Altri tipi di orientamento
L'altimetria e la misura della pendenza
Finora ci siamo occupati della cosiddetta planimetria. Per studiare anche i rilievi e le depressioni della superficie terrestre dobbiamo invece ricorrere all'altimetria. Prima di vedere, però, come questi vengono disegnati sulla carta, bisogna chiarire alcuni concetti importanti.
Osserviamo la figura: A e B sono due punti, visti di lato, che si trovano a due altitudini diverse; tra di loro esiste quindi un certo dislivello, rappresentato dal segmento BC. Se invece guardiamo A e B dall'alto, la distanza tra di loro ci appare minore, come se fosse quella planimetrica, e cioè come il segmento AC.
Si definisce inclinazione la misura dell'angolo a (alfa) formato dal percorso reale con la sua distanza planimetrica ed è espressa in gradi sessagesimali. Si definisce pendenza il rapporto tra il dislivello e la distanza planimetrica e solitamente è misurata con valori percentuali. Sempre seguendo la figura, abbiamo quindi che:
Chi conosce la trigonometria avrà riconosciuto la funzione tangente dell'angolo inclinazione. A chi
invece non sa che cosa significa basti sapere che la tangente si trova con una calcolatrice scientifica scrivendo il numero dei gradi e premendo il tasto "tan". Se non ne avete una a disposizione, potete usare la tabella qui sotto, che riporta alcuni valori fino a 45°.
Per avere un'idea un pò più chiara di che cosa sia la pendenza, si può dire che un valore ad esempio del 7% significa che ogni 100 metri di strada in orizzontale si sale o si scende di 7 metri.
orientamento con carta e altimetro
Quando verifichiamo la quota con l'altimetro di fatto controlliamo se stiamo rispettando la tabella di
marcia, se a quella velocità faremo in tempo a raggiungere la meta, se dobbiamo optare per soluzioni
alternative.
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Tutto ciò è orientamento, solo che viene sviluppato in senso verticale invece che in quello orizzontale.
Come abbiamo detto più volte, un ambiente molto vario ha parecchi elementi morfologici e paesaggistici
attraverso i quali è abbastanza facile stabilire il punto in cui ci troviamo o che facilmente possiamo
raggiungere. In questo caso se l'altimetro conferma il risultato siamo senza dubbio molto rassicurati;
ma molto spesso data la praticità e la velocità del suo impiego può esso stesso diventare strumento
dell'orientamento.
Abbiamo imparato a raggiungere la meta seguendo l'azimut. In genere però non abbiamo la bussola,
proprio perché presupponiamo di muoverci in ambiente piuttosto limitato e facilmente riconoscibile. E
anche quando l'avessimo spesso la via diretta è resa impossibile da ostacoli, pericoli, difficoltà
insuperabili, che obbligano a trovare un percorso a zig-zag più complesso e articolato sia da progettare
che da seguire. Tutto ciò scoraggia l'uso della bussola.
Con la carta e l'altimetro in effetti è possibile risolvere una percentuale significativa dei problemi di
orientamento in ambiente alpino invernale.
Facciamo un esempio semplice di soluzione pratica, anticipando che quelli più complicati in sostanza si
risolvono con l'iterazione di questo.
Invece che determinare sulla carta l'azimut della meta per ottenere un percorso diretto, si può:
scegliere un itinerario alternativo, che in genere non conduce alla meta; deve però, essere riconoscibile naturalmente senza ausilii strumentali perché fortemente caratterizzato nell'ambiente (una cresta, un lungo dosso, una valletta, il limite del bosco, un rio, un sentiero, una morena), e raggiungere la stessa quota dell'obiettivo. Nel trasferimento sarà proprio e solo l'altimetro ad avvertirci di aver raggiunto quella quota determinata;
seguire ora la curva di livello nella direzione opportuna fino a raggiungere la meta. In questa fase lo strumento diventa fondamentale in quanto mantenere la quota, o comunque riprenderla, è impossibile, specialmente se si devono attraversare particolari andamenti morfologici o in caso di scarsa visibilità.
Il superamento di ostacoli non comporta alcun problema: qualunque spostamento debba essere fatto sul
pendio, sarà sempre facile alla fine ritornare alla quota di partenza.
orientamento empirico con il cielo
Anche quando non è subito evidente, il problema principale dell'orientamento, e in ogni caso il primo, è quello di individuare i punti cardinali sull'orizzonte. L'orientamento pratico, cioè senza l'ausilio di strumenti, utilizza come riferimento la posizione degli astri - sia di quelli
che l'hanno fissa sia quelli che consentono di prevederla con una buona approssimazione conoscendo il loro ciclico movimento. Non è banale osservare che, essendo la valutazione essenzialmente basata sull'osservazione, è indispensabile che ci sia visibilità.
