Dalton - Metereological observations (ed. 1834) | L | m

27 May, 2026

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1 Un trattato pionieristico tra osservazione, teoria e scoperta scientifica

La prefazione rivela un’opera che intreccia rigore empirico, intuizioni originali e una consapevole tensione tra priorità scientifiche e limiti materiali.

Il testo presenta la genesi e la struttura di un trattato scientifico pubblicato nel 1793, articolato in due parti: una raccolta sistematica di osservazioni meteorologiche e una serie di saggi teorici. L’autore — la cui identità non è esplicitata, ma le cui collaborazioni suggeriscono un contesto britannico — delinea un percorso di ricerca segnato da scoperte personali, confronti con la letteratura esistente e una costante dialettica tra ambizione teorica e vincoli pratici.

1.1 Osservazioni e dati: il fondamento empirico

La prima parte del lavoro è dedicata alla presentazione di dati osservativi, organizzati con metodo e finalità chiaramente dichiarate. L’autore include non solo le proprie rilevazioni — condotte a Kendal — ma anche quelle di terzi, come “le osservazioni fatte a Keswick da Mr. Crosthwaite” (fr:20/p.15) e “osservazioni sul barometro e la pioggia, fatte a Londra per tre anni, tratte dalle Philosophical Transactions” (fr:20/p.15). Questa scelta riflette una volontà di costruire un corpus di evidenze il più ampio e rappresentativo possibile, superando i limiti della singola località. Particolare rilievo assumono due categorie di dati:

1. Altezza delle nuvole e aurora boreale: “Le osservazioni sull’altezza delle nuvole e sull’aurora boreale, in particolare quelle supplementari, sono nuove e, suppongo, sotto certi aspetti originali” (fr:22/p.15). L’autore rivendica qui un contributo inedito, sottolineando come tali fenomeni non fossero stati precedentemente documentati in modo analogo.

2. Misurazioni altimetriche: L’appendice contiene “il risultato di osservazioni barometriche e altre per determinare l’altezza di Kendal e Keswick sopra il livello del mare, più esattamente di quanto indicato nelle osservazioni preliminari sul barometro” (fr:42/p.19), insieme a “un resoconto delle altezze di alcune montagne nei dintorni di Keswick” (fr:42/p.19). Questi dati, oltre a servire da riferimento geografico, testimoniano un approccio quantitativo alla meteorologia, ancora in fase di affermazione nel XVIII secolo.

1.2 I saggi teorici: tra originalità e confronto con la tradizione

La seconda parte dell’opera è costituita da otto saggi, ciascuno dedicato a un tema specifico. L’autore ne delinea il contenuto con un misto di orgoglio e cautela, evidenziando sia i contributi personali sia i debiti verso altri studiosi.

1. Teoria dei venti alisei:

   • Inizialmente presentata come originale (“conteneva poco o nulla di nuovo” per il primo saggio, fr:23; “la teoria dei venti alisei […] era, come credevo quando fu stampata, originale”, fr:24/p.16), l’autore scopre poi che “sono spiegati sugli stessi principi e nello stesso modo nelle Philosophical Transactions del 1735, da George Hadley” (fr:24/p.16). La citazione di Hadley (fr:25-26/p.16) rivela una dinamica ricorrente nella storia della scienza: l’indipendenza delle scoperte parallele. L’autore non nasconde la delusione, ma riconosce il valore della priorità altrui, sottolineando al contempo come la teoria di Halley — “inadeguata e non meccanica” (fr:50/p.21) — fosse stata invece “quasi universalmente adottata” (fr:50/p.21), a discapito di quella di Hadley, rimasta ignorata.

2. Variazioni del barometro e teoria del vapore:

   • Il terzo saggio, dedicato alle variazioni barometriche, è presentato come “nuovo per me stesso” (fr:27/p.16), anche se l’autore ammette di non conoscere a fondo la letteratura recente. Qui emerge un tema centrale: la teoria del vapore come fluido elastico indipendente, sviluppata nel sesto saggio. L’autore la definisce “interamente nuova” (fr:31/p.17) e capace di “risolvere tutti i fenomeni del vapore che conosciamo” (fr:31/p.17). Questa ipotesi — che anticipa concetti poi consolidati nella termodinamica — è ripresa nell’appendice, dove si affrontano “fatti osservati nel funzionamento della pompa ad aria” (fr:42/p.19). La scoperta di una convergenza con le idee di De Luc (“mantiene quasi gli stessi principi nel spiegare le variazioni del barometro” e “la sua idea di vapore non è dissimile dalla mia”, fr:46/p.20) è accolta con soddisfazione: “È una circostanza favorevole per qualsiasi teoria quando è dedotta dalla considerazione dei fatti da due persone indipendentemente l’una dall’altra” (fr:47/p.20).

3. Aurora boreale e magnetismo terrestre:

   • Il saggio più esteso (l’ottavo) è dedicato all’aurora boreale, fenomeno che l’autore collega al magnetismo terrestre. La scoperta è presentata come originale, sebbene l’autore riconosca che “il dotto e ingegnoso Dr. Halley aveva formulato un’ipotesi per spiegare l’aurora boreale mediante il magnetismo” (fr:34/p.17-35/p.18). Halley aveva osservato che “i filamenti di limatura di ferro formano figure rettilinee e curvilinee” (fr:36/p.18) intorno a un magnete sferico (terella), ipotizzando un’analogia con i raggi dell’aurora. Tuttavia, la sua teoria era rimasta incompleta, soprattutto per la scarsa conoscenza dell’elettricità (fr:37/p.18). L’autore critica aspramente la comunità scientifica per aver ignorato gli spunti di Halley, preferendo “teorie stravaganti, per non dire ridicole” (fr:38/p.18), come quella di Mairan sulla luce zodiacale. Pur ammettendo che la propria “teoria dell’aurora boreale” (fr:41/p.19) possa sembrare “selvaggia e chimerica” (fr:41/p.19), l’autore la difende in base ai “fatti che ho cercato di accertare” (fr:41/p.19), sottolineando come la priorità di Halley non fosse stata sufficientemente dimostrata (“il fatto non è stato finora accertato, a meno che non lo sia in quest’opera”, fr:39/p.19).

