Terra e Sole
Terminatore
MapPlanet può mostrare il confine tra il lato illuminato e quello oscuro della Terra. Questa linea è chiamata terminatore. Si sposta con la rotazione terrestre durante il giorno e cambia forma nel corso dell’anno perché l’asse terrestre è inclinato.
Terminatore giorno-notte interattivo su mappa del mondo e globo
Mappa interattiva giorno-notte della Terra: sposta data e ora o passa al globo per vedere come cambia il terminatore nel corso del giorno e delle stagioni.
Il movimento laterale nel corso dell'anno non è un errore di programmazione, ma fa parte dell'analemma. È causato dall'inclinazione dell'asse terrestre e dall'orbita ellittica della Terra.
Il terminatore è un cerchio massimo
Su una Terra sferica, il terminatore è geometricamente un cerchio massimo. Il suo piano passa per il centro della Terra ed è perpendicolare alla direzione del Sole. Tutti i punti di questo cerchio massimo hanno una cosa in comune: lì il Sole si trova esattamente sull’orizzonte.
Su una mappa del mondo, però, questo cerchio non appare come un cerchio. La proiezione equirettangolare di MapPlanet lo deforma, talvolta in modo marcato a seconda della stagione e del suo orientamento rispetto all’asse terrestre. La forma insolita visibile sulla mappa non nasce quindi da un confine complicato sulla Terra, ma dalla proiezione di un semplice cerchio massimo su un piano.
Tre angoli determinano la posizione del Sole
Tre angoli bastano per descrivere la posizione del Sole in un determinato luogo e momento: latitudine geografica φ, declinazione solare δ e angolo orario H.
φ - latitudine geografica
Indica quanto un luogo si trova a nord o a sud dell'equatore: 0° all'equatore, +90° al Polo Nord e −90° al Polo Sud.
δ - declinazione solare
Indica la latitudine sopra la quale il Sole si trova allo zenit. Nel corso dell'anno, δ varia approssimativamente tra −23,44° e +23,44°.
H - angolo orario
Descrive la rotazione di un luogo rispetto al mezzogiorno solare locale. Il diagramma mostra una vista dall'alto del Polo Nord: i meridiani si irradiano verso l'esterno e H è l'angolo tra il meridiano locale e quello del mezzogiorno solare.
Da tre angoli al confine giorno-notte
L’altezza del Sole h sopra l’orizzonte è:
- φ è la latitudine del luogo.
- δ è la posizione nord-sud del Sole nel corso dell’anno.
- H è la differenza angolare di tempo rispetto al mezzogiorno solare locale.
Sul terminatore il Sole si trova sull’orizzonte. Quindi h = 0° e sin h = 0.
Risolvendo rispetto a φ:
Per esempio, al solstizio di giugno con δ = +23.44° e H = 60°:
Un punto del terminatore si trova quindi a circa 49,1° sud. Ripetendo il calcolo per molti angoli orari si traccia la linea sulla mappa.
Perché la linea cambia durante l’anno?
La grandezza chiave è la declinazione solare δ. Agli equinozi di marzo e settembre è vicina a 0°. A mezzogiorno solare il Sole si trova allora direttamente sopra l’equatore e il terminatore passa per entrambi i poli.
Al solstizio di giugno δ raggiunge circa +23,44°. Il Sole è direttamente sopra il tropico settentrionale. Al solstizio di dicembre δ è circa −23,44°, e il punto subsolare si trova sopra il tropico meridionale.
Per il giorno N dell’anno si può usare l’approssimazione δ ≈ −23,44° · cos(360° / 365 · (N + 10)). Descrive bene l’andamento annuale; MapPlanet usa un’approssimazione astronomica più precisa per il calcolo effettivo.
Wikipedia: declinazione
La declinazione nel corso dell'anno
Sposta il cursore. La Terra percorre la sua orbita attorno al Sole mentre il suo asse di rotazione mantiene quasi la stessa direzione nello spazio. Sotto, δ è mostrato come l'angolo tra il piano equatoriale e la direzione del Sole.
Rappresentazione schematica; dimensioni e distanze non sono in scala.