Ci sono due effetti che determinano la
variazione del tempo locale in cui sorge e tramonta il Sole (trascurando
la rifrazione atmosferica), essi sono:
– la variazione di declinazione del Sole
– la variazione del ritardo o dell’anticipo del Sole vero sul Sole medio
(derivata dell’equazione del tempo)
La declinazione del Sole varia durante
l’anno in modo quasi sinusoidale: rapidamente agli equinozi, quando vale
0°, e lentamente intorno ai solstizi, quando assume il valore massimo
(in senso assoluto). Se la declinazione aumenta, aumenta pure la lunghezza
dell’arco diurno, e dunque l’alba sarà anticipata ed il tramonto
invece sarà posticipato. Al contrario, se la declinazione diminuisce,
l’alba verrà posticipata ed il tramonto anticipato. Il grafico
seguente illustra la variazione della durata del dì nel corso dell’anno.
L’equazione
del tempo deriva dall’eccentricità dell’orbita terrestre e
dall’inclinazione dell’asse terrestre: questi due fatti causano una variazione
della velocità angolare apparente del Sole durante l’anno. In altre
parole, il Sole, visto da una certa località, non si muove da est
ad ovest tutti i giorni con la stessa velocità, ma in certi periodo
dell’anno rimane indietro rispetto ad un Sole medio, invece in altri periodi
lo anticipa.
La
variazione dell’equazione del tempo è mostrata nella figura seguente
e rappresenta il ritardo (o l’anticipo) giornalieri del Sole vero rispetto
al Sole medio.
Alle latitudini intermedie
l’effetto della variazione di declinazione è molto superiore alla
variazione dell’equazione del tempo, e così in generale l’alba
ed il tramonto vengono spostati nel senso dettato dalla variazione di
declinazione. Tuttavia nel periodo dei solstizi, ricordiamo che la declinazione
varia pochissimo o per niente, dunque sarà ora l’equazione del
tempo a spostare l’alba ed il tramonto, anche in senso contrario a come
vorrebbe la variazione di declinazione.
Infatti, come si vede dal grafico seguente,
dopo l’8 dicembre l’effetto della variazione di declinazione (negativa:
dunque ritarda l’alba e anticipa il tramonto) è superato dall’equazione
del tempo, che invece ritarda sia l’alba che il tramonto. Il risultato
netto è che fino all’8 dicembre il tramonto anticipa sempre di
più, e dopo tale data ritarda sempre più. L’equazione del
tempo ha il sopravvento fino al 5 gennaio, quando l’effetto della declinazione
è preponderante e dunque l’alba smette di ritardare. Da quel giorno
l’alba anticiperà sempre più ed il tramonto ritarderà
sempre più. Intorno al solstizio
d’estate la cosa si ripete: si ha l’alba più anticipata il 14 giugno
e il tramonto più tardivo il 28 giugno.
In giallo è riportata la differenza
dei valori assoluti dei grafici blu e rosso: è positiva quando
prevale l’equazione del tempo.
Può
essere interessante notare che l’entità dello spostamento di alba
e tramonto a causa della variazione di declinazione dipende fortemente
dalla latitudine: a 60° di latitudine un piccolo aumento di declinazione
del Sole porta ad un notevole aumento dell’arco diurno. L’equazione del
tempo dunque può prevalere solo in un periodo molto ristretto a
cavallo dei solstizi.
Presso l’equatore
invece la variazione di declinazione non ha quasi influenza sulla lunghezza
dell’arco diurno. L’equazione del tempo dunque prevale per un periodo
molto più ampio intorno ai solstizi. Addirittura può prevalere
anche presso gli equinozi.