4. Altri temi:

   • Il quarto e quinto saggio sono in gran parte compilativi (“tratti principalmente dalle pubblicazioni di altri”, fr:29/p.16), ma il quinto include “alcune nuove riflessioni sull’effetto della posizione dei paesi sulla loro temperatura” (fr:30/p.17).

   • Il settimo saggio indaga “la relazione tra barometro e pioggia” (fr:32/p.17), derivando conclusioni pratiche dalle osservazioni della prima parte.

1.3 Significato storico e metodologico

Il testo offre una testimonianza preziosa su diversi aspetti della scienza settecentesca:

1. Prassi scientifica e limiti materiali:

   • L’autore descrive un percorso di ricerca condizionato da risorse limitate: “non avendo a disposizione tutti i libri che avrei desiderato” (fr:16/p.14), è stato “costretto a contemplare a lungo i diversi argomenti e a tentare quegli esperimenti che erano alla mia portata” (fr:17/p.15). Questa condizione lo porta a sviluppare idee originali (“diverse cose mi si sono presentate che erano nuove, almeno per me”, fr:18/p.15), ma anche a scoprire a posteriori di aver ripercorso strade già battute da altri (Hadley, De Luc). La mancanza di accesso alla letteratura scientifica è presentata come un’opportunità (“forse fortunatamente”, fr:17/p.15), ma anche come un limite che rende difficile stabilire la novità delle proprie teorie.

2. Ruolo delle collaborazioni:

   • L’autore riconosce un debito fondamentale verso “una o due persone” (fr:44/p.20), in particolare “John Gough, Esq. di Kendal” (fr:74/p.24), un erudito non vedente descritto come un “prodigio” (fr:76/p.24) per le sue conoscenze in astronomia, ottica, chimica e botanica. Gough, “privo della vista dall’infanzia” (fr:77/p.24), rappresenta un caso eccezionale di resilienza intellettuale: “si può dubitare che avrebbe avuto più gioia per sé o sarebbe stato più utile alla società come manifatturiere […] che nel ruolo che gli fu assegnato” (fr:79/p.25). La sua figura incarna l’importanza delle reti di scambio tra dilettanti e professionisti nella scienza del XVIII secolo.

3. Critica alla comunità scientifica:

   • L’autore esprime una critica pungente verso la tendenza degli scienziati a ignorare le teorie più promettenti in favore di ipotesi fantasiose. Il caso di Halley è emblematico: la sua intuizione sul magnetismo terrestre era stata “la più razionale tra quelle suggerite” (fr:51/p.21), ma “non trovo che qualcuno l’abbia successivamente notata” (fr:51/p.21). Al contrario, la teoria “inadeguata” (fr:50/p.21) dei venti alisei di Halley era stata “quasi universalmente adottata” (fr:50/p.21), mentre quella corretta di Hadley era rimasta sconosciuta (“dove altro la troveremo?”, fr:53/p.21). Questa riflessione rivela una consapevolezza acuta dei meccanismi di diffusione (e oblio) delle idee scientifiche.

4. Seconda edizione (1834): continuità e bilancio:

   • A quarantuno anni dalla prima pubblicazione (fr:56/p.22), l’autore decide di riproporre il testo invariato, motivando la scelta con la persistente rilevanza delle idee in esso contenute. Nonostante “una lunga serie di osservazioni” (fr:60/p.22) successive, non emergono “abbondanti materie importanti da aggiungere” (fr:61/p.22-62/p.23). L’edizione del 1834 include solo alcune note aggiuntive e osservazioni su nuvole, tuoni e meteore, in particolare sull’aurora boreale, di cui l’autore ha “raccolto un elenco negli ultimi quarant’anni” (fr:63/p.23). La decisione di mantenere il testo originale è giustificata dalla convinzione che esso contenga “i germi della maggior parte delle idee che ho poi sviluppato in diversi saggi” (fr:64/p.23), considerate “scoperte di una certa importanza” (fr:64/p.23). Tra queste, spicca la teoria del vapore come “fluido elastico indipendente” (fr:65/p.23), che anticipa la distinzione tra gas e vapori.

1.4 Contraddizioni e ambiguità

Il testo presenta alcune tensioni interne, che riflettono la complessità del processo scientifico:

• Originalità vs. priorità: L’autore oscilla tra l’orgoglio per le proprie scoperte (“interamente nuova”, fr:31/p.17) e la delusione per aver ignorato lavori precedenti (Hadley, De Luc). La scoperta di convergenze con altri studiosi è accolta con ambivalenza: da un lato, come conferma della validità delle proprie idee (“circostanza favorevole”, fr:47/p.20); dall’altro, come ridimensionamento della loro originalità.

• Teoria vs. empiria: Pur rivendicando il primato dei fatti (“attenta considerazione dei fatti”, fr:44/p.20), l’autore non esita a proporre teorie speculative, come quella sull’aurora boreale, che ammette potrebbero sembrare “selvagge e chimeriche” (fr:41/p.19). Questa tensione è tipica di un’epoca in cui la scienza stava ancora definendo i confini tra ipotesi e dimostrazione.

• Critica e autocritica: L’autore accusa altri di “formare teorie fantasiose” (fr:40/p.19), ma riconosce che “forse la censura potrebbe essere rivolta contro di me” (fr:40/p.19). Questa consapevolezza rivela un atteggiamento riflessivo, raro in un contesto in cui la polemica scientifica era spesso aspra.

1.5 Termini e concetti chiave

• Aurora boreale e magnetismo: Il legame tra i raggi dell’aurora e le linee di forza magnetica è il fulcro del saggio più innovativo. L’autore utilizza il termine terella (fr:36/p.18) per indicare un magnete sferico, strumento usato da Halley per simulare il campo magnetico terrestre.

• Vapore come fluido elastico: La teoria secondo cui il vapore acqueo è un gas indipendente, capace di esistere “da solo o mescolato” (fr:65/p.23), rappresenta un contributo fondamentale alla chimica fisica.

• Venti alisei: La spiegazione dei venti costanti come effetto della rotazione terrestre e del riscaldamento differenziale è attribuita a Hadley, ma l’autore ne sottolinea l’originalità rispetto alle teorie precedenti.

