Effemeridi Nautiche (sole, stelle, punto di ariete γ) in excel

Dal 2017 disponibili anche in formato PDF (a fine pagina) 

Le effemeridi nautiche contengono le coordinate astronomiche riferite al meridiano di Greenwich dei principali corpi celesti utilizzati nella navigazione astronomica -  Sole (tempo e declinazione), punto di Ariete (tempo sidereo), stelle (coascensione retta e declinazione), orario del sorgere/tramonto  del sole, crepuscoli e passaggio del sole al meridiano superiore - correzioni altezze misurate con il sestante.

Lo scopo della realizzazione delle "effemeridi nautiche delle stelle" (file in excel) è quello di offrire un programma di tipo "gratuito", snello, intuitivo ed utilizzabile su qualsiasi pc con Excel (Microsoft Office) installato. I dati astronomici dell'intera giornata (ora per ora) necessari per lo sviluppo delle formule sono stampabili su di un foglio di carta (formato A4), proprio come le tradizionali effemeridi nautiche.

Queste forniscono al navigante (ed a chi intende svolgere i calcoli di navigazione astronomica per arrivare alla determinazione del punto nave) i seguenti dati astronomici :

  • sole : tempo (Tv) o angolo orario riferito a Greenwich, declinazione , vt del tempo e vd della declinazione
  • ariete : tempo sidereo (Ts) sempre riferito a Greenwich
  • stelle : coascensione retta ( 360° - a ) e declinazione
  • principali eventi astronomici  : sorgere, tramonto, crepuscoli e passaggio al meridiano

Separatamente, ma sempre da questa pagina, sono scaricabili :

  • le " tabelle di interpolazione " per minuti e secondi sempre riferite alle effemeridi nautiche
  • le tabelle di correzione per le altezze (misurate con il sestante) di sole  e stelle

L'utilizzatore finale dovrà semplicemente stamparsi, prima di partire, le pagine relative ai soli giorni di navigazione previsti e, se non ne è già in possesso, le 15 pagine di interpolazioni dei tempi (solo queste non hanno scadenza : pertanto possono essere tranquillamente utilizzate quelle di effemeridi di anni precedenti).

Tutti gli istanti astronomici sono riferiti al Greenwich Mean Time o U.T. o UT1 ( angolo orario  o tempo del sole medio riferito al meridiano di Greenwich aumentato di 12h ) che durante l'inverno differisce  dal nostro tempo fuso  di 1h ( in estate tempo fuso - 2h).

Con l'osservazione del sole utilizzando il sestante se ne misura la sua altezza sull'orizzonte in un determinato istante. E' necessario eseguire una serie di calcoli che porteranno a definire valori relativi alla retta d'altezza. Successivamente un semplice grafico andrà a stabilire il punto nave ottenuto con l'incrocio di due rette d'altezza o di una retta con la meridiana. Il transito di un qualunque astro al meridiano dell'osservatore coincide con l'altezza massima che questo raggiunge sull'orizzonte. Le osservazioni di stelle avvengono esclusivamente durante i crepuscoli nautici ( scarsi risultati si ottengono con osservazioni notturne con orizzonte lunare ).

immagine delle Effemeridi Nautiche delle Stelle (e del Sole) ( 2 opzioni di stampa ) in formato pdf

descrizione delle effemeridi nautiche delle stelle

Inserendo la data prescelta ( giorno e mese ) :

effemeridi nautiche - impostazione del giorno e del mese

 si otterrà l'aggiornamento della videata con le informazioni astronomiche necessarie :

Passaggio al meridiano di Greenwich

Tm pms GMT : l'istante espresso in ora-minuti-secondi U.T. del passaggio al meridiano del sole in corrispondenza del meridiano di Greenwich - la differenza tra il Tm pms e le 12h 00m 00s rappresenta l'equazione del tempo riferita alle ore 12 - per ottenere il Tm pms nella località dell'osservatore si dovrà sottrarre la longitudine espressa in ore/minuti ( nel caso di long. est ) viceversa aggiungerla se la longit. è ovest   -  Il transito di qualunque astro al meridiano dell'oservatore coincide con l'altezza massima che questo raggiunge sull'orizzonte