Con riferimento ad alcune conoscenze scientifiche è anche possibile migliorare le approssimazioni, e a volte potrebbe sembrare utile approntare per la circostanza qualche rudimentale strumento;in ambedue i casi però le
più precise rilevazioni non sempre si traducono in effettivo vantaggio nella successiva fase di utilizzo.
In pratica, si tratta di determinare la posizione sull'orizzonte di un primo punto cardinale, quello che è facile per la situazione data. Quando è sufficiente un'ampia tolleranza, si risale poi alle altre direzioni della "rosa dei venti", completando l'orientamento nel punto di osservazione.
orientamento empirico con il sole
Il sole è un astro che nel cielo è in movimento, non ha una posizione fissa. Questo complica la
determinazione dell'orientamento e ancor più se si considera che tale movimento non è uniforme.
a) determinazione dei punti cardinali est ed ovest.
In base alla nostra esperienza, sappiamo che all'alba e al tramonto il moto del sole interseca la linea dell'orizzonte individuando rispettivamente su di essa due punti teoricamente fissi:
• est ed ovest;
Una tale rilevazione è però troppo grossolana, anche quando è sufficiente un'ampia tolleranza. Gli
scostamenti dalla effettiva posizione derivano sia dallo spostamento stagionale sull'orizzonte delle
posizioni dell'alba e del tramonto sia dalla difficoltà di determinare il momento preciso di ciascun
fenomeno. A causa dell'inclinazione dell'asse terrestre, queste due posizioni sull'orizzonte corrispondono esattamente con i relativi punti cardinali, solo in coincidenza degli equinozi.
Negli altri giorni dell'anno si ha una differenza variabile che raggiunge il suo massimo al momento dei solstizi e purtroppo, per effetto della sfericità della Terra, diventa via via più significativa
all'aumentare della latitudine.
Al di sopra dei 55 gradi di latitudine, il movimento del sole è così basso sull'orizzonte da rendere incerti i momenti dell'alba e del tramonto; addirittura, oltre il circolo polare artico, per qualche periodo dell'anno, i fenomeni dell'alba e del tramonto non hanno proprio luogo. Alla nostra latitudine, circa 41°, al solstizio d'inverno, il sorgere e il calare del sole hanno il massimo
spostamento di 35° verso sud risultando, per l'alba, nella direzione intermedia ESE e SE (pari a circa
125°) e per il tramonto nella direzione tra SW e WSW (pari a circa 235°);
al solstizio d'estate lo spostamento ha luogo verso nord e raggiunge lo spostamento di 35°, quindi per l'alba si ha una direzione tra NNE e NE (pari a circa 55°) e per il tramonto è tra NW e NNW (pari a 305°).
Utilizzando le sigle della rosa dei venti, risulta piuttosto complicato indicare le direzioni diverse da quelle principali. E' più conveniente sostituire quest'ultima, come già anticipato, con il piano
dell'orizzonte suddiviso in 360 gradi. Osserviamo che l'Est si trova a 90°, il sud a 180°, l'Ovest a 270° e il Nord a 360° o 0°. Facendo ora una piccola proporzione, si può osservare che in media, la differenza, sempre per la nostra latitudine, varia alternativamente nelle direzioni già descritte, di circa 2° ogni cinque giorni; dalla differenza in giorni, dagli equinozi si può calcolare uno scostamento in gradi tra la riscontrata posizione del sole e l'effettiva posizione dell'Est con la seguente formula approssimata:
Possiamo allora correggere la rilevazione ottenendo un'approssimazione finale di 3-4 gradi.
b) determinazione dei punti cardinali sud e nord
Nel corso della giornata, il sole raggiunge un'altra posizione nota, il mezzogiorno. Si sa che, volgendo in quel momento le spalle al sole, il prolungamento della nostra ombra sull'orizzonte indica il Nord. Ancora una volta si tratta però di un'indicazione molto grossolana, questa volta a causa della difficoltà di definire esattamente il momento del mezzogiorno (attenzione all'ora legale).
La difficoltà nasce perché la posizione del sole, peraltro non evidente nel suo culmine, non incrociando direttamente l'orizzonte, non individua un punto. Un primo modo per ottenerlo non si serve dell'orologio, si sfruttano invece direttamente gli effetti del movimento del sole.