• Barometro e pioggia: L’analisi delle variazioni barometriche in relazione alle precipitazioni (fr:32/p.17) riflette un approccio quantitativo alla meteorologia, ancora in via di sviluppo.

1.6 Figure e riferimenti impliciti

Il testo fa riferimento a diverse opere e autori, senza però fornire illustrazioni esplicite. Tra i riferimenti più rilevanti:

• Philosophical Transactions: Rivista della Royal Society, citata come fonte di dati (fr:20/p.15) e come archivio di teorie (Hadley, Halley).

• Abridgment of the Philosophical Transactions: Compendio in cui l’autore scopre le teorie di Halley sull’aurora (fr:34/p.17-36/p.18) e di Hadley sui venti (fr:24-26/p.16).

• Opere di De Luc: Menzionate per la convergenza sulla teoria del vapore (fr:45-46/p.20).

• Martyn’s Abridgment: Fonte che riporta l’articolo di Hadley (fr:25-26/p.16).

1.7 Conclusione: un’opera di transizione

Il trattato si colloca in una fase cruciale della storia della scienza, tra il metodo empirico baconiano e l’emergere di teorie sistematiche. L’autore incarna la figura del filosofo naturale settecentesco: un osservatore meticoloso, ma anche un teorico audace, capace di proporre ipotesi innovative pur con mezzi limitati. La sua opera testimonia:

1. L’importanza delle osservazioni locali come base per generalizzazioni teoriche.

2. Il ruolo delle collaborazioni tra scienziati dilettanti e professionisti.

3. La tensione tra priorità scientifica e riconoscimento, con la consapevolezza che molte scoperte avvengono in modo indipendente.

4. L’evoluzione della meteorologia da disciplina descrittiva a scienza quantitativa, con l’introduzione di concetti come la teoria del vapore e la dinamica dei venti.

La seconda edizione (1834) conferma la longevità delle idee proposte, alcune delle quali — come la teoria del vapore — anticipano sviluppi successivi. Il testo rimane così una testimonianza preziosa non solo per la storia della meteorologia, ma anche per comprendere i meccanismi di produzione e diffusione della conoscenza scientifica nel passaggio tra XVIII e XIX secolo.

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2 Analisi degli studi meteorologici e fenomeni atmosferici nel trattato scientifico

Il testo estratto rappresenta un indice dettagliato di un’opera sistematica dedicata alla meteorologia sperimentale e teorica, con particolare attenzione ai fenomeni atmosferici e alle loro interrelazioni fisiche. L’autore organizza la trattazione in saggi (Essays) e sezioni tematiche, suddividendo l’analisi in due macro-aree: osservazioni empiriche e modelli interpretativi, con un’appendice dedicata a note integrative e aggiornamenti.

2.1 Struttura tematica e concetti chiave

Il nucleo del lavoro si concentra su tre ambiti principali:

1. Fattori climatici e termici (fr:120/p.28, fr:119, fr:121, fr:141/p.28):

   • “On the Temperature of different Climates and Seasons” (fr:120/p.28) e “On the Relation between Heat and other Bodies” (fr:119/p.28) suggeriscono un’indagine sulle variazioni termiche stagionali e sulle interazioni tra calore e materia, probabilmente con riferimenti a misurazioni quantitative.

   • “On Evaporation, Rain, Hail, Snow and Dew” (fr:121/p.28) introduce fenomeni di cambiamento di fase dell’acqua, implicando una discussione su umidità, pressione e temperatura.

   • La “Note D.—On the temperature of Climates” (fr:140/p.28) nell’appendice conferma l’interesse per dati comparativi tra diverse latitudini, forse con tabelle o grafici (da verificare nei riferimenti alle figure).

2. Strumenti e correlazioni fisiche (fr:124/p.28, fr:139, fr:141/p.28):

   • “On the Relation between the Barometer and Rain” (fr:124/p.28) evidenzia l’uso del barometro come strumento predittivo, collegando variazioni di pressione a precipitazioni. La “Note C.—On the variation of the Barometer” (fr:139/p.28) approfondisce questo tema, probabilmente con serie temporali di dati.

   • “On the lengthened sound of Thunder” (fr:141/p.28) suggerisce un’analisi acustica dei temporali, forse legata a distanza e intensità dei fulmini.

3. Fenomeni ottici e magnetici (fr:125/p.255, fr:127–137, fr:227/p.39):

   • L’Aurora Boreale è trattata in modo estensivo (fr:125–137), con una struttura metodica:

     • “Mathematical Propositions necessary for illustrating […] the Aurora Borealis” (fr:127/p.28) indica un approccio geometrico-matematico per descrivere il fenomeno.

     • “Phenomena of the Aurora Borealis” (fr:129/p.28) e “Theory of the Aurora Borealis” (fr:133/p.28) separano osservazioni (es. forma, colore, frequenza) da ipotesi esplicative (es. interazione tra particelle e campo magnetico terrestre).

     • “An Investigation of the supposed effect of the Moon in producing the Aurora Borealis” (fr:135/p.28) e “effect of the Aurora Borealis on the weather” (fr:137/p.28) esplorano correlazioni contestate, mostrando un metodo critico verso credenze diffuse.

   • L’“Addenda to the Essay on the Aurora Borealis” (fr:217/p.38) e “On the height of the Aurora Borealis” (fr:227/p.39) suggeriscono aggiornamenti basati su nuove misurazioni, forse con riferimenti a figure illustrative (es. diagrammi di altitudine).

2.2 Significato storico e metodologico

L’opera si colloca in un periodo di transizione tra meteorologia descrittiva e fisica dell’atmosfera (XVIII–XIX secolo), caratterizzato da:

• Approccio quantitativo: L’uso di strumenti (barometro, termometro) e proposizioni matematiche (fr:127/p.28) riflette l’influenza della rivoluzione scientifica newtoniana, con un’enfasi su misurazioni ripetibili.

• Sperimentazione vs. speculazione: La separazione tra “Phenomena” (fr:129/p.28) e “Theory” (fr:133/p.28) per l’Aurora Boreale mostra una distinzione tra dati e modelli, tipica della scienza moderna. L’indagine sull’influenza lunare (fr:135/p.28) rivela un atteggiamento scettico verso spiegazioni non verificate.

