Activitats pràctiques d'astronomia solar

per Heracli ASTUDILLO POMBO, Departament de Medi Ambient i Ciències del Sòl. Universitat de Lleida


Algunes observacions solars, d’astronomia diürna, interessants

Dir que tota forma de vida, inclosa la vida humana, és totalment depenent del Sol, no és cap novetat, tothom ho sap, encara que sovint no ho recordi ni sàpiga com exerceix les seves influències benèfiques sobre el món vivent. A entendre això ens poden ajudar la ciència de l'Astronomia i la ciència de l'Ecologia, començarem amb una mica d'Astronomia solar aplicada.

Si volguéssiu disposar de més detalls sobre el "moviment aparent" del sol, per sobre l’horitzó, i la seva relació amb la durada relativa o absoluta del dia, també podríeu fer-ne altres observacions astronòmiques complementàries que resulten una mica més complexes però no gaire i que us aportarien algunes dades noves molt interessants i que us ajudarien a prendre consciència de les posicions característiques del Sol, al firmament, al llarg de l’any i d’altres que us confirmarien el que ja sabeu sobre les variacions de durada diürna i nocturna al llarg del diversos mesos i estacions de l’any.

Representació personificada, tradicional,del Sol, com a símbol de prosperitat i de tota mena d'influències positives sobre la vida humana, amb aspecte de cara humana, riallera, vital, sanguínia i ben alimentada, segurament, fent referència a la seva influencia directa sobre l'agricultura i indirecta sobre la ramaderia, les dues fonts d'aliments més comuns i tradicionals.
Imatge:
https://picasaweb.google.com/miracontes/SolSolet#

Si voleu fer-ne observacions astronòmiques solars o diürnes, de la mena que us proposarem i/o d'altres de semblants, a l’Institut de Ciències de l’Educació, de la Universitat de les Illes Balears, trobareu molta informació i inspiració per a fer-hi els senzills dissenys observacionals que són necessaris per a obtenir resultats mínimament fiables.


Les observacions astronòmiques solars, complementàries, podrien consistir en: 

1- Realitzar, setmanalment o quinzenalment, per equips, des d'algun punt elevat del territori, l’observació dels punts de la sortida (més o menys pròxim a l'Est) i de la posta (més o menys pròxim a l'Oest) de sol, just per la línia de l’horitzó. Caldrà anotar els angles visuals corresponents, prenent el punt Sud com a punt de referència (0º), anotant l’hora exacta d'aparició o desaparició del disc solar, per la ratlla de l'horitzó.

Aquestes dues observacions es faran, sobre tot, amb l'objectiu de d'adonar-se'n de la necessitat d'unes pautes concretes i compartides d'observació, de la importància de la precisió en la presa de dades, del valor de l'acumulació de dades per a poder fer interpretacions útils i també de la subjectivitat o objectivitats de les interpretacions en funció de coneixements teòrics ben o mal fonamentats.

Al final d'aquest estudi, realitzat de forma continua o en 4 períodes discontinus propers o centrats sobre els dos equinoccis i els dos solsticis, hom hauria de poder situar, amb força precisió, , els dos punts d’entrada i de sortida del sol al firmament, per la línia de l’horitzó, assenyalant els punts d’inici i de final del trànsit solar diürn sobre el firmament local.Amb el conjunt d'aquestes observacions i dels seus enregistraments, podríeu determinar la posició, local, de dos punts de referència geogràfica tradicionals, els de “Llevant” i de "Ponent" que us indicaran, més o menys aproximadament, respectivament, la situació de l’Est geogràfic, lloc de l'Orto solar, també anomenat Orient i també la situació de l’Oest geogràfic, de l’Ocàs solar també anomenat Occident.

Si a més a més de poder arribar marcar amb exactitud, sobre l'horitzó, la posició dels punts de sortida i posta de sol, haguéssiu mesurat l’amplada de l’arc horitzontal del recorregut diari solar, en graus sexagesimals, determinat per la separació entre les dues visuals, corresponents als punts de sortida (d'orto) i de posta (d'ocàs) de sol, si comparéssiu el resultat cada quatre setmanes... o sia cada mes, podriu descobrir algunes propietats molt interessants sobre el recorregut diürn del sol, segons els mesos i estacions de l'any.

Representació gràfica dels resultats de l'observació sobre la variació del punt de l'horitzó, per on surt el Sol, en diferents èpoques de l'any: 

De dalt cap baix:1- En començar la primavera
2- A meitat de la primavera
3- En començar l'estiu
4- A meitat de l'estiu
5- En començar la tardor
6- A meitat de la tardor
7- En començar l'hivern
8- A meitat de l'hivern
Imatge: http://www.educ.ar/educar/movimiento-aparente-de-los-astros.html
D'aquesta manera podríeu arribar a descobrir/comprovar i demostrar científicament que aquest arc es va eixamplant i el punt de sortida i de posta del sol es van separant o  desplaçant, a l'hivern, de mica en mica, cap a l’Est i cap a l’Oest, respectivament... i a la primavera i l'estiu cap el NE i NO! i a la tardor es torna a encongir.


És clar que les comparacions que resulten definitives i més clarificadores, són les de les 4 mesures, de les amplades entre l'Orto i l'Ocàs solar, fetes en els 4 dies solars clau de tot l'any, les enregistrades els 2 dies de solstici i els 2 dies d’equinocci.

