Orientamento empirico con il cielo
Anche quando non è subito evidente, il primo problema principale dell' orientamento, è quello di individuare i punti cardinali sull' orizzonte. L' orientamento pratico, cioè senza l' ausilio di strumenti, utilizza come riferimento la posizione degli astri - sia di quelli che l' hanno fissa sia quelli che consentono di prevederla con una buona approssimazione conoscendo il loro ciclico movimento. Non è banale osservare che, essendo la valutazione essenzialmente basata sull' osservazione, è indispensabile che ci sia visibilità.
Con riferimento ad alcune conoscenze scientifiche è anche possibile migliorare le approssimazioni, e a volte potrebbe sembrare utile approntare per la circostanza qualche rudimentale strumento ; in ambedue i casi però le più precise rilevazioni non sempre si traducono in effettivo vantaggio nella successiva fase di utilizzo.
In pratica, si tratta di determinare la posizione sull' orizzonte di un primo punto cardinale, quello che è facile per la situazione data. Quando è sufficiente un' ampia tolleranza, si risale poi alle altre direzioni della "rosa dei venti", completando l'orientamento nel punto di osservazione.
In pratica, si tratta di determinare la posizione sull' orizzonte di un primo punto cardinale, quello che è facile per la situazione data. Quando è sufficiente un' ampia tolleranza, si risale poi alle altre direzioni della "rosa dei venti", completando l'orientamento nel punto di osservazione.
Orientamento empirico con il sole
Il sole è un astro che nel cielo è in movimento, non ha una posizione fissa. Questo complica la determinazione dell' orientamento e ancor più se si considera che tale movimento non è uniforme.
1) determinazione dei punti cardinali EST ed OVEST.
In base alla nostra esperienza, sappiamo che all' alba e al tramonto il moto del sole interseca la linea dell' orizzonte individuando rispettivamente su di essa due punti teoricamente fissi: EST ed OVEST
Una tale rilevazione è però troppo grossolana, anche quando è sufficiente un' ampia tolleranza. Gli scostamenti dalla effettiva posizione derivano sia dallo spostamento stagionale sull' orizzonte delle posizioni dell' alba e del tramonto sia dalla difficoltà di determinare il momento preciso di ciascun fenomeno. A causa dell'inclinazione dell'asse terrestre, queste due posizioni sull' orizzonte corrispondono esattamente con i relativi punti cardinali, solo in coincidenza degli equinozi. Negli altri giorni dell'anno si ha una differenza variabile che raggiunge il suo massimo al momento dei solstizi e purtroppo, per effetto della sfericità della Terra, diventa via via più significativa all'aumentare della latitudine.
Al di sopra dei 55 gradi di latitudine, il movimento del sole è così basso sull' orizzonte da rendere incerti i momenti dell' alba e del tramonto; addirittura, oltre il circolo polare artico, per qualche periodo dell' anno, i fenomeni dell' alba e del tramonto non hanno proprio luogo. Alla nostra latitudine, circa 41°, al solstizio d'inverno, il sorgere e il calare del sole hanno il massimo spostamento di 35° verso sud risultando, per l'alba, nella direzione intermedia ESE e SE (pari a circa 125°) e per il tramonto nella direzione tra SW e WSW (pari a circa 235°); al solstizio d'estate lo spostamento ha luogo verso nord e raggiunge lo spostamento di 35°, quindi per l'alba si ha una direzione tra NNE e NE (pari a circa 55°) e per il tramonto è tra NW e NNW (pari a 305°).
Utilizzando le sigle della rosa dei venti, risulta piuttosto complicato indicare le direzioni diverse da quelle principali. E' più conveniente sostituire quest'ultima, come già anticipato, con il piano dell'orizzonte suddiviso in 360 gradi. Osserviamo che l'Est si trova a 90°, il Sud a 180°, l'Ovest a 270° e il Nord a 360° o 0°. Facendo ora una piccola proporzione, si può osservare che in media, la differenza, sempre per la nostra latitudine, varia alternativamente nelle direzioni già descritte, di circa 2° ogni cinque giorni; dalla differenza in giorni, dagli equinozi si può calcolare uno scostamento in gradi tra la riscontrata posizione del sole e l'effettiva posizione dell'Est con la seguente formula approssimata:
scostamento= (giorni x 2) / 5
Possiamo allora correggere la rilevazione ottenendo un'approssimazione finale di 3-4 gradi.