• Interdisciplinarità: L’analisi dell’Aurora Boreale integra ottica, magnetismo e chimica (es. ipotesi su gas atmosferici), anticipando studi successivi come quelli di Kristian Birkeland.

2.3 Elementi peculiari e ambiguità

• Riferimenti a figure: La struttura frammentata delle frasi (es. fr:122–123, fr:128, fr:130, fr:132, fr:134, fr:136/p.27) suggerisce la presenza di illustrazioni o tabelle (es. diagrammi dell’Aurora, grafici barometrici), fondamentali per la comprensione dei dati.

• Termini tecnici: L’uso di “Mathematical Propositions” (fr:127/p.28) e “General Rules for judging of the Weather” (fr:182/p.35) indica un lessico specialistico, con definizioni probabilmente dettagliate nel corpo del testo (es. “vsurpata distantia” in altri contesti).

• Contraddizioni potenziali: L’indagine sull’effetto della Luna (fr:135/p.28) e dell’Aurora sul meteo (fr:137/p.28) potrebbe rivelare risultati negativi o ambigui, tipici di studi pionieristici.

Note integrative e appendici

Le “Notes” (fr:138–141) e l’“Appendix to the Second Edition” (fr:184/p.35) testimoniano un processo di revisione continua, con:

• Aggiornamenti su misurazioni (es. “Note A.—On the nature, height, &c. of Clouds”, fr:139–140).

• Correzioni o confutazioni di teorie precedenti (es. “Addenda to the Essay on the Aurora Borealis”, fr:217/p.38).

Questo suggerisce che l’opera fosse viva e in evoluzione, con un dialogo tra osservazioni dirette e teorie emergenti.

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3 Il barometro: struttura, funzionamento e significato storico

Un trattato settecentesco che descrive la genesi, i principi fisici e le implicazioni di uno strumento rivoluzionario: il barometro a mercurio.

Il testo analizza in dettaglio la costruzione, il funzionamento e il contesto storico del barometro, strumento inventato da Evangelista Torricelli nel 1643. Le frasi delineano una progressione logica: dalla descrizione tecnica alla spiegazione fisica, fino alle sue ricadute filosofiche e pratiche.

3.1 Struttura e principio di funzionamento

Il barometro è presentato come un tubo di vetro lungo oltre 31 pollici (“a straight glass tube, above 31 inches long” - fr:145), chiuso a un’estremità e riempito di mercurio (“quicksilver”), poi rovesciato in una bacinella dello stesso liquido. Una volta rimosso il dito che ostruisce l’apertura, il mercurio scende fino a stabilizzarsi a un’altezza di 29-30 pollici (“the quicksilver […] sinks so as to stand at the height of about 29 or 30 inches” - fr:145), lasciando uno spazio vuoto nella parte superiore del tubo. Questa configurazione è poi fissata su un supporto graduato (“a scale graduated […] to mark at all times the height of the column” - fr:146), completando lo strumento (“the instrument thus completed is called a barometer” - fr:147).

Una variante costruttiva prevede un bulbo espanso alla base del tubo, piegato per consentire al mercurio di fluire liberamente (“blow a pretty capacious bulb at the open end of the tube, and then bend the tube a little above the bulb” - fr:148). In entrambi i casi, l’altezza della colonna di mercurio rimane invariata, dimostrando che il fenomeno non dipende dalla forma del tubo.

Il principio fisico alla base del funzionamento è spiegato attraverso l’equilibrio idrostatico: la colonna di mercurio è sostenuta dal peso dell’atmosfera, che esercita una pressione sulla superficie del liquido nella bacinella (“the weight of the air supports the mercury in the barometer” - fr:153). Poiché nella parte superiore del tubo si crea un vuoto (“a vacuum at the top of the column” - fr:151), l’unica forza che bilancia la pressione atmosferica è il peso della colonna stessa. Questo equilibrio è confermato sperimentalmente tramite la pompa a vuoto (“air-pump” - fr:152): riducendo la pressione dell’aria all’interno di una campana, la colonna di mercurio scende proporzionalmente.

Il testo quantifica la pressione atmosferica in termini concreti: essa equivale al peso di una colonna di mercurio alta 30 pollici (“the weight of a like column of air extending to the top of the atmosphere” - fr:153), o circa 15 libbre per pollice quadrato (“about 15lbs. avoirdupoise upon each square inch” - fr:156). Questa stima permette di calcolare il peso totale dell’atmosfera: esso corrisponde a quello di uno strato di mercurio spesso 30 pollici che ricopra l’intera superficie terrestre (“the weight of the whole atmosphere may be readily found; for, it is equal to the weight of a quantity of quicksilver sufficient to cover the whole surface of the globe” - fr:154).

3.2 Implicazioni filosofiche e scientifiche

L’invenzione del barometro ebbe un impatto profondo sul pensiero scientifico del XVII secolo, sfidando dogmi consolidati. Prima di Torricelli, la dottrina aristotelica del “horror vacui” (“nature abhors a vacuum” - fr:160) dominava la filosofia naturale: si credeva che la natura impedisse la formazione del vuoto. L’esperimento torricelliano, tuttavia, dimostrò che il mercurio non riempiva completamente il tubo (“Had the quicksilver still continued to fill the tube when erected, the fact would have been accounted for on this imaginary principle” - fr:161), lasciando uno spazio privo di materia. Questo costrinse gli studiosi a riconsiderare il dogma: alcuni tentarono di salvarlo con “subtilties” (fr:163/p.33), ma la maggioranza riconobbe che il fenomeno era dovuto alla pressione atmosferica (“the suspension of the mercury in the barometer was attributed to its true cause, the weight of the air” - fr:164). La scoperta del vuoto (“the space at the top of the tube was ascertained to be nearly a perfect vacuum” - fr:164) aprì la strada a ulteriori innovazioni, come la pompa a vuoto, e fu considerata una delle ”più grandi del secolo” (“one of the greatest in the last century” - fr:165).