le coordinate del sole nelle effemeridi nautiche

  • Tempo :  Tempo Vero del sole o  angolo orario riferito a Greenwich (Tv)
  • Declinazione : declinazione del sole

variazione oraria del tempo e della declinazione

  •  vt = :  variazione del valore del tempo nell'intervallo di 1 ora rispetto ad una " velocità oraria media del sole " pari a 15°00'00''  - nel prospetto sottostante tra le ore 0 e le ore 1 la differenza è pari a 14°59'57''  =  -0.3'  - se si vuole determinare il tempo per un istante intermedio, ad esempio per le 00.20, si dovrà tenere presente che il sole avanzerà di  5° 00,0'  (15°/60minuti x 20 minuti   -   vedi comunque le tabelle di interpolazione poichè sono più "immediate" ) e ritarderà di 0.1' . Pertanto 179° 21.1' (alle ore 00) + 5° (per i 20 minuti) - 0.1' (per il ritardo orario di 0.3' rapportato ai 20 minuti)  =   184°21.0'
  • vd = : variazione del valore della declinazione nell'intervallo di 1 ora   -  per istanti intermedi alle ore intere si dovrà procedere interpolando i due valori di declinazione ( proseguendo con l'esempio precedente riferito alle ore 00.20 la declinazione è pari a 23° 08,1' sud  -   infatti 0.1' dell'ora intera rapportato a 20 minuti dà come risultato 0.0')

In effetti non sarebbe necessario riportare anche i valori "vt" e "vd" perchè facilmente ricavabili sottraendo tempi e declinazioni di due ore "vicine". Si è pensato tuttavia di visualizzarli ugualmente per non disabituare chi ha già dimestichezza con le tradizionali effemeridi.

l'angolo orario del punto di Ariete

  • Tempo Sidereo :  Ts o angolo orario del punto vernale (ariete) riferito al meridiano di Greenwich

le coordinate delle stelle nelle effemeridi nautiche

le coordinate uranografiche equatoriali di 63 stelle :

  • 360° - a : coascensione retta = 360° - asc.retta (da sommare al Ts per ottenere il T della stella)
  • declinazione della stella

la previsione degli eventi astronomici nelle effemeridi nautiche

se vengono inserite le coordinate della posizione stimata il file restituisce  in orari espressi in U.T. ( GMT )  gli istanti nei quali si verificano localmente  i seguenti eventi astronomici :

  • al mattino : inizio/fine del crepuscolo nautico ( sole al di sotto dell'orizzonte con altezza negativa rispettivamente di 12° e 6° ) e sorgere apparente
  • alla sera : inizio/fine del crepuscolo nautico ( sole al di sotto dell'orizzonte con altezza negativa rispettivamente di 6° e 12° ) e tramonto apparente

per " default " sono state inserite le coordinate ( 45° 45' N  -  10° 10' W : Oceano Atlantico circa 140 mg. a nord di Cabo Finisterre ). Le coordinate di questo esempio sono relative ad una posizione situata a 22 mg. a sud del porto di Genova  - nell'esempio il sorgere del sole avverrà alle ore 06.59 UT (o GMT) corrispondenti alle ore 07.59 italiane del 31-12 ( in estate dovà essere considerata l'ora legale : 2 ore di differenza anzichè 1 ora )

viene indicato inoltre:

  • il valore del semidiametro del sole (espresso in primi e centesimi) calcolato per le ore 00.00 del giorno richiesto

Selezionando successivamente il foglio " latitudini fisse " si ha la possibilità di poter stampare  tutti i dati come le tradizionali effemeridi. Le coordinate della località non vengono tenute in considerazione e gli eventi astronomici sono riferiti al meridiano di Greenwich, per latitudini campione (es. 45° Nord, 40° Nord etc). Per poter raggruppare i dati in un unico foglio A4 il range di latitudine è stato limitato a : 52° nord - 10° sud :

I dati del sorgere e del crepuscolo sulle effemeridi nautiche

I dati del tramonto e del crepuscolo sulle effemeridi nautiche

In questo caso la determinazione degli orari è lasciata all'osservatore che dovrà intervenire interpolando la latitudine e andando a sommare/sottrarre la longitudine espressa in ore e minuti agli istanti riportati dalle effemeridi. Dovrà essere sempre tenuta in considerazione la differenza in ore tra il tempo UT ed il tempo di bordo ( fuso ). La data (giorno e mese) è ovviamente quella inserita precedentemente sul foglio " nautical almanac ".

