Come trovarsi sulla Terra: le coordinate terrestri tra latitudine e longitudine
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Come trovarsi sulla Terra: le coordinate terrestri tra latitudine e longitudine

Per conoscere il cielo è necessario dapprima ritrovarsi sulla Terra e il sistema, molto noto, è quello delle coordinate terrestri: latitudine e longitudine misurate tramite paralleli e meridiani. Il concetto di distanza angolare e l'indicazione di un punto su una mappa terrestre.

Perché partiamo dalla posizione sulla Terra

Sebbene di fronte all'universo ci poniamo come pianeta di osservazione, ciò che possiamo vedere momento dopo momento dipende dalla nostra posizione sul globo terrestre.

La Terra non è una sfera perfetta ma somiglia leggermente ad una pera, sebbene solitamente si tenda ad approssimare il tutto parlando di sfera schiacciata, o oblata, ai poli. Osservare il nostro pianeta senza acqua, poi, fornisce una immagine molto diversa rispetto a quella che siamo soliti osservare. In modo molto tautologico, siamo soliti dire che la forma della Terra sia un geoide, dove etimologicamente per "geoide" si intende un oggetto a forma di Terra (Gea o Geo o Ge, oppure Gaia rappresenta, nella religione e nella mitologia greca, la dea primordiale della Terra). Gli oceani ci sono, per nostra fortuna, e vanno a riempire i bacini presenti rendendo il nostro pianeta vivibile e sicuramente anche più bello. E tondeggiante.

Ai fini del nostro posizionamento sulla Terra, comunque, una approssimazione con una sfera schiacciata ai poli sarà più che sufficiente e da questa andiamo a partire.

La forma della Terra: geoide.
La forma della Terra: geoide.

Spesso si utilizza la Terra intera come punto di osservazione: sarebbe sciocco dire che Proxima Centauri si trova a 4 anni luce da New York anziché da Roma. Quando le distanze diventano cosmiche, quindi, vengono espresse in relazione alla Terra intera e la stessa cosa si porta avanti quando cerchiamo di individuare una posizione nel cielo che possa essere la stessa per ciascun individuo su ciascun punto del globo. 
Tuttavia dal punto di vista osservativo i diversi punti sulla Terra portano a situazione differenti e proprio per questo occorre dapprima capire come individuare un punto sulla Terra. Non v'è dubbio che il Sole sorga e tramonti ogni giorno, ma ogni punto sulla Terra sperimenta levata e tramonto in orari differenti e quindi in alcuni punti del globo sarà giorno mentre in altri sarà notte: dobbiamo sapere dove siamo, quindi, per poter capire cosa potremo vedere nel cielo.

Ciò che offre il cielo dipende dal nostro punto di osservazione.

Ultimo aggiornamento del: 24/08/2018 22:46:26

Riferimenti sul globo terrestre

La carta della Terra viene suddivisa in spicchi verticali e fasce orizzontali per l'individuazione delle coordinate geografiche

Per indicare la propria posizione sulla superficie, terrestre o oceanica che sia, occorre definire un sistema di coordinate che sia valido e riconosciuto da tutti in maniera univoca. Sul navigatore, o su Google Maps, ci illudiamo di inserire un indirizzo ma i nostri dispositivi non fanno altro che prendere l'indirizzo e trasformarlo in coordinate perché con due soli numeri riusciamo a individuare ogni singolo punto sulla Terra.

Un sistema di coordinate è un sistema, basato su valori numerici, che consente di individuare la posizione di un oggetto in uno spazio di riferimento.

In questo contesto, il nostro spazio di riferimento è il pianeta Terra e a tal fine la superficie terrestre viene suddivisa in aree tramite immaginarie righe verticali ed orizzontali.

Coordinate Geografiche. Credit National Geographic Society
Coordinate Geografiche. Credit National Geographic Society

L'immagine mostra una Terra estesa, spalmata su un piano a due dimensioni, ma corrisponde a una sfera fatta a spicchi verticali e fasce orizzontali. In questo modo, individuare un punto sulla Terra diventa più semplice ma occorre trovare le origini dalle quali partire per andare a misurare le distanze, orizzontali e verticali. Si tratta, come accennato, dello stesso sistema utilizzato anche oggi dai GPS (Global Position System), alla base dei navigatori satellitari che ormai ci guidano in giro per le strade del mondo.