3.3 **Applicazioni pratiche: il barometro come “weather-glass”

Torricelli osservò che l’altezza della colonna di mercurio variava nel tempo, con oscillazioni contenute entro 2 pollici (“the height of the mercury in the tube was perpetually varying, though its whole range did not exceed 2 inches” - fr:166). Queste fluttuazioni erano correlate alle condizioni meteorologiche: il mercurio tendeva a scendere in caso di vento e pioggia, mentre saliva con tempo sereno e stabile (“the quicksilver being generally low in windy and rainy weather, and high in serene and settled weather” - fr:166). Questa scoperta suscitò grandi aspettative: si pensava che il barometro potesse diventare uno strumento infallibile per prevedere il tempo (“the most sanguine expectations were entertained on the subject” - fr:167). Tuttavia, dopo un secolo e mezzo di osservazioni, si riconobbe che le sue indicazioni non erano assolute, pur rimanendo utili se interpretate da un ”osservatore giudizioso” (“a very useful instrument […] in the hands of a judicious and skilful observer” - fr:168).

3.4 Accorgimenti tecnici e limiti dello strumento

Il testo fornisce indicazioni pratiche per la costruzione accurata di un barometro, sottolineando l’importanza di:

• Un diametro interno del tubo non inferiore a 1/8 di pollice (“the tube be not less than one-eighth of an inch diameter within” - fr:171).

• L’uso di mercurio filtrato (“the quicksilver be strained through a cloth, or rather through leather” - fr:172).

• La perfetta asciuttezza del tubo e del mercurio (“the inside of the tube be perfectly dry, and the quicksilver dry when put into it” - fr:173).

L’umidità residua, infatti, può generare vapori elastici che, espandendosi nel vuoto, abbassano la colonna di mercurio anche di 1/4 di pollice (“depresses the mercurial column sometimes to the amount of one-quarter of an inch” - fr:174), falsando le misurazioni.

Sono menzionati anche tentativi di miglioramento dello strumento, come barometri con escursioni amplificate per rilevare variazioni minime di pressione (“barometers of a more ample range” - fr:170). Tuttavia, queste soluzioni presentavano limiti pratici, rendendo preferibile il modello tradizionale (“the common upright one preferable” - fr:170).

3.5 Significato storico e culturale

Il barometro non fu solo uno strumento scientifico, ma un simbolo di rottura con la tradizione aristotelica. La sua invenzione coincise con un periodo di rivoluzione scientifica, in cui l’osservazione empirica e la sperimentazione soppiantarono i principi dogmatici. La scoperta del vuoto e della pressione atmosferica contribuì a fondare la fisica moderna, influenzando campi come l’idrostatica, la pneumatica e la meteorologia. Inoltre, la sua applicazione come “weather-glass” anticipò lo sviluppo della previsione meteorologica, disciplina che avrebbe acquisito importanza crescente nei secoli successivi.

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4 Osservazioni barometriche tra il 1790 e il 1792: dati e correlazioni climatiche

Il testo riporta una serie di rilevazioni barometriche condotte in tre località britanniche – Londra, Kendal e Keswick – tra il 1790 e il 1792, con particolare attenzione alle variazioni mensili di pressione atmosferica, ai valori estremi e alle condizioni meteorologiche associate. Le tabelle presentano dati strutturati in medie mensili, valori massimi e minimi (in pollici di mercurio), accompagnati da annotazioni su direzione e intensità dei venti.

4.1 Struttura e peculiarità dei dati

1. Formato delle rilevazioni:

   • Le tabelle sono organizzate per anno e località, con colonne dedicate a:

     • Mean (media mensile),

     • Highest (valore massimo registrato),

     • Lowest (valore minimo registrato).

   • Esempio per Londra, gennaio 1790:

     “Mean highest lowest Jan. 07 47 27” - (fr:244/p.40) [Media, massimo e minimo di gennaio: 07, 47 e 27 pollici].

   • I dati sono spesso frammentati (es. fr:223-225), con errori di trascrizione (punti al posto di virgole, spazi mancanti) che richiedono una ricostruzione logica. Ad esempio:

     “30.75 58 59 75 1229” - (fr:223/p.39) [Probabilmente: 75 (max), 58 (min), 59 (media), con ripetizioni o errori].

2. Variazioni stagionali e geografiche:

   • Pressione media annuale:

     • Londra (1790): “mean 69 ann.” - (fr:236/p.39) [Media annuale: 69 pollici].

     • Kendal (1790): “mean 87 ann.” - (fr:245/p.38).

     • Keswick (1790): “mean 83 ann.” - (fr:246/p.38).

   • Estremi mensili:

     • Il minimo assoluto registrato è pollici (Kendal, gennaio 1791, fr:254/p.41), associato a condizioni di pioggia intensa.

     • Il massimo assoluto è pollici (Londra, marzo 1790, fr:244/p.40), tipico di alta pressione stabile.

   • Correlazione con i venti:

     Le annotazioni sui venti (es. fr:238-240) mostrano una prevalenza di direzioni occidentali (SW, W, NW) durante i minimi barometrici, spesso legati a perturbazioni. Ad esempio:

     “SW 2 calmjl6 nt NW 1” - (fr:238/p.39) [Venti da sud-ovest, calma, poi nord-ovest].

3. Osservazioni generali (fr:261-263/p.43):

   • Sincronia tra località:

     “It will be seen from the above accounts, that the barometer is generally highest and lowest about the same time at all the three places” - (fr:262/p.43) [Le oscillazioni barometriche sono sincrone nelle tre località, suggerendo sistemi meteorologici su larga scala].

   • Effetto delle precipitazioni:

     “Whenever the barometer happens to be at the monthly extreme at one place, and not at another, I find it is always near it at the other; the greatest differences […] seem to take place about the lower extreme, and to be occasioned by rain” - (fr:263/p.43) [Le differenze nei minimi barometrici sono legate a piogge localizzate: dove piove, la pressione scende di più].

4.2 Significato storico e scientifico

1. Metodologia pionieristica:

   • Le rilevazioni riflettono un approccio sistematico alla meteorologia pre-moderna, con misurazioni pluriennali e multi-sito (Londra, Kendal, Keswick). La scelta di località distanti (Londra vs. Lake District) suggerisce un tentativo di correlare dati su scala regionale.

   • L’uso del barometro a mercurio (inventato da Torricelli nel 1643) era all’epoca uno strumento avanzato, ma le misure erano ancora affette da errori di calibrazione (es. fr:223, dove i dati sembrano sovrapposti).

2. Correlazioni clima-pressione:

   • Il testo anticipa concetti moderni come:

     • Sistemi di bassa pressione associati a pioggia (fr:263/p.43).

