La magia di
un'eclisse confonde uomini ed animali, ma i suoi effetti sul clima sono
quelli
di un comune temporale, così dopo il suo passaggio tutto torna
come prima.
Fiumi di inchiostro vengono
riversati sulle pagine delle riviste all'approssimarsi di un'eclisse,
ma quasi
tutto orientato a guidare gli appassionati e i curiosi alla ripresa
fotografica
dello spettacolare fenomeno trascurandone l'aspetto scientifico,
certamente
nessuno tra i lettori ha dubbi sull'esistenza di una stretta, anche se
non
chiara, correlazione tra il nostro Sole ed i fenomeni dell'atmosfera,
un'eclisse totale può aiutarci a comprendere quali siano questi
legami e quali
le interazioni con i principali fenomeni atmosferici che accadono
attorno a
noi.
ECLISSI:
NON SOLO UN CURIOSO
FENOMENO
Lo spostarsi del cono d'ombra
sulla superficie terrestre cambia i venti, modifica la temperatura (che
diminuisce in conseguenza dell'assenza dell'irragiamento solare), il
calo di
luce altera i comportamenti di uomini e animali. L'idea di quantificare
alcune
di queste grandezze nasce in me pochi mesi prima di partire per
osservare
l'eclisse più lunga del secolo in Messico. Dopo una accurata
ricerca viene
acquistato tutto il necessario. Oggi tale strumentazione è
diventata ormai una
fedele compagna dei nostri viaggi finalizzati allo studio delle eclissi
e viene
integrata ogni volta con nuovi dispositivi atti a misurare il fenomeno
nel modo
più completo possibile.
PRECEDENTI MISURE ATMOSFERICHE
Certamente non è facile
trovare
quale correlazione lega il Sole col clima terrestre, nel 1991
Friis-Christensen
e Lassen focalizzarono l'attenzione sulla lunghezza del ciclo solare
trovando
una variazione nell'irraggiamento della nostra stella pari allo 0,1%
nel corso
del ciclo, troppo poco però per spiegare le variazioni del
clima. Nel 1997,
Friis-Christensen e Svenmark, analizzarono possibili correlazioni tra i
raggi
cosmici e la copertura nuvolosa, ma il loro legame è tuttora un
mistero e
purtroppo tali misure sono al di fuori della possibilità di
studio di noi
astrofili. In effetti noi ci dobbiamo accontentare di rilevare le
variazioni
dei parametri atmosferici durante le eclissi totali di Sole, l'unico
momento in
cui viene a mancare l'irraggiamento solare per pochi minuti.
Tracce storiche di tali
misurazioni sono rare, probabilmente a causa delle difficoltà di
portare gli
strumenti, che fino ad una ventina di anni fa erano ingombranti e
costosi (la
loro sensibilità era decisamente più limitata), sul luogo
dell'eclisse. Si
possono rintracciare esempi osservativi nell'Astronomische Mitteilungen
der
Eidgenossichen Sternwarten Zurich, dove in passato il Prof. Max
Waldmeier,
dell'osservatorio di Zurigo, aveva seguito 16 eclissi totali
effettuando regolari
misure di luminosità e temperatura tra il 1952 e il 1979.
vediamone alcune a
titolo di esempio per meglio comprendere la finalità delle sue
ricerche:
A) nell’eclissi del 25/02/52, si
verificò un calo di temperatura di 4.9°C 15min dopo la
totalità. Inoltre
durante l'eclisse calò la velocità del vento passando da
3 a 2m/sec, con il
minimo raggiunto 20min dopo la totalità, nessuna significativa
variazione di
pressione venne rilevata.
B) la seconda eclisse venne
osservata da Rio de Oro (Brasile) il 2/10/59, rilevando una variazione
di
temperatura di 4°C.
C) la terza da Aguasul
(Colombia) il 12/10/77, con il Sole alto 7° sull'orizzonte ed una
durata della
totalità di 53sec. L'influenza dell'eclisse sulla temperatura fu
immediata,
infatti si alterò subito dopo il 1° contatto e durante la
totalità calò di 2°C.
La luminosità fu pari a quella del Sole quando si trova 6.5°
sotto l'orizzonte.
D) una quarta fu osservata da
Great Falls (MONTANA, USA) il 26/02/79 dove si riscontrò che la
luminosità del
cielo allo zenith durante la totalità fu pari a quella del Sole
quando si trova
5° sotto l'orizzonte, l'influenza dell'eclisse sulla temperatura fu
notata dopo
5min dal 1° contatto, mentre il calo di 2.2°C avvenne dopo 9min
dalla fase
centrale della totalità, e così via per le restanti 12
eclissi qui non
menzionate. Dai risultati così acquisiti arrivò
così a determinare che la
differenza di temperatura misurata durante una eclissi, era legata
all'escursione termica giornaliera moltiplicata per una costante
compresa tra
0,5 (se l'eclissi avveniva verso l'alba o il tramonto) e 0,2 se
occorreva nel
mezzo della giornata.
