ROSA VENTORUM 1/2 – LA ROSA DEI VENTI

LA ROSA E LA BUSSOLA

di Ciro A. R. Abilitato

Orientarsi significa, nel senso stretto della parola, trovare l’Oriente, cioè riconoscere, in un dato luogo, da quale punto dell’orizzonte sorge il Sole. L’individuazione di questo primo punto cardinale consente infatti di ritrovare tutti gli altri, in modo da poter definire, nel luogo in cui ci si trova, dei punti di riferimento e delle direzioni, e poter rappresentare, mediate la costruzione della rosa dei venti, la posizione relativa di un luogo rispetto ad un altro con posizione nota sul piano dell’orizzonte. Naturalmente, per fissare i punti cardinali di un luogo, si può iniziare da uno qualsiasi di essi, anche se il modo più intuitivo consiste nel fare riferimento al moto del Sole; un moto che, come si sa, è solo apparente, perché in realtà è la Terra a muoversi. Il pianeta su cui ci troviamo ruota infatti con moto uniforme intorno al proprio asse da Ovest a Est (cioè in senso inverso all’apparente moto diurno del Sole e della sfera celeste), compiendo un’intera rotazione in circa 24 ore, che è la durata del giorno solare, mentre in 365 giorni, che è la durata di un anno solare (detto anche anno tropico), descrive, in virtù del suo moto di rivoluzione, un’orbita ellittica intorno al Sole, muovendosi in senso antiorario (cioè sempre da Ovest a Est). Così, individuando i punti dove il Sole sorge e dove tramonta, si può stabilire empiricamente dove si trova l’Oriente e dove l’Occidente, e conseguentemente trovare il Settentrione e il Mezzogiorno. Poiché il sorgere del giorno è un evento di grande importanza sia nell’esperienza quotidiana di ciascuno di noi che nella cultura dell’intera civiltà umana, l’Oriente è stato, fin dalla remota antichità, il punto di riferimento per eccellenza. E proprio perché è il luogo da dove si vedono sorgere gli astri e il Sole, esso è stato da sempre considerato da tutti i popoli come la parte più nobile della Terra.

La Rosa dei Venti è la rappresentazione grafica in piano delle direzioni geografiche di un luogo, determinate a partire da punti di riferimento fissi individuati lungo il circolo dell’orizzonte e fatte passare per il suo centro geometrico. Alle direzioni così determinate vengono di consueto assegnati i nomi dei più noti venti che lungo di esse spirano all’interno di una determinata regione geografica. Tale rappresentazione è particolarmente utile ai fini della navigazione a vela, perché consente non solo di orientarsi nello spazio geografico, ma di riconoscere i venti che attraversano una certa zona della superficie terrestre e di utilizzarli come mezzo di propulsione negli spostamenti marittimi. A questa funzione se ne aggiunge però anche un’altra, che consiste nel poter ottenere dalla conoscenza della direzione di provenienza dei moti ventosi, utili informazioni circa le caratteristiche delle masse d’aria e delle perturbazioni che con essi si spostano, consentendo previsioni sulle condizioni atmosferiche e del mare che possono interessare un determinato luogo.
A differenza della bussola, il cui ago indica il Nord magnetico terrestre, da cui poi si ricava, mediante opportune correzioni, il Nord geografico o vero (in asse con quello celeste), la rosa dei venti consente di determinare in modo semplice il Nord geografico e di orientarsi nello spazio terrestre con precisione, soprattutto se si ricorre a metodi geometrici, grafici e ottici. Ad ogni modo, qualunque sia il metodo impiegato, il diagramma delle direzioni che alla fine si ottiene e che poi si riporta sulla mappa di un luogo, rappresenta la rosa dei venti di quel preciso luogo, il quale risulta così geograficamente orientato. Per questo motivo gli antichi consideravano come punto cardinale primario di riferimento non il Nord ma l’Est, ossia il punto dell’orizzonte in corrispondenza del quale si vede sorgere il Sole. Tale punto può essere perfettamente determinato nei giorni degli equinozi, quando cioè il Sole si trova allo zenit sull’equatore e il circolo di illuminazione passa per i poli tagliando l’equatore e tutti i paralleli in due parti uguali, così che in tutti i punti della Terra il dì e la notte hanno uguale durata.

