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Direzione contro rilevamentoModifica
Bussola magneticaModifica
La Terra ha un campo magnetico che è circa allineato con il suo asse di rotazione. Una bussola magnetica è un dispositivo che utilizza questo campo per determinare le direzioni cardinali. Le bussole magnetiche sono ampiamente utilizzate, ma solo moderatamente accurate. Il polo nord dell’ago magnetico punta verso il polo nord geografico della terra e viceversa. Questo perché il polo nord geografico della terra si trova molto vicino al polo sud magnetico della terra. Questo polo magnetico sud della terra situato ad un angolo di 17 gradi rispetto al polo nord geografico attrae il polo nord dell’ago magnetico e viceversa.
Il SoleEdit
La posizione del Sole nel cielo può essere utilizzata per l’orientamento se si conosce l’ora generale del giorno. Al mattino il Sole sorge all’incirca a est (a est solo agli equinozi) e si muove verso l’alto. La sera tramonta a ovest, di nuovo all’incirca e solo a ovest esattamente agli equinozi. Al centro del giorno, è a sud per gli spettatori dell’emisfero settentrionale, che vivono a nord del Tropico del Cancro, e a nord per quelli dell’emisfero meridionale, che vivono a sud del Tropico del Capricorno. Questo metodo non funziona molto bene quando si è più vicini all’equatore (cioè tra il Tropico del Cancro e il Tropico del Capricorno) poiché, nell’emisfero nord, il sole può essere direttamente sopra la testa o addirittura a nord in estate. Al contrario, alle basse latitudini dell’emisfero meridionale, il sole può essere a sud dell’osservatore in estate. In questi luoghi, bisogna prima determinare se il sole si sta muovendo da est a ovest attraverso il nord o il sud osservando i suoi movimenti – da sinistra a destra significa che sta passando per il sud mentre da destra a sinistra significa che sta passando per il nord; oppure si possono osservare le ombre del sole. Se si muovono in senso orario, il sole sarà a sud a mezzogiorno, e se si muovono in senso antiorario, allora il sole sarà a nord a mezzogiorno. Il sole sorge a est e tramonta a ovest.
A causa dell’inclinazione assiale della Terra, indipendentemente dalla posizione dell’osservatore, ci sono solo due giorni all’anno in cui il sole sorge esattamente ad est. Questi giorni sono gli equinozi. In tutti gli altri giorni, a seconda del periodo dell’anno, il sole sorge a nord o a sud del vero est (e tramonta a nord o a sud del vero ovest). Per tutte le località, il sole sorge a nord dell’est (e tramonta a nord dell’ovest) dall’equinozio di nord all’equinozio di sud, e sorge a sud dell’est (e tramonta a sud dell’ovest) dall’equinozio di sud all’equinozio di nord.
Watch dialEdit
C’è un metodo tradizionale con cui un orologio analogico può essere usato per individuare il nord e il sud. Il Sole sembra muoversi nel cielo in un periodo di 24 ore, mentre la lancetta delle ore di un quadrante di un orologio a 12 ore impiega dodici ore per completare una rotazione. Nell’emisfero settentrionale, se l’orologio viene ruotato in modo che la lancetta delle ore punti verso il Sole, il punto a metà strada tra la lancetta delle ore e le ore 12 indicherà il sud. Perché questo metodo funzioni nell’emisfero meridionale, il 12 è puntato verso il Sole e il punto a metà strada tra la lancetta delle ore e le 12 indicherà il nord. Durante l’ora legale, lo stesso metodo può essere impiegato usando le ore 1 al posto delle 12. La differenza tra l’ora locale e l’ora della zona, l’equazione del tempo, e (vicino ai tropici) il cambiamento non uniforme dell’azimut del Sole in diverse ore del giorno limitano la precisione di questo metodo.
MeridianaModifica
Una meridiana portatile può essere usata come strumento più accurato di un orologio per determinare le direzioni cardinali. Poiché il design di una meridiana tiene conto della latitudine dell’osservatore, può essere utilizzata a qualsiasi latitudine. Vedi: Meridiana#Utilizzare una meridiana come una bussola.
