Astronomia/Capitolo primo/10
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§ X.
La varia durata dei diversi giorni dell’anno è la causa delle stagioni.
52. Per potervi spiegare il fenomeno delle stagioni e più innanzi facilitarvi l’intelligenza di certi altri fatti, di cui avrò a parlarvi, mi è necessario intrattenervi alcun poco sopra talune definizioni, per le quali dovrò valermi di vocaboli rigorosamente astronomici, ma non tutti però esclusi dal linguaggio comune e famigliare. Alcuni di essi, come verticale, zenit, meridiano, paralleli e simili non vi riusciranno anzi nuovi affatto; ciò malgrado sarà bene che prima di procedere oltre ci intendiamo chiaramente sul loro preciso significato.
53. Tutti i corpi abbandonati nello spazio a loro stessi cadono a terra; ciò si sa da tutti, anche da coloro che non ne conoscono il perchè. Una pietruzza cadendo segue una certa linea retta che porta l’appellativo di verticale; se la si tien sospesa mediante un filo, questo filo, che resta teso a cagion del peso del sassolino, segna appunto la verticale di colui che tiene in mano il filo.
Tutte le verticali, in qualunque contrada, città o punto della Terra, tendono, ovvero sono sensibilmente dirette verso il centro della sfera terrestre.
Prolungate indefinitamente col pensiero attraverso la Terra e lo spazio circostante la vostra verticale, dovunque vi troviate; dalla vostra parte incontrerà, per un supposto, una stella; ebbene là dove pure che tochi il cielo, è quel punto che gli astronomi chiamano zenit; sarebbe come a dire quel punto della vôlta celeste che è equidistante da tutti i punti del contorno del vostro orizzonte, e vi sta proprio sopra il capo, poichè voi, ritto in piedi, per legge di equilibrio, siete in posizione verticale.
La porzione della verticale, prolungata entro il corpo della Terra, ne segue un diametro, e là dove ne esce stanno i nostri antipodi; prolungata ancora al di là, incontra l’altro emisfero celeste in un punto ideale che si chiama nadir, e che è lo zenit dei nostri antipodi.
54. Se ben riflettete alla definizione che abbiamo dato di una sfera, capirete che questa può considerarsi come chiusa entro infiniti circoli, quasi come un gomitolo tondo formato da un numero grandissimo di circoli che s’intrecciano svariatissimamente sulla sua superficie.
Sulla Terra tutti i circoli uguali fra loro, che passano per i poli suoi di rotazione, che hanno per conseguenza come loro diametro comune l’asse della rotazione terrestre, chiamansi meridiani1.
Se voi guardate la vôlta stellata o luminoso del firmamento, se vi immaginate un immenso circolo che passi per la stella polare (o almeno vicinissimo) e per il vostro zenit, voi avrete ideato il meridiano celeste che corrisponde in cielo al meridiano geografico in terra. Questo passa per i vostri piedi e per il polo del vostro emisfero, quello ne è il prolungamento per ogni verso e passa, come appena dicemmo per il polo celeste, e per il vostro zenit.
55. Un’altra parola, che dovremo in seguito usare, e questa vi riescira nuova, è culminazione; significa il passaggio di un astro per il vostro meridiano celeste.
Gli astri tutti, nell’intervallo di circa 12 ore, sorgono all’est, s’innalzano sull’orizzonte, salgono fino ad un certo punto, ne discendono, s’abbassano ver l’orizzonte, tramontano all’ovest; precisamente nel punto più alto di questa loro corsa apparente avviene la loro culminazione, e poichè questa significa passaggio per il meridiano, ne segue che a volta sua il meridiano passa per tutti i punti più alti degli archi percorsi in cielo dal Sole durante i differenti giorni, dalle stelle durante le notti.
Da voi medesimo capirete ora che la culminazione del Sole avviene all’istante preciso del mezzodì vero, e che è mezzanotte quando, 12 ore dopo, il Sole passa dalla parte opposta per lo stesso meridiano per il quale è passato nella culminazione di mezzodì. Questa ultima culminazione si usa chiamare superiore, per distinguerla da quella a noi invisibile, che si dice culminazione inferiore.
56. Se avete un po’ studiato Geografia, saprete che cosa sono i paralleli geografici; sono circoli minori della sfera terrestre situati su piani paralleli a quello dell’equatore, ed ogni punto della superficie terrestre, ogni osservatore ha il suo parallelo.
Orbene anche la sfera celeste ha i suoi paralleli, e sono quei circoli che sembrano segnar la strada apparentemente percorsa in cielo dagli astri per effetto della rotazione terrestre.
Come voi avete il vostro meridiano celeste, avrete pure un parallelo celeste; e voi capite già che questo passerà per il vostro zenit, inquantochè, la Terra e il cielo essendo concentrici, tutte le verticali condotte per i punti di un parallelo terrestre segneranno in cielo un corrispondente parallelo celeste; e voi capite ancora che una stella percorre il vostro parallelo celeste quando nel suo apparente corso notturno passerà per il vostro zenit.