Piantando al mattino un'asticciola perpendicolarmente in terra, osserveremo che la sua ombra si
modificherà nella lunghezza quanto nella direzione. Segnando di tanto in tanto sul terreno tali variazioni, noteremo dapprima una diminuzione della lunghezza dell'ombra e, dopo il mezzogiorno, proprio di quel dato posto (non quindi dell'orologio), un successivo aumento. La direzione dell'ombra più corta indica effettivamente il Nord, da cui ogni elemento per l'orientamento.
Un secondo modo, che consente di ridurre il tempo di rilevazione, prevede di usare l'orologio per
cogliere il momento del mezzogiorno. Però, anche supponendo di possedere uno strumento molto
affidabile, le cose si complicano parecchio, perché i risultati possono essere utilizzabili solo se
riusciamo a ridurre convenientemente tre diversi errori.
• 1 - La durata del giorno astronomico non è costante e le 24 ore ne rappresentano solo la media. L 'orbita terrestre però non è un cerchio, ma un ellisse in cui il sole occupa uno dei fuochi. Graficamente, è possibile verificare che l'angolo di rotazione tra due situazioni di perpendicolarità non è costante, e varia ciclicamente secondo la distanza dal sole. Vi è quindi una differenza tra l'ora media segnata dall'orologio e quella effettiva del mezzogiorno astronomico; tale differenza raggiunge anche il quarto d'ora, come si può notare dal diagramma detto "analemma”.
• 2 - L'ora segnata dall'orologio è quella ufficiale del fuso orario, e corrisponde solo a quella del meridiano centrale del meridiano centrale del fuso. Quando il punto di misura si trova a Est o a Ovest di questo, il mezzogiorno effettivo è rispettivamente in anticipo o in ritardo di quattro minuti per ogni grado di differenza. Gli alpinisti orientali, ad esempio, che si spostano sulle montagne valdostane, notano subito il ritardo di circa mezz'ora dell'alba e l'altrettanto prolungamento del pomeriggio. I residenti
nel nord-ovest che si recano in vacanza in Puglia dovrebbero osservare una differenza
ancor più vistosa. Usando l'orologio, per ridurre l'errore a livelli accettabili occorre
conoscere l'effettivo meridiano in cui ci troviamo e, o tenere conto della differenza,
o mettere l'orologio sull'ora effettiva (verificando eventualmente con il metodo
dell'ombra del bastoncino.
• 3 - L'ora dell'orologio è ovviamente tanto diversa dall'effettiva astronomica quanto più ci si sposta in direzione dei paralleli. Per rinunciare all'utilizzo dell'orologio, in uno spostamento verso Est o verso Ovest, che
peraltro può farci uscire dal fuso orario di partenza, è necessario riverificare la differenza (eventualmente attraverso il numero dei chilometri fatti).
c) determinazione del Nord con l'orologio.
Dagli argomenti precedenti sappiamo che c'è una relazione tra l'ora segnata dall'orologio e la posizione del sole nel cielo. Se il quadrante fosse suddiviso in 24 ore, se cioè la lancetta delle ore facesse un solo giro il giorno, poiché le 12 indicherebbero il Sud, la lancetta che segna l'ora indicherebbe la posizione sull'orizzonte del sole in quel preciso momento, con una precisione che dipende, teoricamente, dalla qualità delle suddivisioni del quadrante. Allineando quindi la lancetta delle ore con il sole le 24 indicherebbero la posizione del nord (e ovviamente le sei l'Est, le 18 l'Ovest). I normali orologi hanno però il quadrante suddiviso in 12 ore. La lancetta delle ore fa cioè due giri ogni giorno (pari a 2x360°) o, meglio detto per essere utilizzato, per ogni intervallo di tempo considerato essa compie un arco doppio rispetto a quello dell'orologio con eventuale quadrante a 24 ore; il quale, come abbiamo visto, indica direttamente la direzione del sole. A questo punto, la soluzione è ovvia: allineando verso il sole la lancetta delle ore, la bisettrice dell'angolo
tra questa e le 12 indica il Nord. La regola appare ovvia e facilmente applicabile per le ore del mattino.
Meno intuitiva per le ore pomeridiane, se non ci si ricorda che l'angolo da dividere è quello dell'ora segnata + 360°. Se ad esempio fossero le 18 (l'orologio segna le 6), l'angolo effettuato dalla lancetta delle ore sarebbe di 180 (per le 6) + 360 = 540. La metà vale 270 che corrisponde alla direzione delle ore 9 come deve essere. Forse, più praticamente, si può considerare che la bisettrice come sopra definita, segna il Nord di mattino e il Sud di pomeriggio (e naturalmente il Nord nel verso opposto).
