MERIDIANE ed orologi solari
a cura di Giorgio Mesturini
Fascino e storia di antichi strumenti
per la misurazione del tempo
COSA SONO LE MERIDIANE
La meridiana, detta anche più correttamente orologio solare o quadrante solare, è uno strumento di misurazione del tempo basato sul rilevamento della posizione del Sole. Ha origini molto antiche e nella sua accezione più generale indica generalmente gli orologi solari presenti sui muri di edifici, anche se, in senso stretto, con ”meridiana” si dovrebbe intendere unicamente l’indicatore del passaggio del Sole al mezzogiorno (transito sul meridiano locale).
L’ago della meridiana è lo gnomone, chiamato anche stilo; è l’asta che, tramite l’ombra proiettata sul quadrante dell’orologio stesso, permette la lettura dell’ora.
Le meridiane erano già conosciute presso le antiche civiltà, prima in Egitto ed in Mesopotamia, poi in Grecia e nell’Impero Romano.
La scienza che tratta di meridiane ed orologi solari viene chiamata “gnomonica” ed ha origini molto antiche: le prime testimonianze risalgono addirittura all’epoca neolitica.
PRINCIPALI TIPOLOGIE DI MERIDIANE
Meridiane medievali o Canoniche
Esistono vari tipi di orologi solari che in vari modi e nelle varie epoche hanno caratterizzato i sistemi di misurazione del tempo; nell’antichità si basavano esclusivamente su una suddivisione del giorno inteso come arco di tempo in cui il sole era visibile in cielo. L’arco diurno (dall’alba al tramonto) era suddiviso in 12 parti, con il risultato di avere ore di lunghezza diversa tra le varie stagioni; questi orologi erano chiamati “ad ora ineguale” per il fatto che la durata dell’ora variava secondo la stagione, più lunga d’estate e più corta d’inverno.
Erano pure chiamati “ad ora canonica” quando erano tracciati sulle chiese e nei chiostri dei monasteri, e servivano principalmente ai monaci per indicare e scandire i vari momenti della giornata che dovevano essere dedicati alla preghiera.Le ore indicate iniziavano con l’ora prima (matutinum, all’alba), proseguivano con l’ora terza, l’ora sesta (meridies, il mezzodì), l’ora nona ed il vespro, ossia il tramonto (compieta). Ancora oggi i monaci ed i religiosi usano chiamare così le varie preghiere che si recitano nel corso della giornata.
Meridiane “italiche”
Il sistema orario ad “ora italica”, usato per diversi secoli fino al 1800, dividevano il giorno in 24 ore, comprendendo in questa divisione anche la notte; segnavano le ore dal tramonto (ora zero) fino al tramonto successivo (ora 24), secondo la tradizione biblica (…e fu sera, e fu mattina…).
Questo particolare sistema orario aveva però l’inconveniente di doversi adeguare alla variazione del tramonto nell’arco dell’anno; lo stesso momento della giornata era individuato, al variare delle stagioni, con ore diverse. Infatti il mezzodì coincideva all’incirca con l’ora 19a in inverno, e con l’ora 16a in estate.
L’ora italica aveva però il vantaggio di indicare le ore mancanti al tramonto, dato questo di straordinaria importanza nella civiltà contadina dell’epoca, poiché il sopraggiungere del buio segnava la fine della lunga giornata lavorativa. Sottraendo la lettura dalla cifra 24 si trovava la durata delle ore di luce prima del tramonto (per esempio 24-19=5 ore al tramonto).
Generalmente nelle antiche meridiane ad ora italica lo stilo è perpendicolare alla parete e fa fede per la lettura l’ombra della sua punta.
Meridiane “ad ora francese”
L’uso degli orologi solari ad ora italica venne definitivamente abbandonato all’inizio dell’epoca Napoleonica, a favore del sistema ad “ora francese” detto anche oltramontano oppure astronomico. Questo sistema orario divide il giorno in due parti di 12 ore ciascuna, chiamate antimeridiane e pomeridiane.
L’istante del passaggio del Sole sul meridiano locale corrisponde al mezzodì. Le linee orarie sono convergenti in un unico punto e l’ora XII è la linea meridiana di mezzodì.
Lo stilo è normalmente fissato nel centro del quadrante (punto di convergenza delle varie linee orarie) ed assume una caratteristica posizione inclinata, studiata in modo di essere parallela all’asse di rotazione della Terra. In altre parole lo stilo punta direttamente sulla Stella Polare.
Questo stilo viene chiamato “stilo polare”.