57. Ciò posto, se voi siete osservatore, vi sarete facilmente accorto di un fatto che accompagna il succedersi delle stagioni. Avrete cioè notato, osservando il Sole per alcuni giorni di seguito dopo il solstizio d’inverno (22 dicembre), che esso di giorno in giorno sale e diventa sempre più allo sull’orizzonte quando arriva al meridiano, che esso culmina cioè ogni giorno sempre più alto, e che così fu per sei mesi fino al solstizio d’estate; avrete notato ancora che, dopo quest’epoca, la sua culminazione si fa sempre più bassa, finchè trascorsi altri sei mesi, raggiunge di nuovo il suo limite inferiore.
Voi però, che abitate in Italia, non avrete mai visto il Sole culminare più vicino all’orizzonte di quel che ogni anno culmini ai 22 di dicembre, nè mai nelle sue culminazioni avvicinarsi allo zenit più di quel che ogni anno faccia ai 22 di giugno; e avrete ancora avvertito che, quando si ha da noi il giorno uguale alla notte, il Sole culmina in un punto del cielo che giace a metà distanza fra quello a cui corrisponde la culminazione più alta, e quello a cui corrisponde la più bassa.
Nel nostro emisfero l’estate comincia nel giorno in cui avviene la culminazione più alta del Sole, l’inverno quando ha luogo la sua culminazione più bassa; nel discendere dalla più alta alla più bassa, il Sole passa necessariamente per una culminazione media fra le due; nel salire dalla più bassa alla più alta fa altrettanto; ad una delle due culminazioni medie principia l’autunno, all’altra comincia la primavera.
58. V’ha pertanto un rapporto necessario fra l’altezza meridiana del Sole, la durata del giorno e le stagioni. Esaminiamolo bene ed attentamente.
Noi chiamiamo giorno il periodo di tempo durante il quale il Sole è visibile sopra l’orizzonte, ossia il periodo compreso fra il suo nascere e il suo tramontare. Ora, man mano che i giorni, a partire dall’equinozio di primavera, si vanno allungando, il Sole rimane sempre più sui nostri orizzonti e tanto meno per conseguenza sugli orizzonti dei luoghi dell’altro emisfero.
Ne segue che il calore solare, a cui noi dobbiamo lo sviluppo della vegetazione e d’ogni vita terrestre, va, a partire dall’equinozio di primavera, accumulandosi alla superficie del nostro emisfero, e ciò per due ragioni; prima perchè il suolo non ha tempo sufficiente a perdere, durante la notte, tutto il calore assorbito durante il giorno, poi perchè sopraggiunge il domani e il grande astro altro calore irradia.
Ne segue ancora che, a partire dall’equinozio di primavera, noi esperimentiamo temperature ognora crescenti, caldo sempre maggiore finchè raggiungiamo l’estate, i cui calori più intensi (appunto per il calore assorbito dal suolo e in seguito da esso irradiato) non coincidono coi giorni più lunghi, ma li seguono sempre di alcune settimane.
Reciprocamente, quando nel nostro emisfero i giorni s’accorciano e le notti s’allungano, quando il rovescio accade nell’emisfero australe, noi vediamo il Sole soggiornare sempre minor tempo sul nostro orizzonte, il nostro suolo perdere di notte sempre maggior calore, finchè arriva il momento in cui esso si raffredda di notte più di quel che durante il giorno si scaldi: abbiamo allora l’inverno.
59. La primavera comincia all’equinozio di primavera e non ai 22 di dicembre giorno a partire dal quale il Sole prende a culminare più e più alto; comincia all’equinozio perchè appena nei giorni dell’equinozio di primavera va stabilendosi un certo equilibrio fra il calore perduto dal suolo e quello solare ricevuto, e perchè solo allora l’acquisto giornaliero di calore supera più e più la perdita.
L’autunno, per la ragione inversa, principia all’equinozio di autunno e non ai 22 di giugno; a quell’epoca (equinozio d’autunno) il punto in cui il Sole culmina comincia ad abbassarsi molto sensibilmente lungo il meridiano, i giorni notevolmente si accorciano e sempre minor quantità di calore è irradiata dal Sole verso il nostro emisfero; le notti più e più lunghe lasciano maggior tempo al suolo di raffreddarsi e la temperatura decresce.
In primavera la natura si risveglia dopo l’assopimento invernale; in autunno essa ha quasi esaurite le sue forze, e si prepara al suo sonno; come l’uomo, dopo la sua giornata di lavoro, la natura si abbandona al necessario riposo.
60. Consideriamo un’altra causa che influisce assai sul carattere delle varie stagioni.
Non trovate voi, almeno sotto un certo punto di vista, qualche analogia fra il giorno e l’anno? V’aiuterò a scoprirla.