Il metodo è pratico e consente, durante le ore di luce, di determinare o controllare in ogni momento l'orientamento. Purtroppo le approssimazioni risultano sempre abbastanza ampie. Infatti anche qui esistono gli errori già indicati che si possono ridurre conoscendo il meridiano e l'errore indicato dall'analemma. Ricordarsi inoltre che tutto ciò non si può fare con un orologio digitale.
L'analemma, in astronomia, indica una particolare curva geometrica a forma di otto che descrive la posizione del sole nei diversi giorni dell'anno, alla stessa ora e nella stessa località. A causa dell'inclinazione dell'asse terrestre (23,5°) e dell'ellitticità 
dell'orbita, l'altezza del Sole sull'orizzonte non è uguale giorno dopo giorno, e l'effetto combinato è quello della figura descritta. La coordinata verticale di ogni punto corrisponde alla declinazione del sole a quella data, mentre la coordinata orizzontale indica lo scostamento della posizione solare in anticipo o in ritardo rispetto al tempo medio (quello mostrato dagli orologi). L'inclinazione dell'asse della figura dipende dalla latitudine di osservazione.
È possibile fotografare l'analemma facendo una esposizione fotografica ogni giorno alla stessa ora (tempo medio) per un anno con la camera puntata esattamente nella stessa direzione e sovrapponendo poi le riprese. Se l'orbita terrestre fosse perfettamente circolare centrata attorno al sole e l'asse terrestre fosse perpendicolare all'orbita, il sole apparirebbe sempre nella stessa posizione ogni giorno alla stessa ora e non si avrebbe alcun analemma. Se l'orbita fosse circolare, ma l'asse inclinato come è realmente, i due lobi della figura sarebbero simmetrici. Se l'asse non fosse inclinato, ma l'orbita fosse ellittica, l'analemma sarebbe costituito da un segmento rettilineo in senso est-ovest.
Su altri pianeti l'analemma ha forma diversa da quello terrestre, per esempio, su Marte, la figura assomiglia ad una goccia.
orientamento empirico con la stella polare
L'orientamento con il sole diventa ovviamente impossibile dopo il tramonto. Ma, anche di notte, in
assenza di strumenti, il cielo ci può ancora aiutare. E' importante ricordare che il tramonto e l'alba
sono separate dal buio della notte da due fasi, dette crepuscolo, la cui luminosità è sufficiente per
impedire l'osservazione delle stelle e anche quindi l'orientamento. La durata del crepuscolo, una volta di più per complicare le cose, varia all'aumentare della latitudine fino ad eliminare di fatto la notte oltre il circolo polare.
Fin dalle prime conoscenze astronomiche impariamo che la Stella Polare è, nel nostro emisfero, il riferimento notturno per l'orientamento; e resta ancora il miglior
riferimento perché si discosta dal Nord geografico solo di circa 1°. La stella polare ha
il grande vantaggio essere fissa, per cui la determinazione sull'orizzonte del nord attraverso la sua posizione nel cielo può presentare qualche inconveniente solo alle alte latitudini. La stella polare non è molto luminosa, e quindi si trova solo indirettamente. Per effettuare la ricerca occorre ricordare che appartiene alla costellazione dell'Orsa Minore, o Piccolo carro, ed è la terza e più
lontana stella del suo arcuato timone. Giace sul prolungamento del lato posteriore della vicina
costellazione dell'Orsa Maggiore, o Grande Carro, ad una distanza di cinque volte la lunghezza di tale lato.
Il Grande Carro ruota in senso antiorario in un orbita circumpolare. Rispetto ad essa la stella polare si trova: d'estate ad est (destra), d'autunno più lontana dall'orizzonte (verso zenit), d'inverno si trova ad ovest (sinistra) e in primavera più vicina alla linea dell'orizzonte.
orientamento empirico con la luna
La luna, specialmente se piena, illumina il cielo e rende più difficoltoso individuare le stelle, ostacola cioè l'orientamento. In questo caso conviene far "buon viso a cattivo gioco", come si suol dire e utilizzare la luna stessa come riferimento. Con la luna piena si può utilizzare l'orologio, adottando lo stesso sistema ma ricordando che il punto cardinale trovato è in questo caso il sud.
Forse è bene ricordare che le precauzioni, quelle che occorre osservare per l'orientamento con il sole per evitare possibili errori, sono necessarie anche nel caso della luna. La luna al primo quarto crescente approssimativamente induca: alle ore 18 il sud, alle ore 24 l'ovest. La luna, all'ultimo
quarto, calante, indica approssimativamente alle 24 l'est e alle ore 6 il sud. La luna nuova
fortunatamente non si vede e così le stelle possono essere utilizzate meglio.