2-També resultarà molt interessant i útil fer-ne la mesura, en graus, del punt del Zenit solar o d’alçada màxima del sol sobre l’horitzó que marca el punt del "migdia solar". Amb aquestes observacions i anotacions aconseguireu determinar quant és el moment del migdia solar i a partir d’aquí, adonar-vos de que existeix un horari natural o solar que regeix la naturalesa i els seus bioritmes... i un altre horari artificial o "oficial" que regeix l'organització de les activitats humanes, especialment, les relacionades amb la vida productiva de les persones i les activitats econòmiques.
Si es compareu els angles de l’alçada màxima, alçada zenital o zenit solar, una vegada cada tres o quatre setmanes, us adonareu de que el sol, al migdia solar, de mica en mica es va enlairant un poquet.

És clar que les comparacions que poden resultar definitives i més clarificadores, són les mesures de les alçades màximes o zenits solars, fetes en els 4 dies clau de l'any solar, les observades i anotades els 2 dies de solstici i els 2 d’equinocci.

Si les observacions i enregistraments s’han fet, més o menys, correctament, els resultats que s’han d'obtenir són els següents:
- El dia del solstici d’hivern, al punt del migdia solar, el sol assoleix la seva alçada mínima, de tot l’any.
- El dia del solstici d’estiu, al punt del migdia solar, el sol assoleix la seva alçada màxima, de tot l’any.
- Els dos dies dels equinoccis, de primavera i de tardor, al punt del migdia solar, l’alçada màxima del sol es la mateixa i resulta intermèdia entre les dues posicions, de màxima i mínima alçada solar que corresponen amb la dels dos dies dels solsticis.


Figura en la que s’han representat diversos aspectes relatius a la trajectòria solar aparent, recollits a partir de l’observació sistemàtica del moviment aparent del Sol, al llarg de tot un any i especialment en els 4 dies claus de l’any, els dels solsticis i equinoccis . La sortida i la posta del Sol, exactament, per l’Est i l’Oest, respectivament, solament es produeix els dos dies de l’equinocci. L’amplada i l’alçada solar màximes, s’assoleixen el dia del solstici d’estiu i, viceversa, l’amplada i l’alçada solar mínimes, s’assoleixen el dia del solstici d’hivern. L’orientació i la longitud de les ombres projectades per un monòlit o Gnòmon, varien al llarg d’un mateix dia i d’un mateix any, doncs són un efecte de l’alçada i moviment aparents del Sol. A més a més, es pot veure que, al dematí, les ombres projectades es desplacen dins del quadrant NO.

Ilustració extreta de la pàgina web de Cinta Alemany i d’Eduard Carcolé sobre el Moviment aparent del Sol en el Cel : http://cosmos.linuxmaniac.net/rellotge_de_Sol_eduard/index.html

3- A partir de la direcció de l’ombra solar, projectada per qualsevol objecte plantat verticalment, en el moment exacte del migdia solar, podreu determinar la direcció del “meridià local”.
A partir del “meridià local” ja podríeu arribar a deduir la situació exacta, sobre l’horitzó, dels dos punts de referència geogràfica principals: la posició del “Meridió”, Migdia o Sud geogràfic i la del “Septentrió”, Tramuntana o Nord geogràfic. La direcció Nord-Sud de l'ombra solar, al punt del migdia, és invariable al llarg de tot l'any, és una constant.

A partir del moviment aparent del sol, sobre l’horitzó, podeu aconseguit determinar, establir i fixar la situació dels quatre punts cardinals geogràfics, sobre l’horitzó, coneixement que pot resultar molt útils per la “navegació” terrestre o marítima, diürnes quan no es disposa d’aparells mecànics (brúixola, sextant) o electrònics (GPS) d’orientació.

Cal recordar i remarcar, aquí, que els punts cardinals magnètics (sistema de meridians geomagnètics), no coincideixen amb els geogràfics (sistema de meridians solars) i aquesta diferència és molt important quan  localitzem punts topogràfics, identifiquem cotes orogràfiques o pretenem orientar-nos amb l’ajut d’un mapa topogràfic i d’una brúixola.També ho és quan cartografiem, és a dir, representem sobre el mapa topogràfic, la situació, orientació o extensió d'alguna observació feta sobre el terreny: una formació vegetal, una font, una cova, una
 
Brúixola moderna, totalment transparent, situada sobre un mapa topogràfic, per tal de fer-lo servir com a sistema d'orientació principal. L'agulla màgnetica assenyala la situació del nord cap a la part alta de la imatge
Imatge: http://es.wikipedia.org/wiki/Br%C3%BAjula
 
El GPS no te aquest inconvenient ja que dona la posició geogràfica exacta ja que el seu sistema de referència no son els pols magnètics terrestres, sinó els 3 o 4 satèl·lits GPS més propers al lloc de treball.


Aparell GPS, en "funció" de "brúixola electrònica". L'agulla màgnetica digital, assenyala la situació del nord cap a la part inferior de la imatge
Imatge: http://ca.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionament_global

Cal recordar que, avui dia, hi ha molts smartphones als que sels hi pot instal·lar una aplicació GPS, podent-los fer servir com a GPS o com a "brúixola electrònica", permetent activitats d'orientació, situació i cartografia