Se si tiene conto dell’importanza che gli antichi attribuivano all’Oriente, si comprenderà facilmente perché gli auguri, gli edili e gli agrimensori romani considerassero l’asse E-W come la linea di maggiore importanza, a cui davano il nome di decumanus, mentre chiamavano la linea meridiana cardo, in quanto essa veniva considerata come il cardine intorno al quale ruota la sfera celeste. I quattro punti cardinali hanno ricevuto dai popoli latini i nomi di Oriente (da oriens ‘nascente’), di Occidente (da occidens ‘calante’), di Mezzogiorno (da meridies) e di Settentrione (da septentriones, comp. di septem ‘sette’ e triones ‘buoi’, vale a dire ‘i sette buoi’, rappresentati dalle sette stelle che compongono l’asterismo dell’Orsa Maggiore o Grande Carro). Ad essi corrispondono i nomi gotici di Ost, West, Nord, Süd, che hanno trovato larga diffusione nel Medioevo ad opera di Carlo Magno. Questi ultimi sono i nomi ancora oggi usati in campo internazionale, di solito abbreviati in E, W, N, S, dove però per l’Ovest si preferisce il monogramma W, dall’inglese West, per non confondere la sigla O col tedesco Ost, che invece significa Est.

Il diagramma delle direzioni si costruisce individuando prima di tutto, lungo il giro dell’orizzonte, l’Oriente, e in relazione a questo punto cardinale, l’Occidente, che si troverà nel punto diametralmente opposto dell’orizzonte. Quindi, un osservatore che veda sorgere il Sole alla sua destra, lo vedrà poi tramontare alla sua sinistra. Tracciando una circonferenza di qualsivoglia raggio e segnando su di essa questi due primi punti cardinali, se essi verrano congiunti con un segmento di retta, si otterrà l’asse Est-Ovest, chiamato anche linea direttrice del giorno o linea primaria di orientamento (con verso da Est a Ovest). Questa linea altro non è che la proiezione al suolo dell’arco descritto dal Sole durante il suo moto diurno nel cielo del luogo. Se queste osservazioni vengono fatte nei giorni degli equinozi, si avrà la posizione esatta del Nord geografico. Nei giorni degli equinozi la direttrice del giorno prende il nome di direttrice equinoziale del giorno o di linea fondamentale di orientamento. L’asse Est-Ovest divide il piano compreso nel circolo dell’orizzonte in due metà, delle quali quella situata davanti all’osservatore che ha visto sorgere il Sole alla sua destra, è la parte settentrionale del circolo, mentre quella che si trova alle sue spalle è la parte meridionale. Sebbene queste parti siano rappresentate nel piano, quando ci si riferisce ad esse si parla di emisferi. Difatti, lo spazio individuato dal circolo dell’orizzonte e dall’arco descritto dal Sole nel suo moto apparente diurno (il quale deve pensarsi completato da quello descritto dall’astro durante la notte dall’altra parte della Terra), può essere rappresentato come una sfera divisa in due metà dal piano individuato dal circolo del sole e passante per la direttrice equinoziale del giorno. Si hanno perciò due emisferi, uno settentrionale e l’altro meridionale.
Tracciando poi, sul piano individuato dal circolo dell’orizzonte, un altro segmento di retta che interseca perpendicolarmente la linea fondamentale di orientamento a uguale distanza dai due punti cardinali prima ai suoi estremi individuati, si hanno quattro angoli retti che dividono in altrettanti quadranti o settori il piano compreso nel circolo dell’orizzonte. Il punto di intersezione tra i due diametri indica la posizione dell’osservatore, che coincide col centro geometrico dello spazio geografico delimitato dall’orizzonte. Il secondo diametro è l’asse Nord-Sud, detto anche linea meridiana, perché divide la linea del giorno in due parti di uguale lunghezza. L’estremità di questo diametro ricadente nell’emisfero settentrionale indica il Nord o Settentrione, detto anche Mezzanotte, mentre l’estremità ricadente nell’emisfero meridionale indica il Sud o Meridione, detto anche Mezzogiorno.