Se si possiede un calendario con le fasi lunari, si può usare lo specchietto qui a fianco, nel
quale sull'altezza ci sono le ore e sulla linea di base sono riportate le fasi nei vari giorni (ogni ciclo dura poco più di 29 giorni e mezzo). La luna è visibile soltanto quando ricade in una delle aree gialle, mentre in quelle grigie non lo è; la linea rossa indica il momento in cui essa si trova a sud, quelle blu quando si trova ad est e ad ovest. La lettura si effettua tenendo conto dell'orario in cui si compie l'osservazione e della fase che c'è in quel giorno, come negli esempi seguenti: quando la luna è piena sorge (ad est) alle 18, è a sud a mezzanotte e tramonta (ad ovest) alle 6; quando è all'ultimo quarto sorge a mezzanotte, passa per il sud alle 6 e tramonta a mezzogiorno e via discorrendo. Tenete inoltre presente il proverbio che dice: "Luna crescente, gobba a ponente; luna calante, gobba a levante". Si dice anche che "la luna è bugiarda" perché quando è a forma di D è crescente e quando è aù forma di C è decrescente.
orientamento empirico con la carta
La carta della zona, anche se è l'unico strumento disponibile, aumenta notevolmente le possibilità di
spostarsi in modo corretto e sicuro. Consente infatti di mettere in relazione il punto di partenza con la meta, evidenzia ostacoli e punti pericolosi che possono essere evitati, permettendo di costruire il tragitto più opportuno, prevedendo difficoltà e tempo di percorrenza di ciascun tratto in cui sia
eventualmente suddiviso. E' specialmente utile in ambiente articolato, dove spesso non serve una gran precisione della direzione da seguire, potendo utilizzare caratteristiche del paesaggio che siano riportate anche sulla carta. Il loro riconoscimento è certamente possibile, certamente molto facilitato, se orientiamo la carta. Orientare la carta significa disporre la sua congiungente N-S con la corrispondente direzione N-S del luogo. Un tempo, orientare aveva significato di rivolgere ad "oriente" . Fino a quando la loro costruzione non fu affrontata con approccio scientifico e matematico, le carte avevano il lato superiore rivolto ad Est. Per quanto riguarda la congiungente N-S, oltre ad avere negli angoli le coordinate geografiche (cioè i valori di latitudine e longitudine, che abbiamo visto essere importanti per l'orientamento con il sole) la carta riporta all'interno un reticolo le cui linee verticali sono indirizzate verso il polo nord geografico. In loro assenza, i limiti destro e sinistro fungono allo scopo. Per quanto riguarda la N-S del luogo, in precedenza abbiamo imparato alcuni metodi per l'orientamento, che possono essere adottati. Una volta fatto, non c'è che da sovrapporre le due linee ottenendo come risultato che i particolari del paesaggio descritti dalla carta risultano disposti nello stesso ordine e nella stessa direzione di quelli
reali. In ambienti articolati che presentano singolarità facilmente riconoscibili e riportate sulla carta, si possono evitare quei rilievi laboriosi, e sfruttando la carta stessa , operare in maniera più pratica e veloce.
punto di stazione conosciuto
In genere, sappiamo in quale punto ci troviamo in quel momento, o perché è segnato sul posto o perché riusciamo a risalirci per deduzione. Nell'ambiente che ci circonda si scelga allora un riferimento ben distinguibile (ad esempio una cima, una forcella, un ponte, una diga, la sponda di un lago); ruotando ora la carta, allineare la direzione dei due punti rappresentati (la linea cioè che congiunge la rappresentazione del punto di stazione con la rappresentazione del riferimento) con quella effettiva che congiunge i due punti reali.
In questa maniera si ottiene l'orientamento del luogo e della carta con un'unica operazione. Per
facilitare l'allineamento e aumentare la precisione è utile sulla carta segnare la direzione con la matita. Se ci manca la matita possono essere utili due spilli.
punto di stazione non conosciuto
Qualche volta potremmo non disporre di alcun elemento decisivo per conoscere a priori il punto di
stazione. In tal caso non è più sufficiente riferirsi ad un solo punto dell'ambiente. Per effettuare
l'orientamento occorre individuare nell'ambiente un primo allineamento, cioè una linea che congiunga
due punti posti nella stessa direzione rispetto al rilevatore. Il suo prolungamento passa quindi anche per il punto di stazione, che in teoria è però uno degli infiniti punti della linea. In pratica invece nell'immediato intorno del punto di stazione qualche caratteristica del paesaggio o dell'ambiente (il limite della vegetazione, un fosso, una cresta) ci consente di determinare comunque il punto di osservazione. Se comunque ciò non fosse possibile occorre cercare un secondo allineamento ed operare nella stessa maniera. E' più conveniente riportare le due linee sulla carta, ma in ogni caso nel punto di incrocio è situato il punto di stazione. Per ridurre al massimo gli inevitabili errori, è bene scegliere i due punti di ciascun allineamento sufficientemente distanti tra loro. Inoltre i due allineamenti dovrebbero esserequasi ortogonali tra loro.
