Giorno solare

GIORNO SOLARE il significato è : intervallo di tempo che trascorre fra due passaggi consecutivi del Sole sullo stesso meridiano (= 24.065710 ore = 24h 03m 56.555s).

 

Giorno Solare

Se il  Giorno Siderale  è il tempo legato al passaggio consecutivo in meridiano del Punto Gamma o impropriamente delle stelle, il  Giorno Solare  sarà  un tempo legato evidentemente al moto apparente del Sole in cielo. Anche qui bisogna affrontare il problema per gradi.
Come abbiamo detto, la Terra oltre che ruotare assialmente, rivolve intorno al  Sole, pertanto quando questa avrà compiuto un giro completo intorno al proprio asse, non occuperà più la stessa posizione orbitale che aveva all’inizio del giro.
Ne segue quindi che, se un punto sulla Terra prima del giro era orientato verso il Sole, dopo un giro di 360° lo stesso punto non sarà più orientato, ma dovrà ruotare ancora di una frazione per riottenere l’allineamento (vedi Fig. 23).

Esprimendo il concetto in altra maniera, possiamo dire che il solito osservatore posto sulla Terra se avesse la possibilità di osservare contemporaneamente il Sole e le Stelle, vedrebbe oltre al moto apparente di tutto il sistema (Sole + Stelle) da Est verso Ovest, il moto del Sole rispetto alle Stelle in senso opposto al movimento apparente di queste.
Pertanto, se ad un certo istante il Sole e una Stella passano contemporaneamente in meridiano, al prossimo passaggio si noterà che la Stella sarà in anticipo sul Sole mediamente di circa 4 minuti.
Occorre però precisare un punto; poiché la Terra rivolve attorno al Sole con velocità diverse a seconda del punto dell’orbita in cui si trova, anche la velocità apparente del Sole osservata dalla Terra è variabile. Inoltre anche supponendo costante il suo moto sull’Eclittica, la proiezione di questo sull’Equatore Celeste è variabile. Avendo quindi la necessità di una unità di tempo costante, legata ad un astro che si muova apparentemente sull’Equatore Celeste  a velocità uniforme, ne segue che il nostro Sole non ha le caratteristiche di cui sopra, in quanto il tempo intercorso tra due passaggi in meridiano di questo ci fornisce una unità di tempo che è variabile di giorno in giorno, chiamata   Giorno Solare Vero.
Per avere un tempo che sia legato ad un Sole che si muova in maniera costante si aggira l’ostacolo considerando due corpi fittizi che confluiscono in un Sole Medio il quale ha le caratteristiche richieste.
Il primo passo è quello di considerare un Sole Fittizio   che si muova sul piano dell’Eclittica a velocità costante (il che implica un’orbita circolare), in modo che la sua posizione coincida con quella del  Sole Vero  al  Perielio  e all’ Afelio ; successivamente si considera un secondo Sole Fittizio che si muova sull’equatore celeste a velocità costante, la cui posizione coincida con quella del Sole Vero agli Equinozi  di Primavera e d’Autunno e ai Solstizi d’Estate e d’Inverno). Quest’ultimo Sole viene chiamato   Sole Medio.
L’unità di tempo legata a due culminazioni superiori consecutive di questo Sole è chiamata  Giorno Solare Medio .
Esso è costante per definizione ed è suddiviso in 24 ore o 86.400 secondi di Tempo Solare Medio.
Anche qui è interessante notare come un osservatore constaterebbe il passaggio in meridiano del Sole Medio (chiaramente invisibile perché fittizio) sempre alle ore zero di Tempo Solare Medio, mentre il passaggio del Sole Vero avviene a seconda dei periodi dell’anno o prima o dopo le ore zero, discostandosi da questo valore di circa ± un quarto d’ora, come è possibile constatare dalla Figura 24. Questa figura altro non è che la rappresentazione grafica di quella che comunemente viene definita  Equazione del Tempo (con i segni inverti per comodità di calcolo) .

 

Tale Equazione risulta dalla differenza fra l’angolo orario del Sole Vero  meno l’angolo orario del Sole Medio, presa con il segno positivo quando il Sole Vero transita prima di quello medio, o  negativo nel caso contrario.
Una verifica sperimentale dell’Equazione del Tempo è possibile averla osservando il Sole, ad esempio, dal meridiano di Greenwich, nel corso di un anno. In questo caso ci rendiamo facilmente conto che tutti gli anni intorno al 12 di Febbraio il Sole culmina superiormente in meridiano  alle ore 12:14 locali, mentre intorno al 1° di novembre transita alle ore 11:44.
Un’altra verifica sulla variabilità della durata del  Giorno Vero  nel corso dell’anno la si può ottenere cronometrando con un orologio la differenza di tempo tra un giorno e l’altro tra due passaggi consecutivi del Sole Vero  in meridiano come mostrato nella Figura 25. Come si può notare le variazioni massime giornaliere nel corso di un anno ammontano a circa mezzo minuto in più o in meno rispetto alle convenzionali 24 ore.

Abbiamo detto prima che il   Giorno Siderale Medio   è suddiviso in 24 ore esatte, come pure il  Giorno Solare Medio. Tuttavia la durata di un’ora siderale è più corta di quella solare corrispondente, poiché l’Equinozio Medio si muove più rapidamente del Sole Medio sulla volta celeste.

In altre parole, l’Equinozio o impropriamente le stelle impiegano 23h 56m 04 s,090.53  di  Tempo Solare Medio  per ritornare allo stesso punto del Meridiano, mentre il Sole Medio impiega 24h 03m 56s,555.37 di Tempo Siderale Medio per fare lo stesso percorso.