È estate. Cos’è il mezzogiorno per te? | Terra

Quando è mezzogiorno per te? Non è una domanda così facile da rispondere come si potrebbe pensare! Cosa intendi per mezzogiorno? Lo definisci in base al tuo orologio o al tuo orologio da polso? O il morso nello stomaco che ti dice che è ora di pranzo? Beh, potresti voler ripensare!

Noi dell’emisfero settentrionale diciamo tipicamente che il primo giorno d’estate arriva al solstizio di giugno, che, nel 2020, è caduto il 20 giugno. Ma – non importa quale giorno sia – quando si verifica il mezzogiorno dipende in parte dalla tua posizione e in parte dalla tua definizione di mezzogiorno. Il giorno del solstizio di giugno, le ombre di mezzogiorno sono appena un po’ più corte del giorno prima. Questo perché, al solstizio di giugno, l’emisfero settentrionale della Terra è più inclinato verso il sole per l’anno, e il sole sorge più in alto nel nostro cielo dell’emisfero settentrionale, producendo le ombre di mezzogiorno più corte dell’anno.

Nota che ho detto mezzogiorno, piuttosto che solo mezzogiorno. Di solito, quando la maggior parte di noi dice mezzogiorno, intende le 12 del pomeriggio. Ma questo potrebbe non essere ciò che gli astronomi intendono per mezzogiorno.

Nel periodo del solstizio di giugno, le ombre sono più corte quando il sole si trova a sud nel cielo. Noi diciamo che il sole sta attraversando il meridiano. Ma l’attraversamento del meridiano da parte del sole raramente avviene esattamente a mezzogiorno, secondo l’orologio. L’ora in cui il sole attraversa il meridiano era chiamata mezzogiorno alto perché è quando il sole è più alto nel cielo. Oggi noi astronomi a volte ci riferiamo ad esso come tempo di transito o mezzogiorno solare locale.

Ho assegnato ai miei studenti un progetto in cui confrontano l’altezza del sole al mezzogiorno solare locale con quella in un’altra località del New Mexico. Questo simula un’osservazione di Eratostene più di 2.000 anni fa, attraverso la quale ottenne la prima misurazione accurata delle dimensioni della Terra.

Si può costruire un semplice dispositivo chiamato gnomone (pronunciato NO-mun) o bastone dell’ombra per calcolare quanto è alto il sole, con semplice trigonometria. Basta misurare l’altezza dello gnomone (H) e la lunghezza dell’ombra (L) al mezzogiorno solare locale. Poi l’altezza angolare del sole è l’arctangente di H/L. Per la precisione, lo gnomone deve essere molto dritto, il terreno piano, e le misure precise. Qui a Denver, sarà alto circa 73,75 gradi. Quanto è alto dove vivi tu?

Ma prima di poter fare la misura, devi sapere quando si verifica il mezzogiorno solare locale dove ti trovi. Prima dell’invenzione del telegrafo nel XIX secolo, ogni località definiva il mezzogiorno in base all’ora in cui il sole attraversava il meridiano. A causa della posizione geografica, quando il sole attraversa il meridiano come visto a Denver, a Grand Junction (circa 180 miglia a ovest) il sole non ha ancora raggiunto il meridiano, e non lo farà per altri 14 minuti circa. Ci vogliono circa 14 minuti perché la Terra giri abbastanza da portare il sole al meridiano di Grand Junction dopo aver passato il meridiano di Denver.

All’epoca in cui la forma di comunicazione più veloce era la diligenza o il Pony Express, questa differenza di tempo non aveva importanza. Ma quando la comunicazione quasi istantanea divenne disponibile con il telegrafo, la gente gradualmente si rese conto che una standardizzazione del tempo era necessaria. Così il concetto di fuso orario è stato sviluppato nel 1884, ma non adottato ufficialmente negli Stati Uniti fino al 1918.

Ma anche considerando i fusi orari, il tempo effettivo di transito varia durante l’anno a causa della velocità variabile della Terra nella sua orbita intorno al sole. A volte il pianeta deve girare un po’ di più da un transito all’altro, e a volte deve girare un po’ meno. Questo perché il cambiamento della velocità della Terra (dovuto alla variazione della distanza dal sole nel corso dell’anno) causa il cambiamento del movimento apparente del sole nel cielo. C’è anche una variazione dovuta all’inclinazione della Terra che influenza il moto apparente del sole nel cielo. Ciò significa che il sole reale (che attraversa il meridiano al mezzogiorno solare locale) è fino a 16 minuti più veloce o più lento del sole medio costante ma fittizio che definisce il mezzogiorno orario per i vari fusi orari.

E poi, naturalmente, c’è la complicazione dell'”ora legale”, che in realtà non risparmia nulla, ma semplicemente sposta gli orologi di un’ora.

Ora si possono fare tutti i calcoli per capire l’ora di transito o il mezzogiorno solare locale da soli, ma non c’è bisogno di andare al problema. Basta andare sul sito web dell’Osservatorio Navale degli Stati Uniti e farlo calcolare per voi.

Ecco alcuni esempi di tempi di transito tipici, o di mezzogiorno solare locale, per il 21 giugno, come calcolato dal sito web dell’Osservatorio Navale:

* Si noti che Phoenix è in ora standard, non in ora legale. Notate anche che il momento esatto del solstizio d’estate non è legato all’ora del mezzogiorno solare locale.

Oh, e a proposito, se siete fuori al sole – contemplando il passaggio del sole e l’ora del mezzogiorno per voi – non dimenticate la vostra protezione solare.

In fondo: Qual è la definizione di mezzogiorno? Un’esplorazione di come gli astronomi pensano al mezzogiorno.