Il motivo per cui il Nord è chiamato anche Mezzanotte e il Sud è chiamato anche Mezzogiorno, si può facilmente comprendere se il punto di osservazione, e quindi il centro geometrico del luogo, viene spostato al Polo Nord. Se infatti un viaggiatore, spostandosi lungo la linea meridiana, sempre guardando davanti a sé, giungesse a mezzanotte al Polo Nord nel giorno del solstizio d’estate, vedrebbe il Sole davanti a sé appena al di sopra dell’orizzonte, mentre a mezzogiorno il Sole, dopo essersi spostato in senso orario intorno a lui, verrebbe a trovarsi alle sue spalle (cioè a Sud), un po’ più alto sull’orizzonte, per poi riprendere ad abbassarsi nel suo movimento in senso orario.
Se perciò, il centro di osservazione viene portato al Polo Nord, i punti cardinali primari di riferimento saranno Mezzanotte, di fronte all’osservatore (non avrebbe senso indicare quel punto come Nord, perché l’osservatore già si troverebbe al Nord) e Mezzogiorno o Sud, alle sue spalle; i secondari saranno Est, a destra, e Ovest, a sinistra. Contemporaneamente, invece, al Polo Sud, per un viaggiatore che si fosse spostato lungo la linea meridiana, sempre guardando davanti a sé, la situazione nello stesso giorno risulterebbe invertita: i punti cardinali primari di riferimento sarebbero Mezzogiorno, davanti all’osservatore (il quale però non vedrebbe altro che un chiarore crepuscolare al di sopra dell’orizzonte, perché il Sole si troverebbe al di sotto di esso) e Mezzanotte o Nord, alle sue spalle; i secondari sarebbero Est, a sinistra, e Ovest, a destra, mentre il Sole, nel suo moto apparente, si sposterebbe rispetto all’osservatore sempre in senso orario, quantunque non venisse mai visto, rimanendo nascosto al di sotto della linea dell’orizzonte per tutto il tempo del suo giro, cioè per tutte le 24 ore del giorno.

Quando dunque si usa la bussola, bisogna tener conto del fatto che il Nord magnetico non coincide perfettamente col Nord geografico (che è uno dei due punti della superficie terrestre per cui si fa idealmente passare l’asse di rotazione del nostro pianeta), ma forma con quest’ultimo un angolo (detto angolo di declinazione magnetica) che può essere orientale od occidentale, a seconda che il polo Nord magnetico venga a trovarsi a oriente o a occidente rispetto al meridiano geografico del luogo in cui ci si trova. Se il polo magnetico cade a Est del polo geografico, la declinazione è detta “orientale” ed è contrassegnata col segno algebrico +; se invece il polo magnetico viene a trovarsi ad Ovest del polo geografico, la declinazione è detta “occidentale” ed è contrassegnata col segno −. La declinazione varia però non solo da luogo a luogo, ma anche nel tempo, in quanto il Nord geomagnetico si sposta in modo irregolare, sebbene lentamente, nel corso degli anni, di modo che, per ottenere un orientamento preciso con la bussola magnetica, è necessario conoscere il valore corrente dell’angolo di declinazione magnetica nei diversi luoghi; cosa resa possibile con l’ausilio di apposite tabelle, le quali però devono venire periodicamente aggiornate. Per esempio, le carte nautiche italiane, edite dall’I.I.M. (Istituto Idrografico della Marina), riportano i dati relativi alla declinazione magnetica all’interno di rose graduate, dove si può leggere sovrimpresso il valore e il segno della declinazione magnetica (il segno + indica la posizione a Est del polo geografico, il segno − la posizione a Ovest), nonché l’anno del rilevamento e l’entità della variazione annuale prevista, che ha lo stesso segno del valore della declinazione se questa aumenta, segno opposto se diminuisce; un dato, questo, valido però soltanto per un certo numero di anni. Sulle carte nautiche anglosassoni, la declinazione magnetica, chiamata “variation”, viene invece indicata sulle mappe di un luogo da una seconda rosa orientata secondo il Nord magnetico, disegnata all’interno di una rosa indicante il Nord geografico, mentre la variazione annuale del valore della declinazione magnetica è riportato sotto le dicitura “annual increase” o “annual decrease”.