" Tabelle di Interpolazione - intervalli intermedi di tempo / variazioni del tempo e della declinazione "

Per  ricercare i corrispondenti valori di tempo e declinazione per intervalli di minuti e secondi è sufficiente utilizzare delle tabelle di interpolazione. L'utilizzo della calcolatrice risulta infatti più complesso e può portare facilmente all'errore. Come già precedentemente esposto a tal scopo possono essere tranquillamente utilizzate le pagine di interpolazioni di "vecchie" Effemeridi Nautiche pubblicate in qualsiasi anno da enti, uffici o istituti idrografici italiani ed esteri poichè questa sezione  non ha scadenza. Queste in genere sono poste nella parte terminale della pubblicazione e sono colorate (celeste, verde chiaro o giallo).  Nella parte download si può scaricare il file " Tabelle di Interpolazione - tempi e declinazioni " : una volta aperto il file si presenta già pronto per la stampa ( 15 pagine o 8 se fronte/retro ).

gli intervalli di tempo sulle effemeridi nautichele parti proporzionali nelle effemeridi

esempio di utilizzo delle effemeridi e delle tabelle di interpolazione per il calcolo di Tv e declinazione (del sole)

giorno 31/12/2011  (vedi sopra : file pdf "immagine delle Effemeridi Nautiche delle stelle") per le 02h  40m 02s :

per il tempo si andranno a ricercare due valori : il primo in funzione dei minuti e dei secondi nella colonna sole /pian., il secondo nelle parti proporzionali (in fondo alla colonna del minuto intero) in funzione dell'entità di " vt "  ( nel caso dell'esempio è di -0.3' )

Tempo del Sole             209° 20.5'   +   10°00.5'   +   ( -0.2' )            =          219° 20.8'

per la declinazione si ricerca un solo valore ( nella colonna del minuto intero ) in funzione dell'entità di " vd ". Attenzione a non farsi trarre in inganno dal suo valore ( vd = 0.2 ) : infatti se per le ore 02.00 la declinazione è pari a 23° 07.8' sud per le 03.00 è di 23°07.6' sud ( declinazioni negative come valore assoluto ) . La parte proporzionale è  positiva perchè va a ridurre i valori negativi della declinazione : intuitivamente si comprende che la parte proporzionale di " vd " è negativa e che il valore finale in primi è compreso tra 7.8' e 7.6'

Declinazione del Sole        23° 07.8'  sud  +  ( -0.1' )                         =          23° 07,7' sud

Il successivo passo per iniziare i veri calcoli è rappresentato dalla somma del Tempo del Sole ( riferito a GMT ) alla longitudine stimata per ottenere il tempo locale del sole. Quest'ultimo dovrà poi essere trasformato in angolo al polo .................

Tabelle correzioni delle altezze di sole e delle stelle

La tabelle, scaricabili nell'area " download ", prevedono le tradizionali tre correzioni per le altezze del sole ( due sole per le stelle ) misurate con il sestante :

  • depressione apparente dell'orizzonte marino in funzione dell'elevazione dell'occhio dell'osservatore sull'orizzonte marino 
  • rifrazione astronomica media in funzione dell'altezza osservata con il sestante , della temperatura e della pressione atmosferica - sono state previste due casistiche di temperature ( una di 10° C l'altra di 20° C )
  • semidiametro del sole ( è stato previsto solo il caso di osservazioni del lembo inferiore del sole perchè in pratica non si effettuano mai osservazioni del lembo superiore)

Le tabelle sono impostate secondo il metodo italiano : tutte le correzioni sono positive ed espresse in primi tuttavia si dovrà sottrarre un grado all'altezza corretta per ottenere l'altezza vera.