Al mattino e alla sera il Sole è basso, cioè vicino al lembo dell’orizzonte; esso è al principio e alla fine della sua carriera diurna; il calore da esso irradiato è meno intenso che a metà della giornata; al mattino e verso sera i raggi solari arrivano obliqui rispetto all’orizzonte, e perciò sono meno cocenti e riescono anche più sopportabili alla vista. Così è dell’anno.
Quand’è infatti che il Sole sta più basso sui nostri orizzonti? Appunto poco dopo la metà di dicembre, quando finisce o principia Tanno solstiziale; allora i raggi solari ci arrivano molto obliqui, e in certo modo sfiorando il suolo non vi penetrano; il terreno e l’atmosfera non assorbono che pochissimo calore; bassa è la temperatura; fa freddo.
Grado grado il Sole nei successivi mezzodì va culminando più alto; esso sale per così dire in cielo ogni giorno più, fino a raggiungere, il di del solstizio d’estate, la sua altezza massima sull’orizzonte; allora i suoi raggi son quasi verticali; dardeggiano cocenti; grande è il riscaldamento del suolo e dell’atmosfera; è estate; fa caldo; è il mezzogiorno dell’anno.
61. Non posso a meno di compiere colle poche seguenti considerazioni lo studio delle fasi del moto della Terra intorno al Sole, in quanto esse servono a gettar luce sopra parecchie questioni della geografia fisica del nostro globo.
Fissate lo sguardo sulla figura 17 qui di contro, e seguite attentamente la mia dimostrazione.
Il cerchio più grande rappresenta il vostro meridiano celeste, ed esso, voi lo sapete, accompagno la Terra nel suo moto lunghesso l’eclittica qui rappresentata dalla linea SS’. Il luogo che voi occupate nell’emisfero nord sia z sarà (capo 53) Z il vostro zenit, sarà in proiezione zz’ il vostro parallelo terrestre, sarà zZ la vostra verticale, avrete nella linea ZZ’ rappresentato sempre in proiezione il parallelo celeste che gli corrisponde. Ricordatevi quello che si è detto nella seconda parte nel capo 53; il vostro orizzonte sarà nella figura che abbiamo sott’occhio rappresentato dalla retta OO’ perpendicolare alla CzZ.
L’asse di rotazione pp’ comune alla Terra e alla sfera celeste, è inclinato (di 66° 32’) sull’eclittica; ne segue che questa resta per la metà CS sopra e per la metà CS’ sotto il vostro orizzonte.
11 Sole sembra, nel corso di 6 mesi, percorrere nell’uno o nell’altro verso i punti successivi della linea SS’, e percorrere insieme ogni dì il parallelo corrispondente al punto in cui si trova. Così quando è in S percorre il parallelo proiettalo in SA, che ha per corrispondente sulla Terra il parallelo proiettato in sa, detto tropico del Capricorno; quando.png)
Fig. 17.si trova in S’, percorre il parallelo proiettalo in S’A’, a cui pur corrisponde sulla Terra l’altro parallelo proiettato in a’s’, detto tropico del Cancro; quando è in C, percorre l’equatore. Ne deriva che al solstizio d’inverno il Sole culmina allo zenit degli abitanti del tropico del Capricorno; all’altro solstizio culmina allo zenit degli abitanti del tropico del Cancro; agli equinozii passa allo zenit di chi si trova sull’equatore.
62. La zona pertanto dei 365 paralleli celesti percorsi dal Sole nel corso di un anno è compresa fra i due paralleli estremi SA, S’A’, i cui corrispondenti sulla superficie terrestre, cioè i due tropici, limitano quella fascia o zona che geograficamente denominasi torrida, e i cui abitanti veggono due volte all’anno culminare il Sole al loro zenit.
63. Appartengono alle zone glaciali quegli spazii intorno ai due poli, nei quali il giorno e la notte possono, nelle epoche dei solstizii, durar più di 24 ore (capi 43, 48). Le zone glaciali formano quindi attorno ai poli due calotte le quali si estendono sopra ciascun emisfero dal rispettivo polo fino al parallelo di latitudine uguale a 66° 32’.
I due paralleli terrestri che limitano le zone glaciali diconsi circoli polari.
I raggi solari arrivano, alle regioni comprese fra questi circoli polari e i poli, molto obliqui, dotati per conseguenza di poca efficacia termica e insufficienti a sciogliere i ghiacci che vi si accumulano durante le lunghissime notti.
Gli spazii compresi fra i tropici e i circoli polari costituiscono le due zone temperate, le quali si estendono quindi, su ciascuno dei due emisferi, dalla latitudine di 23° 28’ a quella di 66° 32’, e sono dette temperate perchè sono egualmente lontane e dagli eccessi di calore della zona torrida, e da quelli di freddo delle zone glaciali.
Note
- ↑ A cagione della forma alquanto schiacciata della Terra i meridiani terrestri non sono precisamente circonferenze di circoli, ma curve ovali pochissimo diverse da circonferenze di circoli. Ciò nulla cambia alle cose che qui si vanno spiegando.