Le mappe riportano i valori relativi alla declinazione in gradi d’angolo sessagesimali (°), minuti primi (‘) e minuti secondi (”), oppure, come quelle militari, in gradi d’angolo convenzionali, vale a dire millesimali (°°), indicando sotto la sigla Z.A. anche le zone caratterizzate da anomalia magnetica, dove cioè, per caratteristiche geologiche locali, lo sfasamento tra Nord magnetico e Nord geografico non segue quello delle linee di forza del campo magnetico terrestre, bensì quelle di un campo magnetico locale. Bisogna inoltre tener presente che nei punti posti lungo il meridiano che passa sia per il polo magnetico che per quello geografico, la declinazione magnetica è nulla, quindi non è necessaria alcuna correzione, mentre lungo altri meridiani la declinazione assume un valore positivo o negativo a seconda che il Nord magnetico venga a trovarsi ad Est del nord geografico o ad Ovest. Fra il polo geografico e il polo magnetico, invece, la bussola, puntado verso quest’ultimo, segna addirittura la direzione opposta al Nord geografico, ossia il Sud. In Italia, la declinazione magnetica assume valori piuttosto bassi, per cui, entro una distanza di due chilometri, l’errore è solo di qualche decina di metri, ma comunque mai trascurabile durante la navigazione, soprattutto se questa avviene sotto costa o in presenza di ostacoli segnalati dalle mappe. Bisogna perciò sempre tenere conto della declinazione magnetica per poter apportare le necessarie correzioni alle indicazioni fornite dalla bussola. D’altra parte, il procedimento di correzione è semplice. Mettiamo, per esempio, che nell’aprile del 2012 ci si debba dirigere verso NE, e che la carta dell’I.G.M. (Istituto Geografico Militare) del 1 gennaio 2000 riporti i seguenti dati: d1,2000 = −2°10’ (il segno meno sta a significare che la declinazione cade nel settore occidentale); variaz. annua −6’ (la variazione, avendo lo stesso segno del valore d, ci dice che la declinazione nel settore occidentale aumenta, e va quindi ad aggiungersi a d1,2000 anno per anno nell’esegure la somma algebrica). Sulla base di questi dati, operiamo nel modo seguente: 2012 – 2000 = 12 anni, ossia dal 2000 al 2012 sono trascorsi 12 anni, dei quali 11 completi, cui vanno aggiunti 4 mesi del 2012. La variazione in 11 anni di d sarà: 11 x −6’ = −66’; in 4 mesi la variazione sarà: -6′ : 12 mesi = −0,5′; −0,5′ x 4 mesi = −2’. La variazione totale in 11 anni e 4 mesi sarà perciò: (−66′) + (−02’) = −68′, cioè −1°08’. Ora, la declinazione al 4 aprile 2012 sarà: d4,2012 = (−2°10’) + (−1°08’) = −3°18’. Il valore della declinazione nel mese di aprile del 2012 è −3°18’. Quindi, il Nord geografico non si troverà a 0°, come indicato dalla bussola, ma spostato verso Ovest di 3°18’. Di conseguenza, anche la direzione NE data dalla bussola, così come ogni altra, dovrà slittare di 3°18’ in senso antiorario.

Così, mentre il Polo Nord geografico è un punto convenzionale fisso, che rimane stabilito una volta per tutte sulle mappe, quello geomagnetico è in continuo movimento, con spostamenti localizzati fra il Canada e la Siberia. Nel 1985 il Polo magnetico situato nell’emisfero boreale, convenzionalmente indicato con la lettera B, si trovava in una delle Isole Elisabetta dell’Arcipelago Artico Americano, alla latitudine di circa 75° N e longitudine intorno ai 100° W; il Polo geomagnetico situato nell’emisfero australe, indicato con la lettera A, era ubicato nella Terra di Adelia (Antartide) a latitudine 68° S e longitudine 140° E circa. La posizione del Polo Nord è misurata con precisione da circa due secoli, ed è in continuo spostamento. La cosa interessante è che la velocità di questo spostamento sta aumentando in maniera spettacolare, tanto da far temere una imminente inversione della polarità magnetica del nostro pianeta; un fenomeno casuale che provocherebbe scenari apocalittici, con terremoti lungo le faglie della crosta terrestre, uragani, maremoti, cambiamenti climatici e notevoli ripercussioni sulla vita degli animali e dell’uomo. Dal 1997 fino al 2007, il Polo Nord magnetico si è spostato di 55 chilometri all’anno, mentre nell’ anno 2010 lo spostamento è stato di quasi 65 chilometri (circa 178 metri al giorno). Mantenendo questo andamento, nel 2040 il Polo magnetico boreale verrebbe a trovarsi in Siberia. Attualmente il polo magnetico Nord si trova nel Canada settentrionale a 74°30′ di latitudine Nord e 100° di longitudine Ovest; il polo magnetico Sud è posizionato nell’Antartide a 69° di latitudine Sud e 143° di longitudine Est. Circa invece i timori per una prossima inversione del campo magnetico della Terra, i cui effetti potrebbero essere catastrofici sulla vita umana, l’allarme è stato dato nel 2002, quando il geofisico francese Gauthier Hulot rilevò un indebolimento del campo magnetico della Terra vicino ai poli, segnale che poteva essere interpretato come l’inizio di questo fenomeno. Un capovolgimento di 180 gradi dei poli è infatti preceduto da un indebolimento progressivo del campo magnetico terrestre, che diminuisce fino quasi ad annullarsi per poi risalire con orientamento opposto al precedente. Tuttavia, risulta da recenti ricerche che variazioni di intensità del campo geomagnetico sono frequenti e normali, mentre l’inversione magnetica terrestre è un evento piuttosto raro, che non si compirebbe in modo repentino, ma in un tempo che può variare dai 2000 ai 28.000 anni (una durata media quindi di 7500 anni), mentre l’intervallo tra due spostamenti varierebbe da un minimo di 20.000 anni ad un massimo 50 milioni di anni. L’ultima inversione dei poli magnetici si è avuta approssimativamente 780.000 anni fa.