Effemeridi Nautiche in formato PDF

A partire dall'edizione per l'anno 2016 vengono distribuite anche in versione " pura " PDF. Queste contengono anche le tabelle di interpolazione, per le correzioni altezze di Sole e stelle, di conversione arco-tempo e tavole delle distanze (tempo-velocità-percorso). L'utilizzatore dovrà semplicemente scaricarle su pc, notebook o smartphone; potrà stampare tutte le pagine che vorrà ma ovviamente non potrà godere del calcolo automatico del verificarsi degli eventi astronomici impostando latitudine e longitudine come invece avviene potendo variare i dati su di un foglio elettronico come "excel".

 accuratezza e responsabilità

La "VSOP87 teory" utilizzata nella realizzazione di questi files assicura un'accuratezza inferiore ad 1" nella determinazione della posizione del sole. Verifiche a campione, per diversi periodi di anni passati e futuri, evidenziano uno scostamento max di 0,1' sui tempi del sole, declinazioni (sole e stelle), ascensione retta (stelle). I controlli sono stati effettuati mettendo a confronto pubblicazioni scientifiche annuali (effemeridi in diverse lingue) e programmi. I sistemi di arrotondamento adottati sui centesimi di primo da parte dei vari Enti (per eccesso, per difetto, arrotondamento a 0.51, a 0.6 etc., "tronca" etc.) generano inevitabilmente saltuarie differenze contenute entro lo 0.1'. Pertanto queste ultime sussistono anche fra le diverse pubblicazioni/programmi; su alcuni testi vengono ufficialmente definite " approssimazioni tabulari". Addirittura sia il Nautical Almanac Office United States Observatory - Washington USA che il Her Majesty's Nautical Almanac Office - Taunton GB ammettono la possibilità di presenza di errori : contenuti entro 0.25' sul T del sole e 0.3' sul T della luna (in particolare vengono ammessi errori al di sopra di 0.1' nel 10% dei casi).  I risultati generati e visualizzati con questo file sono pertanto da ritenersi perfettamente in linea con le altre fonti (pubblicazioni - software) e gli  scostamenti ininfluenti per stabilire in modo professionale il "punto nave" e per fini didattici. Per utilizzi diversi da quelli didattici non si è comunque esentati dalla consultazione di pubblicazioni scientifiche ufficialmente riconosciute e reperibili sul mercato.

 

download

Effemeridi Nautiche - excel e pdf
Tabelle di interpolazione - tempo e declinazione 
Tabelle per la correzione delle altezze di Sole
Tabelle per la correzione delle altezze delle stelle 
Tabella conversione arco-tempo 

Nel menù di download è stato inserito anche un file per l'anno 2005 su richiesta di naviganti che devono sostenere esami presso le Capitanerie di Porto. 

Starfinder Nautico

 Le Effemeridi Nautiche per l'anno successivo saranno disponibili dal 1 Ottobre dell'anno in corso

Il sestante - errori, verifiche e calibratura

impressioni e suggerimenti lasciati nel "guestbook" saranno molto graditi !!!

considerazioni dell'autore

Rispetto alle tradizionali effemeridi il file in excel consente di ottenere immediatamente gli istanti astronomici ( in ora U.T. ) di sorgere / tramonto del sole e crepuscoli per una località semplicemente inserendone  le coordinate geografiche. Per ottenere gli istanti espressi in tempo fuso sarà sufficiente sommare le ore intere che separano il tempo fuso dal Tm (GMT) / U.T. a quelli elaborati dal programma.(In Italia si dovrà sommare un'ora in inverno o due con l'ora legale). Al programma è stato imposto di non calcolare questi eventi per latitudini superiori ai 66° sia perchè la navigazione oltre queste latitudini è improbabile sia perchè iniziano a verificarsi fenomeni di crepuscolo continuo. Volutamente non sono stati presi in considerazione i pianeti e la luna perchè di scarso interesse al navigante nella determinazione del punto nave. Se si vorrà avere un documento cartaceo in un semplice foglio formato A4 si potranno stampare tutti i dati astronomici della giornata in esame.

bibliografia

Jean Meeus - Astronomical Algorithms - Willmann-Bell, Inc. - Richmond, Virginia - USA
Jean Meeus - Astronomical Formulae for C. - Willmann-Bell, Inc. - Richmond, Virginia - USA
Pierre Bretagnon & Jean-Louis Simon - Planetary Programs and Tables from -4000 to +2800 - Willmann-Bell, Inc. - Richmond, Virg.- USA
Fifth Fundamental Catalogue (FK5) - Verlag G.Braun - Karlsruhe

 

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