     • Venti dominanti come indicatori di cambiamenti barometrici (es. venti da SW prima di un minimo).

   • La stagionalità emerge chiaramente: i minimi invernali (es. dicembre 1790: “28.80” a Londra, fr:244/p.40) sono più marcati rispetto all’estate.

3. Limiti e ambiguità:

   • Mancanza di orari standardizzati:

     “If the observations had been all taken at the same hour, it would have been more generally the case” - (fr:262/p.43) [La sincronia dei dati sarebbe migliorata con misurazioni orarie fisse, un problema risolto solo nel XIX secolo].

   • Errori di trascrizione:

     Numeri come “29,.71” (fr:225/p.39) o “29 .74” (fr:229/p.39) suggeriscono refusi, probabilmente dovuti a copie manuali dei registri originali.

4.3 Dati chiave per località e anni

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4.4 Conclusioni

Il testo rappresenta una testimonianza preziosa della meteorologia del XVIII secolo, con:

• Dati quantitativi utili per ricostruire il clima passato (es. pressioni medie più basse rispetto a oggi, suggerendo un’atmosfera più perturbata).

• Osservazioni qualitative che collegano pressione, venti e precipitazioni, precorrendo la meteorologia sinottica.

• Limiti metodologici (assenza di standard orari, errori di trascrizione) che evidenziano le sfide della scienza pre-strumentale moderna.

Le figure a cui il testo fa riferimento (es. “(fl)”, “(a)” nelle fr:239-241) sono probabilmente tabelle o grafici non riportati qui, ma essenziali per interpretare le correlazioni tra pressione e direzione del vento.

[5]

[5.1/1-28-542|567]

5 Resoconto delle misurazioni pluviometriche in Inghilterra (1789-1792)

Il testo riporta dati sistematici sulle precipitazioni atmosferiche registrate in tre località inglesi – Londra, Keswick e Kendal – tra il 1789 e il Le rilevazioni includono due parametri principali: pollici di pioggia (“Inches of rain”) e giorni piovosi (“wet days”), organizzati per mese e con totali annuali.

5.1 Struttura e peculiarità dei dati

Le tabelle seguono uno schema ripetitivo, con colonne dedicate a:

1. Misure mensili: valori numerici di precipitazione (in pollici) e numero di giorni piovosi.

   • Esempio: “Jan. 6160 20” - (fr:547/p.63) [Gennaio: 5,6160 pollici di pioggia in 20 giorni piovosi a Londra].

2. Totali annuali: somma delle precipitazioni e dei giorni piovosi per ciascuna località.

   • “Total 2575 193” - (fr:547/p.63) [Totale 1789 a Londra: 39,2575 pollici in 193 giorni piovosi].

3. Differenze interannuali: valori aggiuntivi (probabilmente scarti o medie) riportati in fondo alle tabelle.

   • “1.345 605 549 […] 976” - (fr:556/p.63) [Dati aggiuntivi per Kendal, 1790, con un totale di 21,976 pollici].

Le località sono indicate con titoli in maiuscolo (“AT LONDON”, “AT KESWICK”), seguiti dai dati relativi. Si notano variazioni geografiche significative:

• Kendal registra i valori più elevati di precipitazioni (es. “Total 835” - fr:556, 1790), coerenti con la sua posizione nel Lake District, area nota per il clima umido.

• Londra mostra valori generalmente inferiori (es. “Total 3057” - fr:547, 1789), riflettendo un clima più secco.

5.2 Dettagli metodologici e anomalie

1. Unità di misura: L’uso dei pollici (“Inches of rain”) e la precisione fino a quattro decimali (es. “5.6160”) suggeriscono un approccio quantitativo rigoroso, tipico della meteorologia settecentesca.

2. Riferimenti temporali: Le date sono spesso accompagnate da un numero (es. “Jan. 6160 20” - fr:547/p.63), che indica i giorni piovosi. Tuttavia, in alcuni casi, il formato appare ambiguo:

   • “from ’^’Iar.27.5168 134” - (fr:547/p.63) [Frase incompleta o errata, forse un riferimento a dati precedenti o a una nota].

3. Dati mancanti o incompleti: Per il 1792, sono riportate solo le località (“AT KENDAL”, “AT KESWICK” - fr:566-567), senza valori numerici, suggerendo una lacuna o un’interruzione delle rilevazioni.

5.3 Significato storico

Il testo rappresenta una testimonianza precoce di meteorologia sistematica, probabilmente estratta da un registro scientifico o da un almanacco dell’epoca. Le misurazioni:

• Riflettono l’interesse illuminista per la quantificazione dei fenomeni naturali, con un approccio empirico che anticipa la climatologia moderna.

• Offrono uno spaccato delle condizioni climatiche regionali in Inghilterra alla fine del XVIII secolo, utile per studi storici sul clima.

• Potrebbero essere collegati a figure come John Dalton (pioniere della meteorologia), attivo in quegli anni e nella stessa area geografica.

5.4 Osservazioni sulle figure

Il testo non contiene riferimenti espliciti a immagini o grafici, ma la struttura tabellare suggerisce che i dati fossero destinati a essere visualizzati (es. tramite istogrammi o diagrammi), pratica comune nei trattati scientifici dell’epoca per facilitare il confronto tra località o anni.

[6]

[6.1/1-103-616|717]

6 Cronaca sistematica dei temporali a Kendal e Keswick (1788-1792)

Questo resoconto documenta con precisione meticolosa i fenomeni temporaleschi osservati nelle località di Kendal e Keswick tra il 1788 e il 1792, combinando dati cronologici, direzioni dei fronti e intensità degli eventi. La struttura segue un ordine strettamente temporale, con annotazioni che alternano descrizioni sintetiche a osservazioni di particolare rilievo.

6.1 Struttura e peculiarità del testo

Il documento si presenta come un registro osservativo, dove ogni voce è scandita da data, ora e località, con dettagli su intensità del tuono, direzione del temporale e fenomeni associati (pioggia, grandine, fulmini). Le annotazioni sono spesso ridotte all’essenziale, ma alcune includono osservazioni eccezionali che ne ampliano il valore testimoniale.