Tenendo conto della deviazione magnetica, l’uso della bussola magnetica unitamente alla rosa dei venti, consente di trovare in modo preciso e pratico le direzioni geografiche e le posizioni relative di un luogo rispetto ad un altro, così come di riconoscere i venti che spirano lungo le direzioni seguite dalle rotte delle navi. Per questo motivo, le bussole per uso nautico non sono di solito ad ago, ma a disco magnetico mobile, il quale reca fissato sulla superficie inferiore, lungo l’asse nord-sud, una barretta magnetica che serve ad orientarlo. In questo modo, poiché il quadrante di tali bussole, oltre a riportare gli assi direzionali indicanti i punti cardinali, reca anche disegnata nel suo centro la rosa dei venti (con i suoi quattro quadranti e la raggiera delle direzioni), lo strumento consente sempre di sapere, apportando le dovute correzioni, quale vento spira lungo la direzione della rotta che si segue o che si progetta di seguire, e quindi anche con quale angolazione esso deve essere preso perché la rotta stessa possa venire mantenuta durante una traversata. Naturalmente, le bussole nautiche sono di solito anche provviste di sospensione cardanica, un tipo di sostegno che, contrastando le continue oscillazione della nave, consente ad esse di mantenere la posizione orizzontale necessaria al loro corretto funzionamento.

Un tipo di bussola, invece, che punta sempre verso il Nord geografico, e che non è soggetta ad errori di deviazione né a quelli dovuti alla declinazione magnetica, è la girobussola o bussola giroscopica, un tipo di bussola più complessa e ingombrante di quella magnetica, il cui funzionamento è fondato sulle leggi che regolano il moto giroscopico, messe in evidenza nel 1852 dal fisico francese Jean Bernard Léon Foucault nell’ambito dei suoi studi sulla rotazione terrestre. Questo tipo di bussola mantiene senza risentire di alcun disturbo l’orientamento verso il Nord geografico, ma richiede che il suo motore venga stabilmente alimentato. Inoltre, poiché per effetto della precessione apparente (un fenomeno tipico degli apparecchi giroscopici), la bussola giroscopica può andare incontro a disallineamento, essa deve essere periodicamente controllata ed eventualmente riallineata ricorrendo ad una bussola magnetica.