orientamento con il GPS
GPS è la sigla che sta per Global Position System, cioè sistema di posizionamento globale. Il funzionamento è estremamente complesso, ma all’atto pratico si traduce in maniera molto semplice. Si tratta di un ricevitore satellitare che, in base ai dati forniti da un certo numero di satelliti, calcola le coordinate con un’apporissimazione che va dai 20 ai 50 metri. Il numero minimo di satelliti è di 4, tre per la triangolazione ed uno per la quota, ovviamente, più se ne usa, più preciso sarà il rilevamento. Nato per uso militare con una rete di 16 satelliti, è ormai diventato un oggetto di comune utilizzo con una configurazione ormai definitiva: 24 sono i satelliti utilizzati (21 in uso e 3 di riserva). Una volta chiarito di cosa si tratta, vediamo anche che caratteristiche deve avere un GPS per escursioni.
Per la scelta si deve tener conto di diversi fattori: peso batteria, consumo, modalità di funzionamento, dati di posizione in coordinate Utm, robustezza e facilità d’uso. Per il peso, una persona singola dovrà orientarsi verso macchine leggere, mentre per un gruppo il peso diventa mero rilevante: si va dai 250 grammi al chilogrammo. Altrettanto importante è il consumo delle batterie. Generalmente durano dalle 15 alle 24 ore, per una escursione giornaliera sono più che sufficienti, diventano invece scarse per le lunghe traversate. Supponendo che si debba comunque accendere l’apparecchio solo quando si fa il punto, bisogna assicurarsi che si possa ricaricare le batterie nei rifugi o punti d’appoggio. Robustezza e impermeabilità sono generalmente di buon livello, prestare particolare attenzione al vano batterie.
Molto importante risulta infine il tipo di funzionamento: gli apparecchi più veloci nell’acquisire dati, che consumano quindi meno energia, sono del tipo ad un canale ma con una rapidissima sequenza di collegamento (tecnica di multiplexing), necessitano però di un segnale molto forte. Dove l’intensità non sia sufficiente, si può ricorrere a GPS dotati da 4 a 12 canali, uno dedicato per satellite.
• est ed ovest;Una tale rilevazione è però troppo grossolana, anche quando è sufficiente un'ampia tolleranza. Gli scostamenti dalla effettiva posizione derivano sia dallo spostamento stagionale sull'orizzonte delle posizioni dell'alba e del tramonto sia dalla difficoltà di determinare il momento preciso di ciascun fenomeno. A causa dell'inclinazione dell'asse terrestre, queste due posizioni sull'orizzonte corrispondono esattamente con i relativi punti cardinali, solo in coincidenza degli equinozi. Negli altri giorni dell'anno si ha una differenza variabile che raggiunge il suo massimo al momento dei solstizi e purtroppo, per effetto della sfericità della Terra, diventa via via più significativa all'aumentare della latitudine.
Al di sopra dei 55 gradi di latitudine, il movimento del sole è così basso sull'orizzonte da rendere incerti i momenti dell'alba e del tramonto; addirittura, oltre il circolo polare artico, per qualche periodo dell'anno, i fenomeni dell'alba e del tramonto non hanno proprio luogo. Alla nostra latitudine, circa 41°, al solstizio d'inverno, il sorgere e il calare del sole hanno il massimo spostamento di 35° verso sud risultando, per l'alba, nella direzione intermedia ESE e SE (pari a circa 125°) e per il tramonto nella direzione tra SW e WSW (pari a circa 235°);
al solstizio d'estate lo spostamento ha luogo verso nord e raggiunge lo spostamento di 35°, quindi per l'alba si ha una direzione tra NNE e NE (pari a circa 55°) e per il tramonto è tra NW e NNW (pari a 305°).
Utilizzando le sigle della rosa dei venti, risulta piuttosto complicato indicare le direzioni diverse da quelle principali. E' più conveniente sostituire quest'ultima, come già anticipato, con il piano dell'orizzonte suddiviso in 360 gradi. Osserviamo che l'Est si trova a 90°, il sud a 180°, l'Ovest a 270° e il Nord a 360° o 0°. Facendo ora una piccola proporzione, si può osservare che in media, la differenza, sempre per la nostra latitudine, varia alternativamente nelle direzioni già descritte, di circa 2° ogni cinque giorni; dalla differenza in giorni, dagli equinozi si può calcolare uno scostamento in gradi tra la riscontrata posizione del sole e l'effettiva posizione dell'Est con la seguente formula approssimata:
Possiamo allora correggere la rilevazione ottenendo un'approssimazione finale di 3-4 gradi.