Quadranti “con funzione calendariale”
A volte troviamo sugli orologi solari delle linee curve, chiamate anche “linee diurne”. Si tratta di una famiglia di curve percorse giornalmente dall’ombra della punta dello stilo o da un particolare riferimento (nodus) presente sullo stilo stesso. Dal punto di vista matematico si tratta di iperboli, formate dall’intersezione del piano del quadrante con un cono immaginario avente come vertice la punta dello stilo, o il nodus, e come generatrice la congiungente nodus/Sole.
Le curve estreme sono corrispondenti ai Solstrizi (invernale ed estivo) mentre la retta intermedia è la Linea Equinoziale (primaverile ed autunnale).
Spesso le curve diurne sono contrassegnate con i segni zodiacali, in quanto coincidono con le varie altezze del Sole all’inizio dei vari periodi astronomici detti “zodiaco”.
ELEMENTI CHE COMPONGONO UNA MERIDIANA:
Declinazione della parete: è l’orientamento della parete rispetto alla direzione del meridiano Nord-Sud. E’ il primo elemento che deve essere misurato accuratamente e preso in esame prima della realizzazione di un orologio solare. La declinazione della parete determina la forma e la posizione delle varie linee orarie.
Qualsiasi parete può andar bene per la realizzazione di un orologio solare, a patto che sia illuminata dal Sole: se è rivolta ad Est segnerà le ore del mattino, se è rivolta ad Ovest segnerà le ore del pomeriggio; una parete rivolta a Sud segnerà sia le ore mattutine che quelle pomeridiane.
Gnomone: è l’indicatore (generalmente uno stilo metallico) che, opportunamente posizionato, fornisce l’ombra sul quadrante per la lettura dell’ora. Può essere perpendicolare alla parete o polare, cioè inclinato in direzione della Stella Polare.
Quadrante: è la zona di parete su cui sono tracciate le varie linee orarie su cui si proietta l’ombra dello gnomone e che indicano l’ora. Può essere completato da elementi pittorici decorativi o figure più o meno complesse.
Linea meridiana: linea di intersezione del piano meridiano con la parete. E’ la materializzazione della linea Nord-Sud, generalmente identificata con una campanella, con la punta di una freccia o con la lettera M.
Motto: è la frase breve ed incisiva che tradizionalmente ci interroga sul nostro modo di vivere il passare del tempo; ci parla e ci coinvolge esortandoci a far sempre buon uso del tempo che ci è concesso di vivere…
Curve di calendario: sono linee curve che rappresentano sul quadrante il percorso del Sole nelle varie stagioni: solstizio estivo, equinozio autunnale, solstizio invernale, equinozio primaverile.
Lemniscàta: è la curva a forma di 8 che rappresenta sul quadrante la correzione del Tempo Medio, detta anche “Equazione del Tempo”, materializzando graficamente ls differenza in più o in meno tra il Tempo Vero (quello del Sole) ed il Tempo Medio (quello convenzionale dei moderni orologi meccanici).
COME SI LEGGE UNA MERIDIANA?
Non sempre una meridiana si presenta in modo tale da essere letta facilmente; spesso è un intrico di linee e curve nelle quali può essere difficile raccapezzarsi; alcune sono talmente misteriose da richiedere l’aiuto di esperti per svelarne il significato; altre invece sono semplicissime e se ne comprende immediatamente il senso.
Ogni linea numerata è associata ad una ora: se lo gnomone è inclinato (stilo polare) è generalmente fissato alla parete nel punto di origine delle linee orarie; stilo polare significa che esso è orientato come l'asse di rotazione terrestre ed il suo prolungamento, all'interno ed oltre il muro su cui è fissato, condurrebbe alla Stella Polare. Quando l’ombra dello stilo cade tra due diverse linee orarie occorre mediare la lettura stimando la distanza tra le due linee più vicine (mezze ore, quarti, ecc.).
Talvolta lo stilo non è inclinato in direzione polare, ma è perpendicolare alla parete; in questo caso la sua ombra non è più allineata con le linee orarie e per la lettura dell’ora occorre fare riferimento soltanto all’ombra della sua estremità.
GAlleria
Giorgio Mesturini, gnomonista.
Si occupa attivamente di gnomonica da molti anni e collabora con numerosi artisti per la progettazione tecnica delle meridiane e degli orologi solari.
E’ coordinatore per le Provincie di Alessandria e Biella del Censimento Nazionale Quadranti Solari promosso dalla UAI (Unione Astrofili Italiani).
E’ membro del CGI (Coordinamento Gnomonico Italiano) e della CCS (Commission Cadrans Solaires de France).
Da tempo si dedica anche alla didattica tenendo corsi di gnomonica in varie scuole ed alla Università della Terza Età di Casale Monferrato.
Una sua realizzazione gnomonica ha vinto il 1° Premio al prestigioso concorso internazionale “Le Ombre del Tempo” (XI edizione, 2009).