Il diagramma delle direzioni, comunemente chiamato Rosa dei Venti, rappresenta l’intero giro dell’orizzonte intorno ad un punto centrale che viene ad essere il centro geometrico del luogo, e che coincide col punto di stazionamento dell’osservatore o con la posizione della nave in mare. Il circolo dell’orizzonte sottende un angolo di 360° che viene inizialmente suddiviso in quattro parti di uguale ampiezza per mezzo di due assi ortogonali tirati ciascuno tra gli opposti punti cardinali individuati sull’orizzonte a partire da levante. L’asse Est-Ovest è chiamato anche direttrice del giorno o linea primaria di orientamento. Nei giorni degli equinozi questa linea prende il nome di direttrice equinoziale o di linea fondamentale di orientamento. L’asse Nord-Sud è invece chiamato linea meridiana, perché divide la linea del giorno in due metà (perciò la rosa dei venti può anche essere usata come orologio solare mediante un tracciaombra). Ciascuno dei 4 quadranti così ottenuti all’interno del circolo dell’orizzonte viene poi diviso in due settori circolari con angolo di 45° da un vento intercardinale coincidente con la bisettrice dell’angolo di 90°. Si hanno così nel complesso, entro il circolo dell’orizzonte, 4 venti cardinali e 4 venti intercardinali. Tirando un’altra bisettrice all’interno di ogni mezzo quadrante, questo può a sua volta venire diviso da un altro vento, detto vento di mezzo o mezzovento, in due settori con angolo di 22,5° (= 22° e 30′). Successivamente, ogni quarto di quadrante può venire diviso da un’altra bisettrice coincidente con un altro vento, detto vento di quarto o quarta, in due settori con angolo di 11°15′. In tal modo, il circolo dell’orizzonte risultà infine suddiviso in 32 parti di uguale ampiezza, corrispondenti ad altrettante direzioni contrassegnate da rombi affusolati e chiamate esse stesse rombi o venti.
Per indicare la provenienza del vento sono sufficienti 16 rombi: 4 cardinali, 4 intercardinali e 8 intermedi o mezziventi. Gli altri 16 rombi, che corrispondono ai venti di quarto, indicano direzioni intermedie minime, con angolo di 11° e 15′, utili per piccole correzioni di rotta. Si ottiene così la rosa delle direzioni a 32 rombi. Per indicare più piccole angolazioni, necessarie per manovre più precise di direzione, si può ricorrere ad ulteriori divisioni, ottenendo così le mezze quarte, con angolo di 5°37’30” (rosa a 64 rombi), e le quartine, con angolo di 2°48’45” (rosa a 128 rombi). Naturalmente, il disco delle direzioni è anche graduato in senso orario, in modo da consentire di individuare una qualunque direzione per mezzo della misura dell’angolo al centro. La rotta da seguire viene fissata mediante il posizionamento al margine del quadrante della bussola di un traguardo, indicante la direzione che deve essere rispettata, e che forma con la linea meridiana o asse Nord-Sud un determinato angolo, detto angolo di direzione. Questo è l’angolo della rotta stabilita, il quale, naturalmente, può essere diverso da quello della prua-bussola, cioè dalla rotta reale presa dalla nave in un certo momento.

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L’eclittica è il circolo della sfera celeste situato sullo stesso piano dell’orbita terrestre. Tale circolo mostra, lungo tutta la sua estensione, a chi osservi il cielo dalla Terra, dodici caratteristiche configurazioni di stelle, dette costellazioni dello zodiaco, le quali sembrano venire attraversate in successione dal Sole nel corso dell’anno. A causa, infatti, del moto orbitale della Terra intorno al Sole, un osservatore che si trovi sulla superficie terrestre riceve l’impressione che la sfera celeste (chiamata un tempo cielo delle stelle fisse) ruoti in senso orario intorno alla Terra, e che sullo sfondo del cielo, al di là del Sole che fa da indice, transitino, nel volgere dell’anno, le 12 costellazioni dello zodiaco. In altre parole, nei diversi periodi dell’anno, sembra dalla Terra che il Sole venga a trovarsi proiettato, di volta in volta, in una delle 12 costellazioni dello zodiaco distribuite sullo sfondo del cielo lungo l’eclittica. In particolare, con l’equinozio di primavera (21 marzo) il Sole entra nel segno astronomico dei Pesci (ovvero nel segno astrologico dell’Ariete), mentre con l’equinozio d’autunno (23 settembre) il Sole entra nel segno astronomico della Vergine (ovvero nel segno astrologico della Bilancia). Invece, nel giorno del solstizio d’estate (21 giugno) il Sole entra nel segno astronomico dei Gemelli (ovvero nel segno astrologico del Cancro), e nel giorno del solstizio d’inverno (22 dicembre) il Sole entra nel segno astronomico del Sagittario (ossia nel segno astrologico del Capricorno).

L’equatore celeste è invece il circolo massimo della sfera celeste situato sullo stesso piano dell’equatore terrestre, di cui non è altro che una proiezione verso l’esterno. Ora, poiché l’asse terrestre è inclinato di 66°33′ rispetto al piano dell’orbita (o piano dell’eclittica), ovvero di 23°27′ rispetto alla normale a tale piano, la Terra, durante il suo movimento di rivoluzione intorno al Sole, si sposta da un emisfero celeste all’altro, mantenendosi, con l’asse sempre inclinato nello stesso verso, per sei mesi a Nord dell’equatore celeste, e per altri sei mesi a Sud di esso. I due punti in cui l’orbita terrestre interseca l’equatore celeste sono gli equinozi, le cui date cadono il 21 marzo (equinozio di primavera o punto gamma) e il 23 settembre (equinozio d’autunno o punto ω). Quando la Terra si posiziona in uno di questi punti, il Sole viene a trovarsi sul piano equatoriale, per cui culmina esattamente allo zenit dell’equatore terrestre, e di conseguenza il dì e la notte hanno la stessa durata in ogni luogo della Terra.