Ultimo aggiornamento del: 09/08/2018 10:10:39

Paralleli e Latitudine

Il primo punto da fornire per specificare la propria posizione è la latitudine, distanza verticale da un cerchio massimo che chiamiamo equatore

La prima misurazione che ci serve, come su qualsiasi piano di riferimento cartesiano, è una distanza verticale da una origine e la Terra, con la sua forma, ci suggerisce una origine decisamente semplice da individuare. Tra tutti i cerchi orizzontali che possiamo tracciare sul globo terrestre, infatti, ce ne sarà uno più grande di tutti e che passa all'equatore del nostro pianeta. Si parla di cerchio massimo o di equatore. 

L'equatore è la linea secondo la quale il piano contenente il centro di massa della Terra (e di un astro in rotazione in generale) , perpendicolare all'asse di rotazione, taglia la superficie dell'astro stesso. In pratica è il cerchio massimo che taglia in orizzontale il pianeta.

Sebbene siano parole un po' difficili, l'equatore altro non è se non il cerchio che taglia la Terra in orizzontale, nel punto in cui la Terra stessa raggiunge la massima dimensione in diametro orizzontale.
L'equatore suddivide l'emisfero boreale (posto sopra l'equatore) dall'emisfero australe (posto sotto l'equatore).
Parallelamente ad esso, sia salendo verso il Polo Nord che scendendo verso il Polo Sud, si disegnano infiniti altri cerchi via via sempre più piccoli fino ad arrivare ai poli terrestri. L'insieme di questi cerchi rappresenta ciò che definiamo paralleli terrestri.

I paralleli terrestri sono i cerchi minori perpendicolari all'asse terrestre. Si dicono minori perché il cerchio maggiore corrisponde all'equatore.

Ovviamente non si può contare ad infinito spostandoci lungo i paralleli, quindi ci si sposta secondo una struttura di gradi, minuti d'arco e secondi d'arco. Un grado è formato da 60 minuti, mentre un minuto è formato da 60 secondi, come facciamo per ore, minuti e secondi. Si utilizza, quindi, un sistema sessagesimale. Questo sistema definisce ciò che chiamiamo Latitudine.

La Latitudine è la distanza angolare di un punto superficiale terrestre rispetto all'equatore, quindi una distanza verticale dall'equatore

Rappresentazione della latitudine.
Rappresentazione della latitudine.

Nell'immagine di fianco è rappresentato uno spaccato della Terra, con l'equatore evidenziato dalla riga orizzontale di colore rosso. Ad una distanza angolare di 90° dall'equatore, che corrisponde ad un angolo retto evidenziato anch'esso da una linea rossa ma verticale, si incontrano i due poli. Si parla di distanza angolare poiché, come si vede in figura, si fa riferimento all'angolo che si crea dal centro della Terra rispetto al punto superficiale del quale si indicano le coordinate. Se il punto si trova sull'equatore, l'angolo che si forma è nullo visto che l'equatore stesso è il riferimento, lo zero, dal quale partire. 
A 90° Nord dall'equatore c'è il parallelo (in tal caso puntiforme) che corrisponde al Polo Nord, mentre a 90° Sud c'è il parallelo che corrisponde al Polo Sud. In entrambi i casi il parallelo si risolve in un punto, visto che si tratta del punto superficiale più estremo del pianeta.
A metà tra equatore e poli, l'angolo formato è di 45°, sia nell'emisfero boreale sia in quello australe.
La latitudine assume, di conseguenza, valori compresi tra 0° (equatore) e 90° (Polo Nord o Sud) e per distinguere l'emisfero si usa la dicitura "Nord" o "Sud", anche se spesso, soprattutto per i calcoli, si indicano i segni "+" per l'emisfero nord e "-" per quello sud.

Vi capiterà spesso, se sarete possessori di un telescopio motorizzato, che l'hand-control (telecomando) nella fase di inizializzazione vi chiederà l'inserimento della latitudine. Se siete di Roma, ad esempio, dovrete inserire 41° 30' Nord. Alcuni telescopi hanno il GPS integrato quindi non vi chiederanno l'inserimento ma attenderanno il passaggio di un satellite GPS per determinare autonomamente la propria posizione. 