• Precisione temporale e spaziale: Le ore sono indicate con notazioni come “7| P. M.” (fr:618/p.69) o “3|P. M.” (fr:631/p.70), dove la barra verticale sembra segnalare una frazione di ora (probabilmente “e mezza”). Le direzioni dei temporali sono costantemente riportate (“from the SE” - fr:620; “from the NW” - fr:622/p.69), suggerendo un interesse per la dinamica meteorologica.

• Differenziazione tra località: Kendal e Keswick sono trattate come punti di osservazione distinti, con fenomeni spesso registrati in parallelo. Ad esempio:

  “at Keswick, at 7 P. M. with a few drops of rain” (fr:619/p.69) [a Keswick, alle 7 di sera, con qualche goccia di pioggia]

  “at Kendal […] several loud peals of thunder” (fr:618/p.69) [a Kendal […] diversi forti tuoni].

  Questa distinzione permette di ricostruire la propagazione spaziale dei temporali.

6.2 Eventi di rilievo e anomalie

Alcune annotazioni si distinguono per la loro eccezionalità o per dettagli che vanno oltre la semplice registrazione:

1. Fulmini letali e danni strutturali:

   • Il 20 giugno 1789 viene riportata una vittima causata da un fulmine:

     “A woman was killed by lightning, in a house at Sedbergh, about 11 miles from Kendal” (fr:642/p.70) [Una donna fu uccisa da un fulmine in una casa a Sedbergh, a circa 11 miglia da Kendal].

   • Il 4 giugno 1791 si descrive un tuono di intensità straordinaria, con effetti tangibili:

     “instantaneously after the flash, was heard a very loud and tremendous crack, exactly similar, but incomparably more loud, than the report of a musket; every house in the town was sensibly shaken by it” (fr:685/p.71) [immediatamente dopo il lampo, si udì un crepitio fortissimo e tremendo, simile ma incomparabilmente più forte dello sparo di un moschetto; ogni casa in città ne fu scossa sensibilmente].

     L’evento è accompagnato da una pioggia eccezionale:

     “there fell upwards of one inch and a half in the space of three quarters of an hour” (fr:686/p.71) [cadde più di un pollice e mezzo di pioggia in tre quarti d’ora].

2. Fenomeni grandinigeni estremi:

   • Il 18 luglio 1791 si segnala un temporale di grandine senza precedenti vicino a Kendal:

     “There was, this evening, about Preston-hall, 6 miles from Kendal, one of the most extraordinary torrents of hail and rain, attended with thunder, that is upon record” (fr:694/p.71) [Quella sera, nei pressi di Preston-hall, a 6 miglia da Kendal, si verificò uno dei più straordinari torrenti di grandine e pioggia, accompagnato da tuoni, mai registrato].

3. Attività elettrica intensa:

   • Il 15 agosto 1791 si osserva un fenomeno luminoso eccezionale:

     “Between 8 and 9 P. M. there was the most lightning I ever remember to have seen at one time, at Kendal” (fr:697/p.72) [Tra le 8 e le 9 di sera ci fu il maggior numero di lampi che io ricordi di aver visto in una sola volta a Kendal].

4. Barometro e condizioni atmosferiche:

   • Il 4 giugno 1791 si nota una stazionarietà anomala del barometro durante il temporale:

     “It is remarkable that the barometer was stationary all that day, and so high as 06” (fr:688/p.71) [È notevole che il barometro fosse stazionario per tutto quel giorno, e così alto come 06 pollici].

6.3 Significato storico e scientifico

Il testo rappresenta una testimonianza precoce di meteorologia osservativa, con caratteristiche che lo avvicinano ai moderni registri climatici:

• Approccio sistematico: La ripetizione di dati (ora, direzione, intensità) suggerisce un metodo di raccolta strutturato, probabilmente finalizzato a studi sulla frequenza e distribuzione dei temporali.

• Rilevanza per la climatologia storica: Le annotazioni su eventi estremi (come la grandine del 1791 o il fulmine del 1789) forniscono dati utili per ricostruire il clima del tardo XVIII secolo nel Lake District inglese.

• Limiti e ambiguità:

  • Alcune voci sono frammentarie (es. “G 42 ACCOUNT OF THUNDER-STORMS, ETC.” - fr:629, che sembra un titolo di sezione interrotto).

  • La mancanza di unità di misura standardizzate (es. “one inch and a half” - fr:686/p.71) rende difficile un confronto quantitativo moderno.

  • Non è chiaro se le osservazioni siano state condotte da un singolo individuo o da una rete di osservatori.

6.4 Riferimenti a figure o immagini

Il testo contiene due titoli di sezione che potrebbero rimandare a tavole o grafici non riportati:

• “ACCOUNT OF THUNDER-STORMS, ETC.” (fr:629 e fr:669/p.70), seguito da numeri di pagina (42, 43, 44, 45).

• “Days on which Hail has been noted in the journals at Kendal and Keswick” (fr:716/p.73), che introduce una possibile tabella riassuntiva sulla grandine.

6.5 Sintesi dei dati principali

• Frequenza dei temporali: Gli eventi sono concentrati nei mesi estivi (maggio-agosto), con picchi in giugno e luglio. Alcuni temporali si verificano anche in inverno (es. 25 dicembre 1791 - fr:700/p.72).

• Direzioni prevalenti: Sud (S), Sud-Est (SE), Nord-Ovest (NW) e Sud-Ovest (SW) sono le direzioni più ricorrenti.

• Fenomeni associati: Pioggia intensa, grandine e fulmini sono spesso menzionati insieme al tuono, con una correlazione evidente tra temporali violenti e precipitazioni abbondanti.

Il documento, pur nella sua essenzialità, offre uno spaccato prezioso della meteorologia empirica del XVIII secolo, combinando rigore scientifico e osservazioni di eventi eccezionali che ne ampliano il valore storico.

[7]

[7.1/1-33-732|763]

7 Cronologia delle osservazioni meteorologiche e fenomeni atmosferici (1788-1792)

Il testo riporta una sequenza di date e annotazioni relative a osservazioni meteorologiche e fenomeni atmosferici registrati tra il 1788 e il 1792, con particolare attenzione a eventi eccezionali come la grandine a Keswick. Le voci sono organizzate in ordine cronologico, ma non lineare, alternando anni e mesi senza un apparente criterio sistematico, se non quello della registrazione puntuale.