Piantando al mattino un'asticciola perpendicolarmente in terra, osserveremo che la sua ombra si modificherà nella lunghezza quanto nella direzione. Segnando di tanto in tanto sul terreno tali variazioni, noteremo dapprima una diminuzione della lunghezza dell'ombra e, dopo il mezzogiorno, proprio di quel dato posto (non quindi dell'orologio), un successivo aumento. La direzione dell'ombra più corta indica effettivamente il Nord, da cui ogni elemento per l'orientamento.
Un secondo modo, che consente di ridurre il tempo di rilevazione, prevede di usare l'orologio per cogliere il momento del mezzogiorno. Però, anche supponendo di possedere uno strumento molto affidabile, le cose si complicano parecchio, perché i risultati possono essere utilizzabili solo se riusciamo a ridurre convenientemente tre diversi errori.
• 1 - La durata del giorno astronomico non è costante e le 24 ore ne rappresentano solo la media. L 'orbita terrestre però non è un cerchio, ma un ellisse in cui il sole occupa uno dei fuochi. Graficamente, è possibile verificare che l'angolo di rotazione tra due situazioni di perpendicolarità non è costante, e varia ciclicamente secondo la distanza dal sole. Vi è quindi una differenza tra l'ora media segnata dall'orologio e quella effettiva del mezzogiorno astronomico; tale differenza raggiunge anche il quarto d'ora, come si può notare dal diagramma detto "analemma”.• 2 - L'ora segnata dall'orologio è quella ufficiale del fuso orario, e corrisponde solo a quella del meridiano centrale del meridiano centrale del fuso. Quando il punto di misura si trova a Est o a Ovest di questo, il mezzogiorno effettivo è rispettivamente in anticipo o in ritardo di quattro minuti per ogni grado di differenza. Gli alpinisti orientali, ad esempio, che si spostano sulle montagne valdostane, notano subito il ritardo di circa mezz'ora dell'alba e l'altrettanto prolungamento del pomeriggio. I residenti
nel nord-ovest che si recano in vacanza in Puglia dovrebbero osservare una differenza
ancor più vistosa. Usando l'orologio, per ridurre l'errore a livelli accettabili occorre
conoscere l'effettivo meridiano in cui ci troviamo e, o tenere conto della differenza,
o mettere l'orologio sull'ora effettiva (verificando eventualmente con il metodo
dell'ombra del bastoncino.• 3 - L'ora dell'orologio è ovviamente tanto diversa dall'effettiva astronomica quanto più ci si sposta in direzione dei paralleli. Per rinunciare all'utilizzo dell'orologio, in uno spostamento verso Est o verso Ovest, che
peraltro può farci uscire dal fuso orario di partenza, è necessario riverificare la differenza (eventualmente attraverso il numero dei chilometri fatti).Meno intuitiva per le ore pomeridiane, se non ci si ricorda che l'angolo da dividere è quello dell'ora segnata + 360°. Se ad esempio fossero le 18 (l'orologio segna le 6), l'angolo effettuato dalla lancetta delle ore sarebbe di 180 (per le 6) + 360 = 540. La metà vale 270 che corrisponde alla direzione delle ore 9 come deve essere. Forse, più praticamente, si può considerare che la bisettrice come sopra definita, segna il Nord di mattino e il Sud di pomeriggio (e naturalmente il Nord nel verso opposto).
Il metodo è pratico e consente, durante le ore di luce, di determinare o controllare in ogni momento l'orientamento. Purtroppo le approssimazioni risultano sempre abbastanza ampie. Infatti anche qui esistono gli errori già indicati che si possono ridurre conoscendo il meridiano e l'errore indicato dall'analemma. Ricordarsi inoltre che tutto ciò non si può fare con un orologio digitale.