Ultimo aggiornamento del: 24/08/2018 22:53:01

Meridiani e Longitudine

La distanza angolare dal meridiano fondamentale di Greenwich indica la longitudine di un luogo sulla superficie terrestre.

Perpendicolarmente ai paralleli, si immaginano infiniti cerchi passanti per i poli terrestri: sono i meridiani terrestri.

Un meridiano è un arco verticale che congiunge il Polo Nord al Polo Sud.

Rappresentazione della longitudine sul globo terrestre
Rappresentazione della longitudine sul
globo terrestre

Per i paralleli è stato semplice trovare un riferimento nel cerchio massimo, visto che l'equatore è anche intuitivamente il punto più semplice dal quale partire. Per la misurazione "orizzontale" la cosa non è così intuitiva visto che gli archi con i quali otteniamo gli spicchi verticali (meridiani), passando tutti per i due poli terrestri, hanno tutti la stessa dimensione. Basti pensare a un arancio: ciascuno spicchio è "alto" esattamente con tutti gli altri.

Il meridiano zero posto a Greenwich
Il meridiano zero posto a Greenwich

Una scelta è stata necessaria visto che una origine lo è altrettanto: si è scelto il meridiano passante per l'antico osservatorio di Greenwich (fondato nel 1675 da Carlo II, re d'Inghilterra) come origine della misura orizzontale delle coordinate terrestri, quindi il Meridiano Fondamentale, quello di riferimento, è il meridiano passante per Greenwich.

La longitudine è la distanza angolare di un punto dal meridiano fondamentale di Greenwich. 

I valori che può assumere la longitudine sono compresi tra 0 e 180° (anche qui si usa il sistema sessagesimale), indicando la direzione verso est (E) oppure verso ovest (W). Se il telecomando della montatura motorizzata del telescopio chiederà l'inserimento della longitudine, quindi, inseriremo 11° 50' E se siamo a Roma.
I meridiani sono molto legati alla misurazione del tempo, visto che 360° di rotazione terrestre vengono compiuti in circa 24 ore e quindi ogni 15° si ha un'ora di fuso orario. In realtà la determinazione dei fusi orari non è così precisa visto che risente di influenze etnico-politiche tra gli stati.

Ultimo aggiornamento del: 24/08/2018 19:39:46

Conclusioni

Per individuare un qualsiasi punto sulla superficie terrestre è sufficiente una coppia di valori dato da latitudine e longitudine

Localizzazione georeferenziata di un punto sulla Terra
Localizzazione georeferenziata di un punto sulla Terra

Un qualsiasi punto sulla superficie terrestre è individuato quindi da due valori: uno che esprime la latitudine come distanza angolare dall'equatore e uno che esprime la longitudine come distanza angolare dal meridiano di Greenwich.
Detto in maniera un po' barbara, la longitudine indica di quanto un punto si trova a destra o sinistra rispetto a Greenwich, per questo si tratta di una distanza da misurare lungo il parallelo. Si prende il punto terrestre da misurare, se ne traccia una retta fino a riportarlo sull'equatore e poi si misura la distanza, lungo l'equatore, dall'intersezione tra equatore e meridiano di Greenwich (tratto rosso sull'immagine).
La misura della latitudine si effettua in maniera opposta. Il punto in esame è il punto rosso nella figura in alto. Proiettando il punto sull'equatore (retta gialla verticale passante per il punto stesso) si può calcolare la distanza del punto rispetto all'intersezione tra il meridiano di Greenwich con l'equatore. La retta gialla orizzontale più marcata è, quindi, la longitudine del punto.
Allo stesso modo, proiettando il punto sul meridiano di Greenwich (linea gialla orizzontale) possiamo calcolare la differenza tra il punto trovato rispetto all'equatore (linea rossa verticale). Questa misura è la latitudine del punto.

Vedremo in seguito che, parlando di sfera celeste , potremo ricondurci benissimo agli stessi identici concetti, cambiando soltanto i nomi (non più latitudine e longitudine) e le origini (sulla sfera celeste non esiste Greenwich). Definite le origini, qualsiasi punto sulla sfera celeste sarà individuabile facilmente attraverso due valori, esattamente come un punto sulla superficie terrestre. In fondo stiamo parlando sempre e comunque di sfere, più o meno grandi.

Ultimo aggiornamento del: 24/08/2018 22:54:23