AstronomiaModifica
L’astronomia fornisce un metodo per trovare la direzione di notte. Tutte le stelle sembrano trovarsi sulla sfera celeste immaginaria. A causa della rotazione della Terra, la sfera celeste sembra ruotare intorno a un asse che passa per i poli nord e sud della Terra. Questo asse interseca la Sfera Celeste ai poli Nord e Sud Celesti, che appaiono all’osservatore direttamente al di sopra di Nord e Sud rispettivamente sull’orizzonte.
In entrambi gli emisferi, le osservazioni del cielo notturno mostrano che le stelle visibili sembrano muoversi in percorsi circolari, causati dalla rotazione della Terra. Questo si vede meglio in una fotografia a lunga esposizione, che si ottiene chiudendo l’otturatore aperto per la maggior parte della parte intensamente scura di una notte senza luna. La fotografia risultante rivela una moltitudine di archi concentrici (porzioni di cerchi perfetti) da cui il centro esatto può essere facilmente derivato, e che corrisponde al polo celeste, che si trova direttamente sopra la posizione del vero polo (Nord o Sud) sull’orizzonte.
Il polo celeste settentrionale è attualmente (ma non permanentemente) entro una frazione di 1 grado della stella luminosa Polaris. La posizione esatta del polo cambia nel corso di migliaia di anni a causa della precessione degli equinozi. Polaris è anche conosciuta come la Stella Polare, ed è genericamente chiamata stella polare o lodestar. Polaris è visibile solo durante il bel tempo di notte per gli abitanti dell’emisfero nord. L’asterismo “Grande Carro” può essere usato per trovare Polaris. Le 2 stelle d’angolo della “padella” (quelle opposte al manico) puntano sopra la cima della “padella” a Polaris.
Mentre gli osservatori dell’emisfero nord possono usare la stella Polaris per determinare il polo celeste settentrionale, la stella sud della costellazione di Octans è poco visibile per essere usata per la navigazione. Per questo motivo, l’alternativa preferita è quella di utilizzare la costellazione Crux (la Croce del Sud). Il polo celeste meridionale si trova all’intersezione di (a) la linea lungo l’asse lungo della Crux (cioè attraverso Alpha Crucis e Gamma Crucis) e (b) una linea che biseca perpendicolarmente la linea che unisce i “Puntatori” (Alpha Centauri e Beta Centauri).
GyrocompassEdit
Alla fine del XIX secolo, in risposta allo sviluppo di navi da guerra con grandi cannoni traversabili che influivano sulle bussole magnetiche, e forse per evitare la necessità di aspettare il bel tempo di notte per verificare con precisione il proprio allineamento con il nord vero, fu sviluppata la girobussola per l’uso a bordo. Poiché trova il nord vero, piuttosto che quello magnetico, è immune alle interferenze dei campi magnetici locali o di bordo. Il suo principale svantaggio è che dipende da una tecnologia che molti individui potrebbero trovare troppo costosa da giustificare al di fuori del contesto di una grande operazione commerciale o militare. Richiede anche un’alimentazione continua per i suoi motori, e che può essere permesso di sedersi in una posizione per un periodo di tempo mentre si allinea correttamente.
Verso la fine del 20° secolo, l’avvento dei sistemi di posizionamento globale (GPS) basati sui satelliti ha fornito ancora un altro mezzo per qualsiasi individuo per determinare con precisione il nord vero. Mentre i ricevitori GPS (GPSR) funzionano meglio con una visione chiara di tutto il cielo, funzionano di giorno o di notte, e in tutte le condizioni atmosferiche tranne le più severe. Le agenzie governative responsabili dei satelliti li monitorano e li regolano continuamente per mantenere il loro accurato allineamento con la Terra. In contrasto con la girobussola che è più precisa quando è ferma, il ricevitore GPS, se ha solo un’antenna, deve essere in movimento, in genere a più di 0,1 mph (0,2 km/h), per visualizzare correttamente le direzioni della bussola. Sulle navi e sugli aerei, i ricevitori GPS sono spesso dotati di due o più antenne, attaccate separatamente al veicolo. Le latitudini e le longitudini esatte delle antenne sono determinate, il che permette di calcolare le direzioni cardinali rispetto alla struttura del veicolo. Entro questi limiti, i GPSR sono considerati accurati e affidabili. Il GPSR è quindi diventato il modo più veloce e conveniente per ottenere un allineamento verificabile con le direzioni cardinali.