Jean Meeus sul Solstizio

Da Commissione Divulgazione - Unione Astrofili Italiani.

Versione delle 12:03, 7 dic 2011

Tutti conoscono il detto popolare: Santa Lucia, il giorno più corto che ci sia

Ma semplici considerazioni di geografia astronomica ci portano a pensare che il giorno più corto dell’anno sia quello in cui cade il solstizio d’inverno, quando il Sole raggiunge la sua declinazione più meridionale nel suo moto apparente lungo l’Eclittica.
Ci facciamo soccorrere da Jean Meuus, che tratta la questione nel volume II (di cinque) dei suoi “Astronomy Morsels”.

La constatazione che il giorno più corto dovrebbe coincidere con il solstizio, equivale a dire che il giorno del solstizio ci si aspetterebbe il sorgere più tardo del Sole e il tramonto più anticipato dell’anno.
La tabella che segue fornisce i tempi dell’alba, del transito e del tramonto del Sole a Parigi dal 3 dicembre 2000 al 5 gennaio 2001.

Nota:  I tempi dell’alba e del tramonto sono relativi a quando il lembo superiore del disco solare è visto sull’orizzonte, vale a dire che sono considerati nei calcoli sia la rifrazione sia la dimensione effettiva del disco solare.
Dato che la rifrazione atmosferica varia con la temperatura e la pressione dell’aria, e la quota dell’osservatore, si suppone che l’osservatore si trovasse al livello del mare. Il cambiamento di temperatura dall’estate all’inverno può spostare i tempi dell’alba e del tramonto di 20 secondi, a latitudini medie. Allo stesso modo le variazioni della pressione atmosferica possono indurre variazioni di 12 secondi sui tempi teorici. Per queste ragioni, all’atto pratico non ha senso calcolare le date dell’alba e del tramonto con la precisione del secondo. Tuttavia la tabella è calcolata con questa precisione per rendere conto del fenomeno - per la rifrazione atmosferica è stato utilizzato il valore di 0°34’.

La ragione per cui il tramonto più anticipato e l’alba più ritardata non hanno luogo il giorno del solstizio, è perché il mezzogiorno vero non ha luogo nello stesso istante in giorni successivi.
L’ora è calcolata rispetto al sole medio, non rispetto all’orario vero che darebbe una meridiana.
Lo sfasamento dell’orario di transito del Sole vero, in una data località, è espresso dalla cosiddetta Equazione del Tempo, che è dovuta a sua volta all’eccentricità dell’orbita terrestre (che comporta una variazione della velocità apparente del Sole lungo l’Eclittica) e all’obliquità dell’Eclittica.

Questi risultati possono essere calcolati per qualunque località, Parigi è stata preso come esempio, anche perchè si trova vicino al meridiano di Greenwich.
Si vede che, nonostante il solstizio avesse luogo il 21 dicembre, il tramonto più anticipato cadesse l’11 dicembre, mentre l’alba più ritardata il 31 dicembre.
Una situazione simmetrica è avvenuta nel periodo del solstizio estivo, il 21 giugno 2000: l’alba più anticipata avveniva il 16 giugno, il tramonto più ritardato il 25 giugno.

In dicembre l’orario del transito al meridiano accade sempre più tardi, e lo spostamento è di circa mezzo minuto nella seconda metà del mese. Questo spiega perché alla latitudine di Parigi l’alba più ritardata noo occorre prima del 31 dicembre, mentre il tramonto più anticipato ha luogo in anticipo (l’11 dicembre).
Il giorno più corto, misurato dall’alba al tramonto, è invece proprio il giorno del solstizio, il 21 dicembre.
Le date dell’alba più ritardata e del tramonto più anticipato risentono molto della latitudine del luogo.
Per l’anno 2002:

Data dell’alba più ritardata  e Data del tramonto più anticipato

Nel 6000 d.C., sempre per la latitudine di Parigi, queste date saranno il 13 e il 29 di dicembre, anziché gli odierni 11 e 31 dicembre.