I NOSTRI RISULTATI
Con la nostra strumentazione abbiamo
seguito per
ora, quattro eclissi: quella dell'11/07/91 in Messico a Juchitan,
quella del
3/11/94 in Perù a sud di Arequipa, il 26/2/98 eravamo ad Antigua
(Caraibi) e
l'11/8/99 in Turchia per l'ultima eclisse del millennio: sono
ovviamente troppo
poche per trarre delle conclusioni, ma sufficienti per fare delle
ragionevoli
ipotesi, in funzione delle quali perfezionare gli esperimenti per le
future
eclissi.
La
luminosità
nell'eclisse del Messico abbiamo
sperimentato un
calo di luce del 77,5%, ovvero una luce residua paragonabile a quella
che si ha
allo zenith, quando il sole si trova 5.8° sotto l'orizzonte.
Purtroppo lo
strumento si è guastato durante l'eclissi peruviana, ci mancano
pertanto i dati
ad essa relativi. Ad Antigua lo strumento era tornato nuovamente
efficiente e
ci ha permesso di misurare un calo di luce del 72,7%, mentre in Turchia
siamo
arrivati al 72,4%. A differenza del Messico queste ultime due eclissi
avevano
la fascia di totalità molto più stretta, quindi
sospettiamo un contributo della
radiazione diffusa dall'atmosfera circostante maggiore, per questo il
calo di
luce è stato inferiore. In futuro sarebbe interessante poter
quantificare
quanta energia proviene dal globo solare, quanta dalla sua Corona e
quanta
dalla diffusione atmosferica.
La
temperatura
I risultati ottenuti in Messico
evidenziano un calo
di temperatura di 2,1°C misurato durante la totalità quando,
la temperatura è
passata da 31,6 a 29,5°C (bisogna dire che l'improvviso calo del
vento può aver
influito sull'ampiezza dell'escursione termica in quanto, da prove
sperimentali
condotte in Italia, si è visto che tale fenomeno può
determinare una variazione
nel valore massimo della temperatura con ampiezza fino a 1,5°C): il
valore
ottenuto è comunque allineato con le misure fatte a Baia
California dove è
stata registrata una caduta di 2,6°C. In Perù, la
temperatura è passata da 16,2
a 14,4°C con una variazione di 1.8°C, valore rilevato qualche
minuto dopo il 3°
contatto, mentre misurazioni dal Brasile davano un calo di 4,2°C. I
rilievi
effettuati ad Antigua ci hanno dato un calo di temperatura di ben
5,6°C, mentre
in Turchia, abbiamo sperimentato un calo di 4,6°C. Con questo dato
abbiamo
cercato di fare una verifica della relazione dedotta dal Prof.
Waldmeier,
considerando il coefficiente medio da lui consigliato (pari a 0,37) poi
moltiplicato per l'escursione termica giornaliera, ricavando
quest'ultima dalle
temperature di Ankara (che tuttavia è molto più a ovest
rispetto ad Amasya)
prese dal servizio meteo della CNN per un periodo di due settimane, i
dati sono
poi stati selezionati in base a ragionevoli ipotesi. Il valore
risultante da questa
media è compreso tra 4,92 e 4,35°C, in buon accordo con il
nostro 4,6°C, ma
bisogno tener conto che i due valori sono misurati in due
località ben distanti
tra loro, per cui potrebbe non essere significativo. Abbiamo anche
estrapolato
i dati all'indietro in funzione delle temperature rilevate dal servizio
meteo
di Amasya che ci portano ad un risultato di 5,2°C, che diventano
5,5°C se
teniamo conto della massima escursione possibile. A questo punto la
precisione
delle misure risulterebbe essere del 20%, certamente accettabile, ma
non
sicuramente eccezionale. Ovviamente queste considerazioni andranno
approfondite
e verificate alla luce del fatto che la formula del Prof. Waldmeier
prende in
considerazione come escursione di temperatura quella prevista da un
curva
teorica, in essa si nasconde al momento la chiave per leggere anche i
nostri
dati.
L'umidità
tutte le misure fatte hanno
evidenziato come ad una
variazione di temperatura sia conseguente quella dell'umidità
relativa presente
nell'aria. Al diminuire della temperatura corrisponde un aumento
dell'umidità e
viceversa.
La pressione
La zona interessata dall'eclisse
raffreddandosi, richiama
aria più calda dagli strati vicini dove il Sole continua a
splendere,
aumentando quindi la quantità d'aria si ha un conseguente
aumento di pressione,
cessato il fenomeno il riequilibrio della situazione richiede
ovviamente un
certo tempo e lo si raggiunge infatti dopo la totalità. Le
variazioni di
pressione sono piccole per cui occorrono strumenti molto sensibili,
questo
potrebbe spiegare la mancata registrazione di variazioni durante
l'eclissi del
1952 osservata dal Prof. M. Waldmeier. Tuttavia la spiegazione delle
variazioni
da noi misurate deve considerare anche il normale andamento della
pressione
atmosferica col progredire del giorno, in quanto per capire come
l'eclisse
modifica la pressione atmosferica bisogna conoscere la sua naturale
tendenza a
quella data ora del giorno.