Se l’asse terrestre fosse perpendicolare al piano dell’orbita, il circolo d’illuminazione passerebbe sempre per i poli e coinciderebbe in qualsiasi momento con un circolo meridiano, tagliando in due parti uguali tutti i paralleli. Tale situazione comporterebbe che in ogni punto della superficie terrestre, per tutto l’anno, il dì e la notte avrebbero la stessa durata (12 ore ciascuno) e in nessun luogo si verificherebbe l’alternarsi delle stagioni. In realtà però, queste condizioni si verificano soltanto due volte l’anno, il 21 marzo e il 23 settembre. In tutti gli altri momenti solo i punti che si trovano sull’equatore presentano il dì e la notte sempre uguali tra loro, mentre nei luoghi situati a Nord e a Sud di esso, la durata del dì e della notte è diversa nello svolgersi dell’anno. Questa differenza, piccola in prossimità dell’equatore, diventa molto sensibile man mano che ci si avvicina ai poli, in corrispondenza dei quali si raggiunge addirittura una durata di sei mesi per il dì e di sei mesi per la notte.

Quando l’orbita terrestre interseca l’equatore celeste, si hanno gli equinozi. Agli equinozi il Sole permane sul piano dell’orizzonte un tempo uguale nei punti dei due emisferi equidistanti dall’equatore (fatta eccezione dei poli). Diversamente avviene nei solstizi. Così, ad esempio, se agli equinozi il Sole compare alle 6 del mattino sull’orizzonte, esso culminerà 6 ore dopo, a mezzodì, e tramonterà dopo altre 6 ore, rimanendo sul piano dell’orizzonte 12 ore. Nel solstizio d’estate dell’emisfero settentrionale (21 giugno), quando il Sole entra nella costellazione del Cancro, esso raggiunge la massima altezza sull’orizzonte, descrivendo nel cielo l’arco più lungo dell’anno, mentre nell’emisfero meridionale la sua culminazione è la più bassa di tutto l’anno, onde descrive nella volta celeste l’arco più breve di quanti ne segue nel suo percorso annuale. Nel solstizio d’inverno dell’emisfero settentrionale (22 dicembre), quando il Sole entra nella costellazione del Capricorno, esso raggiunge la minima altezza sull’orizzonte, descrivendo nel cielo l’arco più breve dell’anno, mentre nell’emisfero meridionale la sua culminazione è la più alta di tutto l’anno, per cui descrive nella volta celeste l’arco più lungo dell’anno.

Ai solstizi il Sole descrive nella volta celeste l’arco più lungo che in tutti gli altri giorni dell’anno, per cui a mezzodì esso raggiunge la massima elevazione sull’orizzonte non solo di tutta la giornata, ma di tutto l’anno, cioè raggiunge la massima culminazione rispetto agli altri periodi dell’anno. È evidente perciò che ai solstizi il Sole non può sorgere nello stesso punto dove sorge agli equinozi. E infatti, al solstizio d’estate il punto di levata risulta alquanto spostato verso Nord, come anche verso Nord risulta spostato il punto di tramonto. Quando invece, nel solstizio d’inverno, il Sole descrive nella volta celeste l’arco più corto, e la sua culminazione è minima rispetto a tutti gli altri periodi dell’anno, il punto di levata e il punto di tramonto risultano entrambi spostati verso Sud. L’arco di orizzonte che intercede fra il punto in cui il Sole sorge agli equinozi e quello in cui sorge ai solstizi si chiama amplitudine ortiva. A questa corrisponde, nella parte occidentale dell’orizzonte, l’amplitudine occidua. Naturalmente, l’amplitudine varia per i diversi luoghi della Terra a seconda della loro posizione sulla superficie sferica del pianeta, ed è compresa fra 0° all’equatore e 90° ai poli. L’Est e l’Ovest equinoziali segnano pertanto i punti intermedi lungo il giro dell’orizzonte fra i due massimi spostamenti solstiziali dei punti di levata e di tramonto del Sole.