2) determinazione dei punti cardinali SUD e NORD.
Nel corso della giornata, il sole raggiunge un'altra posizione nota, il mezzogiorno. Si sa che, volgendo in quel momento le spalle al sole, il prolungamento della nostra ombra sull'orizzonte indica il Nord . Ancora una volta si tratta però di un'indicazione molto grossolana, questa volta a causa della difficoltà di definire esattamente il momento del mezzogiorno (attenzione all'ora legale). La difficoltà nasce perché la posizione del sole, peraltro non evidente nel suo culmine, non incrociando direttamente l'orizzonte, non individua un punto. Un primo modo per ottenerlo non si serve dell'orologio, si sfruttano invece direttamente gli effetti del movimento del sole.
Piantando al mattino un'asticciola perpendicolarmente in terra, osserveremo che la sua ombra si modificherà nella lunghezza quanto nella direzione. Segnando di tanto in tanto sul terreno tali variazioni, noteremo dapprima una diminuzione della lunghezza dell'ombra e, dopo il mezzogiorno, proprio di quel dato posto (non quindi dell'orologio), un successivo aumento. La direzione dell'ombra più corta indica effettivamente il Nord, da cui ogni elemento per l'orientamento.
Un secondo modo, che consente di ridurre il tempo di rilevazione, prevede di usare l'orologio per cogliere il momento del mezzogiorno. Però, anche supponendo di possedere uno strumento molto affidabile, le cose si complicano parecchio, perché i risultati possono essere utilizzabili solo se riusciamo a ridurre convenientemente tre diversi errori.
1 - La durata del giorno astronomico non è costante e le 24 ore ne rappresentano solo la media. L 'orbita terrestre però non è un cerchio, ma un ellisse in cui il sole occupa uno dei fuochi. Graficamente, è possibile verificare che l'angolo di rotazione tra due situazioni di perpendicolarità non è costante, e varia ciclicamente secondo la distanza dal sole. Vi è quindi una differenza tra l'ora media segnata dall'orologio e quella effettiva del mezzogiorno astronomico; tale differenza raggiunge anche il quarto d'ora, come si può notare dal diagramma detto "analemma”.
2 - L'ora segnata dall'orologio è quella ufficiale del fuso orario, e corrisponde solo a quella del meridiano centrale del meridiano centrale del fuso. Quando il punto di misura si trova a Est o a Ovest di questo, il mezzogiorno effettivo è rispettivamente in anticipo o in ritardo di quattro minuti per ogni grado di differenza. Gli alpinisti orientali, ad esempio, che si spostano sulle montagne valdostane, notano subito il ritardo di circa mezz'ora dell'alba e l'altrettanto prolungamento del pomeriggio. I residenti nel nord-ovest che si recano in vacanza in Puglia dovrebbero osservare una differenza ancor più vistosa. Usando l'orologio, per ridurre l'errore a livelli accettabili occorre conoscere l'effettivo meridiano in cui ci troviamo e, o tenere conto della differenza, o mettere l'orologio sull'ora effettiva (verificando eventualmente con il metodo dell'ombra del bastoncino.
3 - L'ora dell'orologio è ovviamente tanto diversa dall'effettiva astronomica quanto più ci si sposta in direzione dei paralleli. Per rinunciare all'utilizzo dell'orologio, in uno spostamento verso Est o verso Ovest, che peraltro può farci uscire dal fuso orario di partenza, è necessario riverificare la differenza (eventualmente attraverso il numero dei chilometri fatti).
L'orientamento con il sole diventa ovviamente impossibile dopo il tramonto. Ma, anche di notte, in assenza di strumenti, il cielo ci può ancora aiutare. E' importante ricordare che il tramonto e l'alba sono separate dal buio della notte da due fasi, dette crepuscolo, la cui luminosità è sufficiente per impedire l'osservazione delle stelle e anche quindi l'orientamento. La durata del crepuscolo, una volta di più per complicare le cose, varia all'aumentare della latitudine fino ad eliminare di fatto la notte oltre il circolo polare.