Il Vento
Certamente il grosso interrogativo di
ogni eclisse
è il vento, proprio quello che ha squarciato le nubi cariche di
pioggia in
Germania, permettendo ad alcuni di osservare l'argentea corona
circondare il
Sole nel momento della totalità, mentre in altri siti, spostava
le nubi ora
sopra ora via dal Sole, e in Spagna causava il riassorbimento delle
velature
presenti. Dopo ormai quattro eclissi totali ed una anulare possiamo
asserire
con certezza come il vento che precede la totalità e il vento
d'eclisse siano
la stessa cosa; esso si sposta verso est precedendo il cono d'ombra,
può così
capitare, come in Messico, che contrasti il vento già presente
fino ad
annullarlo, oppure di mostrare un cambio di direzione come accadde in
Perù e in
Turchia. Certo il vento d'eclissi è strano ed imprevedibile, per
questo è molto
difficile da catturare e misurare, tuttavia questo non esclude di non
essere
adeguatamente attrezzati in futuro per cercare di capire questo curioso
fenomeno innescato dal calo di temperatura che coinvolge l'intera
atmosfera,
indipendentemente dalla quota (l'energia solare viene in effetti a
mancare in
tutto il cilindro atmosferico interessato dall'ombra).
CONCLUSIONE
I dati al momento disponibili ci
suggeriscono come misure di questo tipo
possono portare a risultati interessanti, ma occorre approfondire i
problemi
anche da un punto di vista teorico, come il bilancio energetico
dell'atmosfera
(quanta energia assorbe, quanta ne disperde e in che modo) e la
conoscenza dei
fenomeni meteorologici nel loro succedersi quotidiano. Possiamo
comunque
azzardare qualche commento: per esempio i grafici della temperatura
danno la
sensazione che l'atmosfera, ad un certo punto, raggiunga l'equilibrio
tra
energia ricevuta ed energia dispersa, mentre quelli della
luminosità
evidenziano come vi sia una serie di contributi che determinano la
luminosità
globale durante la totalità. Si capisce come molti siano i
parametri di cui
tenere conto e molti i fenomeni da controllare in cui le variazioni
sono
minime, come ad esempio la pressione, dove si lavora al limite della
risoluzione degli strumenti stessi. Ovviamente tale argomento
andrà
approfondito, ripetendo le misure con altre eclissi, l'invito è
ovviamente
esteso a tutti gli astrofili che abbiano voglia e possibilità di
farlo, una
consistente mole di dati potrebbe certamente aiutare a comprendere
meglio i
fenomeni e le correlazioni esistenti tra il Sole e la nostra atmosfera
e tra
questa e le forme viventi che popolano il pianeta.
L’innocenza dei
bambini
Passata un’eclisse non resta che
aspettare la prossima, chissà se un altra
bambina griderà ai genitori:" mamma, mamma, la luna si mangia il
sole"; ciò accadeva alle 6:47 dell’11 Agosto 1999 a Saint Pierre
et
Miquelon (Canada), segnando l'inizio dell'ultima eclisse totale del
millennio,
quella che ha lasciato dentro ciascuno di noi un meraviglioso
indelebile ricordo.
Tutte le eclissi lasciano qualcosa dentro di noi, ma l’innocenza e la
spontaneità dei bambini portano ad esternare forse proprio
quelle ancestrali
vecchie paure che noi non ricordiamo più (L’ultima eclisse
parziale del 29
marzo, mio figlio Daniele di 2 anni, mi confidò che al nido la
luna si stava
mangiando un pezzo di Sole), ma quel loro immaginare che qualcosa si
mangi il
sole ci aiuta a ricordare.
QUALCHE CONSIGLIO
Occorre ricordare brevemente qualche
semplice
accorgimento per evitare di incappare in errori di misura grossolani:
1) per evitare problemi dovuti alla
deriva termica
la strumentazione bisogna accenderla una decina di secondi prima di
effettuare
la misura e poi subito spegnerla. Inoltre nel valutare i risultati
occorre
tener conto delle caratteristiche dello strumento (le misure di
temperatura
fatte con una termocoppia a lettura digitale daranno risultati diversi
rispetto
ad un preciso termometro a mercurio, dato che diversi sono i tempi di
risposta
alle variazioni della grandezza misurata).
2) il luogo ideale per collocare la
sonda di
temperatura è all'ombra e al riparo dal vento, con la
termocoppia posta a circa
1m da terra (lo standard meteorologico è a 1250mm), per evitare
alterazioni
della misura a seguito del calore rilasciato dal suolo, purtroppo
questo non è
sempre possibile.
3) occorre fare attenzione, nel
leggere le misure,
che il dato resti sufficientemente stabile per un ragionevole lasso di
tempo,
si evita così di registrare casuali variazioni dovuti a fattori
non correlati
al fenomeno che stiamo osservando, la nostra stessa presenza potrebbe
influenzare (se gli strumenti sono sensibili) sia le misure di
temperatura che
quelle di umidità.
4) Allenarsi con la strumentazione a
casa è sempre una buona regola,
soprattutto se è nuova, ci sarà così possibile
scoprire e risolvere con calma
gli eventuali problemi.
