in cui culmina fino al tramonto, sulla linea dell’orizzonte marino,  nei rispettivi giorni del: Solstizio d’Estate,Equinozio d’Autunno e Solstizio d’Inverno.

La postazione scelta è in un campo adiacente alla postazione che scelsi per il lavoro sull’Analemma al Tramonto, si trova a Gatto Corvino (Ragusa).

Coordinate: 36°49’05.5″N 14°34’01.7″E

200mt s.l.m.

Camera: Nikon D7100, ISO 100, f 22; 11mm; 1/800 sec; no filtro astrosolar.

Il culmine del Sole è il momento in cui il disco solare attraversa il punto più alto nel cielo e transita quindi attraverso il Meridiano Locale: il Meridiano Sud a 180°.

Siamo al Mezzogiorno, al Meriggio, nel punto in cui, nel sistema orario anglosassone, prima che il Sole attraversi il culmine, le ore vengono segnate accompagnate da AM (Anti Meridiano).

Superato questo punto le ore vengono accompagnate da PM (Post Meridiano).

Il tragitto del Sole nei diversi giorni dell’anno dipende dalla latitudine dell’osservatore e dall’inclinazione assiale della Terra (l’angolo tra il piano dell’orbita e il piano di rotazione che è pari a 23,5°).

Per convenzione ci appropriamo del movimento apparente del Sole senza dimenticare che è la Terra a muoversi rispetto alla nostra Stella.

Il Sole quindi, nei vari giorni dell’anno compie una apparente traiettoria circolare attorno ad un osservatore terrestre il quale ne vedrà solo alcune: quella che percorre il Sole quando si trova sopra l’orizzonte visibile.

Questi cerchi che vengono denominati Cerchi di Declinazione, in riferimento alla differente declinazione del Sole, variano rispetto al periodo dell’anno in cui ci troviamo e ce ne accorgiamo con l’alternarsi delle stagioni.

La Declinazione del Sole raggiunge il suo massimo al Solstizio d’Estate quando, la sua declinazione, sarà pari all’Inclinazione Assiale, +23.5° e raggiunge il suo minimo il Solstizio d’Inverno (-23,5)

Durante il giorno degli equinozi in qualsiasi latitudine sulla terra, i cerchi di declinazione del Sole attraversano il punto di intersezione tra l’orizzonte e lo Zenit e quindi il Sole sorge esattamente ad Est e tramonta esattamente ad Ovest.

(Ai Poli invece il Sole rimane sull’orizzonte per 24 ore).

Il giorno del Solstizio d’Estate la maggior parte del Cerchio di Declinazione resta sopra l’orizzonte. La linea Sinusoidale molto curva all’orizzonte al tramonto è come se accompagnasse il Sole che sta nuovamente preparandosi a sorgere dopo circa 9 ore.

Il giorno dell’Equinozio il Cerchio di declinazione è visibile esattamente per metà. In questo giorno la durata del Dì e della Notte sarà identico.

Il giorno del Solstizio d’Inverno, la maggior parte del Cerchio di Declinazione è sotto l’orizzonte, vediamo quindi solo l’apice del Cerchio di Declinazione che quindi mostra il tragitto del Sole come una curva perfetta che ci dice quanto poco stazioni il Sole nei nostri cieli in quel giorno.

La quantità di luce che avremo al Solstizio d’Estate corrisponde alla quantità di buio che avremo al Solstizio d’Inverno e viceversa.

Pertanto, se vogliamo avere una immagine completa del Cerchio di Declinazione, notiamo che la parte mancante al Solstizio d’Inverno la ritroviamo al Solstizio d’Estate.

Abbiamo visto che quindi il tragitto del Sole si trasforma da arco di cerchio (per il Solstizio d’inverno), a Sinusoide (o onda triangolare), al Solstizio d’Estate e all’Equinozio .

Queste curve in realtà sono archi di cerchio. Infatti, se potessimo inseguire il Sole a mezzogiorno rincorrendolo per tutto il globo il nostro tragitto si chiuderebbe come un cerchio ma siamo fermi in un punto ad osservare e ciò determina la variante sinusoidale di questo tragitto.

Ci sono stati vari esempi di ripresa della traiettoria del Sole durante gli Equinozi e Solstizi:

Con il Fish Eye in questa immagine di Tunç Tezel

Questa immagine di John Krieger

In base alla modalità di ripresa, varia il risultato finale poiché bisogna rappresentare su un piano un movimento il movimento in un sfera.

La mia ripresa, in effetti, mi restituiva un tragitto differente dal risultato atteso:

Ciò che avevo ripreso con il mio 18mm corrispondeva alla realtà che, rapportata in una panoramica con orizzonte lineare, mi donava una “realtà distorta”: il Solstizio Estivo divergeva fino al culmine verso Nord e l’Equinozio proseguiva con un tragitto lineare.

La mia inquadratura “non aveva tutti i torti”, il Sole proveniva da Est che era alle mie spalle e tutti i culmini sono effettivamente protesi in quella direzione ma non sono allineati sulla verticale del meridiano locale che quindi, come ho evidenziato in foto, appare incurvato.

Ponendo su un piano la linea dell’orizzonte da Sud a ONO si è venuto a creare quel che mi ha confermato, rappresentandomelo, il programma Stellarium:

Ma seppur veritiera non mi restituiva quella che era l’immagine che poteva documentare, rappresentandola, la sinusoide.

Mi è venuto in aiuto Giuseppe De Donà che, calcolando le effemeridi del Sole alla mia latitudine (che riporto a fine pagina) nei tre rispettivi giorni di ripresa e realizzando un grafico  aiutandomi ad “aggiustare il tiro” e portare a compimento il risultato atteso oltre che a darmi molte informazioni utili a realizzare molte delle cose che riporto in questo post .

Di seguito alcune immagini nei giorni di ripresa:

Solstizio d’Estate

Summer Solstice

23/06/2019

Sole Culmina: 12:03 a 76.6°

Sole Tramonta: 19:23 a 300°

Equinozio d’Autunno

Autumn Equinox

24/09/2019

Sole Culmina alle (ora solare)11:52 a 53°

Sole Tramonta alle (ora solare) 17:55 a 270°

La formazione del “Sun Dog” durante l’equinozio in questo video:

Solstizio d’Inverno

Winter Solstice

22/12/2019

Sole Culmina: 11:59 (ora solare) a 30°

Sole Tramonta: 16:48 (ora solare) a 241°

Di seguito riporto le effemeridi del percorso del Sole ai solstizi e all’equinozio, calcolate da Giuseppe De Donà per la latitudine della mia ripresa.

de donà.xls Dati

Da questi dati ha anche ricavato il grafico dell’esatta posizione del Sole nel percorso, utile per ricostruire il tragitto e correggere la distorsione della lente del grandangolo.

Concludo con una immagine che riprende tutto il percorso del Sole durante il corso di un intero anno. Si tratta di una soligrafia ripresa da Gianluca Belgrado