Fin dalle prime conoscenze astronomiche impariamo che la Stella Polare è, nel nostro emisfero, il riferimento notturno per l'orientamento; e resta ancora il miglior riferimento perché si discosta dal Nord geografico solo di circa 1°. La stella polare ha il grande vantaggio essere fissa, per cui la determinazione sull'orizzonte del nord attraverso la sua posizione nel cielo può presentare qualche inconveniente solo alle alte latitudini. La stella polare non è molto luminosa, e quindi si trova solo indirettamente. Per effettuare la ricerca occorre ricordare che appartiene alla costellazione dell'Orsa Minore, o Piccolo carro, ed è la terza e più lontana stella del suo arcuato timone. Giace sul prolungamento del lato posteriore della vicina costellazione dell'Orsa Maggiore, o Grande Carro, ad una distanza di cinque volte la lunghezza di tale lato.
Il Grande Carro ruota in senso antiorario in un orbita circumpolare. Rispetto ad essa la stella polare si trova: d'estate ad est (destra), d'autunno più lontana dall'orizzonte (verso zenit), d'inverno si trova ad ovest (sinistra) e in primavera più vicina alla linea dell'orizzonte.
Una tale rilevazione è però troppo grossolana, anche quando è sufficiente un' ampia tolleranza. Gli scostamenti dalla effettiva posizione derivano sia dallo spostamento stagionale sull' orizzonte delle posizioni dell' alba e del tramonto sia dalla difficoltà di determinare il momento preciso di ciascun fenomeno. A causa dell'inclinazione dell'asse terrestre, queste due posizioni sull' orizzonte corrispondono esattamente con i relativi punti cardinali, solo in coincidenza degli equinozi. Negli altri giorni dell'anno si ha una differenza variabile che raggiunge il suo massimo al momento dei solstizi e purtroppo, per effetto della sfericità della Terra, diventa via via più significativa all'aumentare della latitudine.
Al di sopra dei 55 gradi di latitudine, il movimento del sole è così basso sull' orizzonte da rendere incerti i momenti dell' alba e del tramonto; addirittura, oltre il circolo polare artico, per qualche periodo dell' anno, i fenomeni dell' alba e del tramonto non hanno proprio luogo. Alla nostra latitudine, circa 41°, al solstizio d'inverno, il sorgere e il calare del sole hanno il massimo spostamento di 35° verso sud risultando, per l'alba, nella direzione intermedia ESE e SE (pari a circa 125°) e per il tramonto nella direzione tra SW e WSW (pari a circa 235°); al solstizio d'estate lo spostamento ha luogo verso nord e raggiunge lo spostamento di 35°, quindi per l'alba si ha una direzione tra NNE e NE (pari a circa 55°) e per il tramonto è tra NW e NNW (pari a 305°).
Utilizzando le sigle della rosa dei venti, risulta piuttosto complicato indicare le direzioni diverse da quelle principali. E' più conveniente sostituire quest'ultima, come già anticipato, con il piano dell'orizzonte suddiviso in 360 gradi. Osserviamo che l'Est si trova a 90°, il Sud a 180°, l'Ovest a 270° e il Nord a 360° o 0°. Facendo ora una piccola proporzione, si può osservare che in media, la differenza, sempre per la nostra latitudine, varia alternativamente nelle direzioni già descritte, di circa 2° ogni cinque giorni; dalla differenza in giorni, dagli equinozi si può calcolare uno scostamento in gradi tra la riscontrata posizione del sole e l'effettiva posizione dell'Est con la seguente formula approssimata:
scostamento= (giorni x 2) / 5
Possiamo allora correggere la rilevazione ottenendo un'approssimazione finale di 3-4 gradi.
2) determinazione dei punti cardinali SUD e NORD.
Nel corso della giornata, il sole raggiunge un'altra posizione nota, il mezzogiorno. Si sa che, volgendo in quel momento le spalle al sole, il prolungamento della nostra ombra sull'orizzonte indica il Nord . Ancora una volta si tratta però di un'indicazione molto grossolana, questa volta a causa della difficoltà di definire esattamente il momento del mezzogiorno (attenzione all'ora legale). La difficoltà nasce perché la posizione del sole, peraltro non evidente nel suo culmine, non incrociando direttamente l'orizzonte, non individua un punto. Un primo modo per ottenerlo non si serve dell'orologio, si sfruttano invece direttamente gli effetti del movimento del sole.
