ECLISSI SOLARI TOTALI E FENOMENI ATMOSFERICI
Di Piermario Ardizio

Questo scritto vuole essere uno stimolo per quei lettori che hanno la possibilità di seguire la prossima eclisse europea dell' 11 agosto 1999.

Certamente nessuno tra i lettori ha dubbi sull'esistenza di una stretta, anche se non chiara, correlazione tra il nostro sole ed i fenomeni atmosferici, niente di meglio di un'eclisse totale per aiutarci a capire quali siano i legami fisici tra Sole-Terra-Luna e quali le interazioni con i principali fenomeni atmosferici che accadono attorno a noi. Lo spostarsi del cono d'ombra sulla superficie terrestre modifica i venti, la temperatura (che diminuisce in conseguenza dell'assenza dell'irragiamento solare), il conseguente calo di luce altera i comportamenti di uomini e animali, sarebbe interessante quantificare queste grandezze, tuttavia misure di questo tipo, rilevabili con una strumentazione che oggigiorno risulta essere abbastanza semplice e poco costosa sono difficilmente rintracciabili nella letteratura specializzata.

PRECEDENTI MISURE ATMOSFERICHE
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, sul luogo dell'eclisse. Si possono rintracciare nell'Astronomische Mitteilungen der Eidgenossichen Sternwarten Zurich, alcune osservazioni di grandezze meteorologiche eseguite da M. Waldmeier durante 4 eclissi da lui osservate, eccone una breve sintesi:
A) nell'eclisse del 25/02/52 si verificò un calo di temperatura di 4.9°C dopo 15min dalla totalità, inoltre calò la velocità del vento da 3 a 2m/sec, con il minimo raggiunto 20min dopo la totalità, nessuna significativa variazione di pressione venne rilevata.
B) la seconda venne osservata da Rio de Oro il 2/10/59, con una variazione di temperatura di 4°C
C) la terza vista 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) l'ultima fu osservata da Great Falls (MONTANA USA) il 26/02/79 dove si riscontrò che la luminosità allo zenith durante la totalità era pari a quella del Sole quando si trova 5° sotto l'orizzonte, l'influenza dell'eclisse sulla temperatura si notò dopo 5min dal 1° contatto, mentre il calo di 2.2°C avvenne dopo 9min dalla fase centrale della totalità.

I NOSTRI RISULTATI
Con la nostra strumentazione abbiamo seguito per ora, tre eclissi: quella dell'11/07/91 in Messico a Juchitan, quella del 3/11/94 in Perù a sud di Arequipa e quella del 26/02/98 ad Antigua, nel Mar dei Caraibi: sono ovviamente troppo poche per trarre delle conclusioni, ma sufficienti per fare delle ragionevoli ipotesi, in funzione delle quali preparare gli esperimenti per le prossime eclissi. Occorre prima 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 (misure di temperature fatte con una termocoppia a lettura digitale darà 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 per evitare alterazioni della misura a seguito del calore rilasciato dal suolo.
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. Una possibile causa potrebbe essere la nostra presenza, infatti la nostra respirazione potrebbe influenzare (se gli strumenti sono sensibili) le misure sia di temperatura che di umidità.
4) è sempre buona regola allenarsi con la nostra strumentazione a casa, soprattutto se è nuova, ci sarà così possibile risolvere con calma gli eventuali problemi derivanti dal suo uso e scoprire eventuali difetti o malfunzionamenti.
Vediamo ora una breve sintesi dei risultati ottenuti:
La luminosità
Nell'eclisse del Messico abbiamo sperimentato un calo di luce del 78%, la luce residua è paragonabile a quella del sole quando si trova 5.8° sotto l'orizzonte, mentre nel Mar dei Caraibi abbiamo misurato un calo del 73%. Manca la misura del Perù a causa del malfunzionamento dello strumento.