dell'orbita, l'altezza del Sole sull'orizzonte non è uguale giorno dopo giorno, e l'effetto combinato è quello della figura descritta. La coordinata verticale di ogni punto corrisponde alla declinazione del sole a quella data, mentre la coordinata orizzontale indica lo scostamento della posizione solare in anticipo o in ritardo rispetto al tempo medio (quello mostrato dagli orologi). L'inclinazione dell'asse della figura dipende dalla latitudine di osservazione.È possibile fotografare l'analemma facendo una esposizione fotografica ogni giorno alla stessa ora (tempo medio) per un anno con la camera puntata esattamente nella stessa direzione e sovrapponendo poi le riprese. Se l'orbita terrestre fosse perfettamente circolare centrata attorno al sole e l'asse terrestre fosse perpendicolare all'orbita, il sole apparirebbe sempre nella stessa posizione ogni giorno alla stessa ora e non si avrebbe alcun analemma. Se l'orbita fosse circolare, ma l'asse inclinato come è realmente, i due lobi della figura sarebbero simmetrici. Se l'asse non fosse inclinato, ma l'orbita fosse ellittica, l'analemma sarebbe costituito da un segmento rettilineo in senso est-ovest.
Su altri pianeti l'analemma ha forma diversa da quello terrestre, per esempio, su Marte, la figura assomiglia ad una goccia.
Fin dalle prime conoscenze astronomiche impariamo che la Stella Polare è, nel nostro emisfero, il riferimento notturno per l'orientamento; e resta ancora il miglior riferimento perché si discosta dal Nord geografico solo di circa 1°. La stella polare ha il grande vantaggio essere fissa, per cui la determinazione sull'orizzonte del nord attraverso la sua posizione nel cielo può presentare qualche inconveniente solo alle alte latitudini. La stella polare non è molto luminosa, e quindi si trova solo indirettamente. Per effettuare la ricerca occorre ricordare che appartiene alla costellazione dell'Orsa Minore, o Piccolo carro, ed è la terza e più lontana stella del suo arcuato timone. Giace sul prolungamento del lato posteriore della vicina costellazione dell'Orsa Maggiore, o Grande Carro, ad una distanza di cinque volte la lunghezza di tale lato.
Il Grande Carro ruota in senso antiorario in un orbita circumpolare. Rispetto ad essa la stella polare si trova: d'estate ad est (destra), d'autunno più lontana dall'orizzonte (verso zenit), d'inverno si trova ad ovest (sinistra) e in primavera più vicina alla linea dell'orizzonte.
Se si possiede un calendario con le fasi lunari, si può usare lo specchietto qui a fianco, nel quale sull'altezza ci sono le ore e sulla linea di base sono riportate le fasi nei vari giorni (ogni ciclo dura poco più di 29 giorni e mezzo). La luna è visibile soltanto quando ricade in una delle aree gialle, mentre in quelle grigie non lo è; la linea rossa indica il momento in cui essa si trova a sud, quelle blu quando si trova ad est e ad ovest. La lettura si effettua tenendo conto dell'orario in cui si compie l'osservazione e della fase che c'è in quel giorno, come negli esempi seguenti: quando la luna è piena sorge (ad est) alle 18, è a sud a mezzanotte e tramonta (ad ovest) alle 6; quando è all'ultimo quarto sorge a mezzanotte, passa per il sud alle 6 e tramonta a mezzogiorno e via discorrendo. Tenete inoltre presente il proverbio che dice: "Luna crescente, gobba a ponente; luna calante, gobba a levante". Si dice anche che "la luna è bugiarda" perché quando è a forma di D è crescente e quando è aù forma di C è decrescente.
In questa maniera si ottiene l'orientamento del luogo e della carta con un'unica operazione. Per facilitare l'allineamento e aumentare la precisione è utile sulla carta segnare la direzione con la matita. Se ci manca la matita possono essere utili due spilli.
Per la scelta si deve tener conto di diversi fattori: peso batteria, consumo, modalità di funzionamento, dati di posizione in coordinate Utm, robustezza e facilità d’uso. Per il peso, una persona singola dovrà orientarsi verso macchine leggere, mentre per un gruppo il peso diventa mero rilevante: si va dai 250 grammi al chilogrammo. Altrettanto importante è il consumo delle batterie. Generalmente durano dalle 15 alle 24 ore, per una escursione giornaliera sono più che sufficienti, diventano invece scarse per le lunghe traversate. Supponendo che si debba comunque accendere l’apparecchio solo quando si fa il punto, bisogna assicurarsi che si possa ricaricare le batterie nei rifugi o punti d’appoggio. Robustezza e impermeabilità sono generalmente di buon livello, prestare particolare attenzione al vano batterie.
Molto importante risulta infine il tipo di funzionamento: gli apparecchi più veloci nell’acquisire dati, che consumano quindi meno energia, sono del tipo ad un canale ma con una rapidissima sequenza di collegamento (tecnica di multiplexing), necessitano però di un segnale molto forte. Dove l’intensità non sia sufficiente, si può ricorrere a GPS dotati da 4 a 12 canali, uno dedicato per satellite.