Piantando al mattino un'asticciola perpendicolarmente in terra, osserveremo che la sua ombra si modificherà nella lunghezza quanto nella direzione. Segnando di tanto in tanto sul terreno tali variazioni, noteremo dapprima una diminuzione della lunghezza dell'ombra e, dopo il mezzogiorno, proprio di quel dato posto (non quindi dell'orologio), un successivo aumento. La direzione dell'ombra più corta indica effettivamente il Nord, da cui ogni elemento per l'orientamento.
1 - La durata del giorno astronomico non è costante e le 24 ore ne rappresentano solo la media. L 'orbita terrestre però non è un cerchio, ma un ellisse in cui il sole occupa uno dei fuochi. Graficamente, è possibile verificare che l'angolo di rotazione tra due situazioni di perpendicolarità non è costante, e varia ciclicamente secondo la distanza dal sole. Vi è quindi una differenza tra l'ora media segnata dall'orologio e quella effettiva del mezzogiorno astronomico; tale differenza raggiunge anche il quarto d'ora, come si può notare dal diagramma detto "analemma”.
2 - L'ora segnata dall'orologio è quella ufficiale del fuso orario, e corrisponde solo a quella del meridiano centrale del meridiano centrale del fuso. Quando il punto di misura si trova a Est o a Ovest di questo, il mezzogiorno effettivo è rispettivamente in anticipo o in ritardo di quattro minuti per ogni grado di differenza. Gli alpinisti orientali, ad esempio, che si spostano sulle montagne valdostane, notano subito il ritardo di circa mezz'ora dell'alba e l'altrettanto prolungamento del pomeriggio. I residenti nel nord-ovest che si recano in vacanza in Puglia dovrebbero osservare una differenza ancor più vistosa. Usando l'orologio, per ridurre l'errore a livelli accettabili occorre conoscere l'effettivo meridiano in cui ci troviamo e, o tenere conto della differenza, o mettere l'orologio sull'ora effettiva (verificando eventualmente con il metodo dell'ombra del bastoncino.
3 - L'ora dell'orologio è ovviamente tanto diversa dall'effettiva astronomica quanto più ci si sposta in direzione dei paralleli. Per rinunciare all'utilizzo dell'orologio, in uno spostamento verso Est o verso Ovest, che peraltro può farci uscire dal fuso orario di partenza, è necessario riverificare la differenza (eventualmente attraverso il numero dei chilometri fatti).
Orientamento empirico con la Stella Polare
L'orientamento con il sole diventa ovviamente impossibile dopo il tramonto. Ma, anche di notte, in assenza di strumenti, il cielo ci può ancora aiutare. E' importante ricordare che il tramonto e l'alba sono separate dal buio della notte da due fasi, dette crepuscolo, la cui luminosità è sufficiente per impedire l'osservazione delle stelle e anche quindi l'orientamento. La durata del crepuscolo, una volta di più per complicare le cose, varia all'aumentare della latitudine fino ad eliminare di fatto la notte oltre il circolo polare.
Fin dalle prime conoscenze astronomiche impariamo che la Stella Polare è, nel nostro emisfero, il riferimento notturno per l'orientamento; e resta ancora il miglior riferimento perché si discosta dal Nord geografico solo di circa 1°. La stella polare ha il grande vantaggio essere fissa, per cui la determinazione sull'orizzonte del nord attraverso la sua posizione nel cielo può presentare qualche inconveniente solo alle alte latitudini. La stella polare non è molto luminosa, e quindi si trova solo indirettamente. Per effettuare la ricerca occorre ricordare che appartiene alla costellazione dell'Orsa Minore, o Piccolo carro, ed è la terza e più lontana stella del suo arcuato timone. Giace sul prolungamento del lato posteriore della vicina costellazione dell'Orsa Maggiore, o Grande Carro, ad una distanza di cinque volte la lunghezza di tale lato.
Il Grande Carro ruota in senso antiorario in un orbita circumpolare. Rispetto ad essa la stella polare si trova: d'estate ad est (destra), d'autunno più lontana dall'orizzonte (verso zenit), d'inverno si trova ad ovest (sinistra) e in primavera più vicina alla linea dell'orizzonte.
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