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Strumentazione meteorologica

Eliofanografo

Recentemente, in vacanza, mi sono imbattuto in uno strumento che ha attirato la mia attenzione, in quanto molto simile ad un orologio solare ma chiaramente non completo (non riuscivo ad esempio a trovare lo gnomone ed altri piccoli dettagli …).

Mi trovavo sull’altopiano di Cima Paganella (2125 m) presso l’Osservatorio Meteorologico dell’Areonautica Militare, dove vi è collocata una stazione meteo fissa con diversi strumenti tra cui pluviometri, anemometri …

Ho chiesto informazioni al personale addetto su questo particolare strumento (vedi foto): si trattava di un eliofanografo.

L’eliofanografo è uno strumento in grado di misurare la quantità di radiazione solare che giunge a terra durante il giorno basandosi sulla quantità di luce che incide su una striscia graduate di materiale fotosensibile.

Lo strumento è costituito da una lente sferica convergente che concentra i raggi solari su un punto lungo un arco meridiano su cui viene incisa una scala graduata; il raggio di uscita dalla lente si concentra localmente su un punto della scala graduata. A fine della giornata, una volta che il Sole ha percorso tutta l’eclittica, il nastro ha registrato una serie di bruciature più o meno intense da cui è possibile risalire all’ora (locale) della misura a seconda dell’intensità della bruciatura (legata alla quantità di insolazione). Il nastro viene sfilato dalla sua sede, i dati di insolazione analizzati ed archiviato; il mattino dopo dopo ovviamente, si cambia il nastro e lo strumento è pronto per una nuova serie di dati.

Ecco Le parti principali dello strumento:

  • Una lente sferica trasparente convergente di circa 10/15 cm di diametro (misura fatta ad occhio).
  • Un sostegno che regge la sfera per i poli; l’asse della sfera che passa per i poli di sostegno deve formare con il piano orizzontale un angolo pari alla latitudine del luogo (46.143 N per la stazione della Paganella). Questa accortezza viene risolta allentando un morsetto di cui è provvisto il sostegno finchè un indicatore sullo stesso non si posiziona lungo il valore di latitudine del luogo e quindi stringendo nuovamente il morsetto (in pratica la stessa procedura per impostare l’orientazione di un telescopio). In questo modo al mezzogiorno vero locale (cioè quello del posto) i raggi solari son perpendicolari all’asse.
  • Un arco meridiano graduato fotosensibile: l’arco presenta le stesse suddivisioni orarie di un orologio solare (questa caratteristica è quella che ha attirato la mia attenzione). Dato che i raggi si devono concentrare in un punto su questo arco, la distanza dell’arco dalla sfera deve essere pari alla distanza focale della lente (altrimenti “non è a fuoco”).
  • Un supporto per la lente ed piedistallo che regge il tutto (l’analogo di una montatura per un telescopio).

Per il corretto funzionamento, occorrono inoltre le stesse accortezze da impiegare per il posizionamento di un telescopio amatoriale:

  • Lo strumento deve essere posizionato in un luogo libero da ostacoli. L’eliofanografo va posizionato possibilmente in direzione sud per raccogliere la maggior quantità di raggi luminosi.
  • Lo strumento deve essere posto su una superficie piana e livellata.

Al fine di verificare meglio lo stazionamento dello strumento, si controlla a fine giornata la linea di bruciatura sulla striscia: deve essere parallela alla linea longitudinale mediana della stessa. In pratica si controlla che la linea di bruciatura debba rimanere parallela rispetto ai bordi della striscia: i prolungamenti ideali della stessa con i bordi della striscia non devono intersecarsi. Se così non fosse allora lo strumento non è posizionato correttamente sulla latitudine del luogo e bisogna verificare che il piano che contiene la striscia fotosensibile passante per il centro della sfera deve coincidere con il piano dell’equatore celeste.

Ecco i dati dalla stazione in diretta:

 

ed ecco sua posizione GPS:

Bibliografia   

  • Si ringrazia il personale locale per la loro disponibilità e l’autorizzazione alla pubblicazione delle foto (dell’autore).