La temperatura
I risultati ottenuti in Messico evidenziano un calo di temperatura di 2,1°C misurato durante la totalità con la temperatura 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 fanno riscontrare un calo di temperatura di ben 5,6°C.
L'umidità
La misura fatta in Perù a 1105m di altezza, in una località a sud di Arequipa, ha evidenziato come all'intorno della totalità non vi siano variazioni, questo sembra suggerire che qualcosa abbia temporaneamente bloccato il normale corso dei fenomeni atmosferici (l'umidità normalmente diminuisce all'aumentare della temperatura). Ad Antigua invece abbiamo assistito ad un graduale aumento del valore relativo dell'umidità in buon accordo con il calo di temperatura.
La pressione
Le variazioni di pressione sono piccole, occorrono perciò strumenti molto sensibili, questo potrebbe spiegare la mancata registrazione di variazioni durante l'eclissi del 1952. In Perù è molto evidente il ritardo della variazione di pressione rispetto ai tempi dell'eclisse, la causa è probabilmente dovuta al fatto che 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 circa 35 min dopo la totalità. Difficile stabilire cosa è successo ad Antigua in quanto il tempo è peggiorato poco dopo il fenomeno, tuttavia è possibile confermare che la variazione di pressione segue il fenomeno, raggiungendo il minimo con un certo ritardo rispetto alla fase di totalità.
Il Vento
In ultimo ci resta un dato osservativo relativo al vento, lo strumento usato in Perù non consentiva misure (era infatti nato col principio di rilevare la presenza o l'arresto del vento, fenomeno occorso in Messico quando è cessato improvvisamente e altrettanto improvvisamente è ripartito), ma ci ha permesso di rilevare un cambio di direzione, i dati meteo della zona dicono che normalmente segue la costa, correndo prima in una direzione poi nell'altra, durante l'eclisse, poco prima della totalità prendeva una direzione quasi perpendicolare rispetto al normale, proveniendo dal mare che era alle nostre spalle, come se questa "bolla fredda" generata dall'eclisse avesse in qualche modo alterato i moti delle masse d'aria. Un fenomeno analogo è descritto nella pubblicazione del ventennale del gruppo G. e A. Bernasconi di Saronno, allora un gruppo di ragazzi fu portato a Savona ad osservare l'eclisse totale del 15/02/61, essi riferiscono di una gelida brezza, alzatasi con il calare delle tenebre, che provenendo dal mare sferzava i loro volti e cessava poco dopo la totalità. Ad Antigua la stazione meteo della nave rilevava un leggero cambio di direzione e velocità del vento, anche nell'eclisse del 1952 venne rilevata una variazione di velocità.

Una ricerca da continuare
I dati al momento disponibili ci suggeriscono che misure di questo tipo possono portare a risultati interessanti, possiamo comunque azzardare qualche commento: i confronti tra le varie eclissi denotano l'importanza dell'ora in cui avviene il fenomeno, parametro che ha certamente una certa influenza al fine della diminuzione di temperatura, la cui escursione dipende però anche dalla situazione climatica locale, come suggerito dalle differenze nei valori registrati durante una stessa eclisse in siti diversi (il 3/11/95 in Perù è mattina presto e misuriamo un calo di 1,8°C, mentre dal Brasile ci perviene un dato, rilevato nel primo pomeriggio, che dà un calo di 4,2°C). 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.
 

GLI STRUMENTI
Durante le nostre osservazioni sono stati utilizzati 4 sistemi di misura, qui di seguito ecco i dettagli di ciascuno:
Lo strumento utilizzato per misurare la caduta di luce è costituito da:
Ľ un multimetro digitale Sinclair usato sulla portata Volt X 10, con precisione dell'1%,
Ľ un pannello solare da 0,2W che misura 7,5cm per lato, quest'ultimo inserito in un tappo di PVC con bordo di 7cm, internamente verniciato di nero per ridurre le riflessioni e la zona di cielo da cui provengono i fotoni. Inizialmente per la calibrazione dello stesso sono stati presi come riferimenti i valori dati dal Sole alla stessa ora dell'eclisse; valore stimato in 5,44 Volt e quello dato dalla Luna piena al meridiano stimato in 0,53 Volt. In alternativa si può usare l'altezza del sole sotto l'orizzonte, quando la luminosità zenitale eguaglia quella letta durante la totalità.
Più complesso l'esperimento per rilevare il valore di temperatura; che comprende:
Ľun multimetro digitale usato con portata 200mV e precisione dell'1,2%,
Ľun dispositivo elettronico che provvedeva ad amplificare il segnale proveniente da una termocoppia, rendendo disponibile poi la lettura direttamente sul visore del multimetro.
Con questa apparecchiatura il range di temperatura misurabile è tra -45°C e +199,9°C.
L'esperimento per rilevare il valore di umidità comprende:
Ľun dispositivo elettronico che rende la lettura direttamente su un visore.
Con questa apparecchiatura il range di umidità misurabile và dal 25% al 95% con risoluzione pari all'1%.
L'esperimento per rilevare il valore di pressione comprende:
Ľun dispositivo elettronico che rende la lettura direttamente su un visore.
Con questa apparecchiatura il range di pressione misurabile è quello atmosferico con variazioni di 1mBar.


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