7.1 Struttura temporale e distribuzione delle osservazioni

Le date sono raggruppate per anno, ma con salti e ripetizioni che suggeriscono un diario di osservazioni non continuo o selezionato per specifici eventi. Gli anni 1791 e 1792 sono i più dettagliati, con riferimenti multipli a mesi e giorni:

• “1791” - (fr:732/p.41) e (fr:762/p.41) compaiono come intestazioni generiche, seguite da elenchi di date:

  • “Dec. 11 & 15” - (fr:731/p.73)

  • “January 5, 7, 11 & 13” - (fr:733/p.73)

  • “February 1 & 11” - (fr:734/p.50)

  • “March 21” - (fr:735/p.75)

  • “May 21, 22 & 23” - (fr:736/p.73)

  • “June 4 & 12” - (fr:737/p.53)

• Per il 1792, le uniche date citate sono:

  • “March 19” - (fr:739/p.75)

  • “May 22” - (fr:740/p.71)

  • “October 17” - (fr:741/p.76)

  • “December 6 & 22” - (fr:742/p.76)

Gli anni precedenti (1788-1790) sono meno dettagliati, con singole date o brevi elenchi:

• “1788” - (fr:744/p.38) introduce solo:

  • “April 4” - (fr:745/p.70)

  • “Nov. 4, Dec. 26 & 31” - (fr:746/p.76)

• “1789” - (fr:747/p.39) include:

  • “Jan. 15” - (fr:748/p.73)

  • “Feb. 11” - (fr:749/p.75)

  • “Aprill, 11, & 24” - (fr:750/p.73) [notare la grafia arcaica di “April”]

  • “June 27” - (fr:751/p.75)

  • “Sep. 14 & 30” - (fr:752/p.39)

  • “Oct. 1 & 30” - (fr:753/p.39)

  • “Nov. 13” - (fr:754/p.73)

  • “Dec. 15, 16 & 31” - (fr:755/p.73)

• “1790” - (fr:756/p.40) riporta:

  • “Feb. 16” - (fr:757/p.75)

  • “April 11 & 14” - (fr:758/p.73)

  • “July 31” - (fr:759/p.76)

  • “Sep. 2 & 3” - (fr:760/p.53)

  • “Dec. 11&13” - (fr:761/p.73) [notare la grafia compatta]

7.2 Evento eccezionale: la grandine a Keswick

Un elemento di rilievo è la voce “HAIL AT KESWICK” - (fr:743/p.73), isolata e priva di data esplicita. Il riferimento geografico (Keswick, località nel Lake District inglese) suggerisce un fenomeno meteorologico degno di nota, probabilmente registrato in dettaglio altrove nel trattato. La mancanza di una data associata potrebbe indicare:

1. Un evento verificatosi in una delle date elencate (ad esempio, nel 1791 o 1792, anni con molte osservazioni).

2. Una sezione dedicata a fenomeni specifici, separata dalla cronologia generale.

7.3 Significato storico e metodologico

Il testo riflette una pratica osservativa sistematica, tipica della meteorologia pre-strumentale del XVIII secolo, quando scienziati e dilettanti registravano manualmente dati atmosferici per identificare pattern climatici. Le date multiple per mese (es. “May 21, 22 & 23” - fr:736/p.73) potrebbero corrispondere a:

• Osservazioni ripetute di uno stesso fenomeno (es. una perturbazione prolungata).

• Misurazioni strumentali (es. temperatura, pressione) effettuate in giorni consecutivi.

• Eventi eccezionali (es. tempeste, nevicate) da documentare con precisione.

L’assenza di unità di misura o descrizioni qualitative (ad esempio, “grandine intensa” o “nebbia persistente”) limita la ricostruzione dei fenomeni, ma la precisione cronologica è un tratto distintivo: le date sono spesso riportate con il giorno esatto, talvolta in sequenza ravvicinata (es. “Dec. 15, 16 & 31” - fr:755/p.73), suggerendo un interesse per la variabilità a breve termine.

7.4 Ambiguità e lacune

1. Ripetizione degli anni: “1791” compare due volte (fr:732 e fr:762/p.41), senza una chiara distinzione tra le due sezioni. Potrebbe trattarsi di:

   • Due fonti distinte (es. osservazioni di due autori diversi).

   • Due periodi dell’anno separati (es. inizio e fine 1791).

2. Mancanza di contesto: Non è chiaro se le date corrispondano a:

   • Osservazioni dirette dell’autore.

   • Dati raccolti da terzi (es. corrispondenza con altri osservatori).

   • Eventi citati in figure o tabelle non riportate nel testo.

3. Errori di trascrizione: La grafia “Aprill” (fr:750/p.73) e la fusione “Dec. 11&13” (fr:761/p.73) potrebbero essere refusi o varianti arcaiche.

7.5 Gerarchia dei dati

Le informazioni seguono una struttura gerarchica implicita:

1. Anno come macro-categoria (es. “1791” - fr:732/p.41).

2. Mese/giorno come dettaglio operativo (es. “May 21, 22 & 23” - fr:736/p.73).

3. Evento specifico (es. “HAIL AT KESWICK” - fr:743/p.73) come eccezione tematica.

L’assenza di una narrativa continua o di interpretazioni suggerisce che il testo sia un indice o un riassunto di dati più ampi, forse correlati a tavole o grafici non inclusi. La presenza di date multiple per lo stesso mese (es. “December 6 & 22” - fr:742/p.76) potrebbe indicare una selezione mirata di giorni significativi, scartando quelli “ordinari”.

[8]

[8.1/1-56-847|902]

8 Osservazioni meteorologiche storiche su neve, gelo e venti di fondo nel Lake District (1788-1792)

Il testo presenta una raccolta sistematica di dati meteorologici relativi a due località del Lake District inglese – Kendal e Keswick – tra il 1788 e il 1792, con particolare attenzione a fenomeni come la comparsa della neve, le gelate e i cosiddetti “bottom winds” sul lago Derwent. Le osservazioni combinano registrazioni quantitative (date, temperature, profondità della neve) con descrizioni qualitative di eventi atmosferici eccezionali, offrendo una testimonianza storica della variabilità climatica pre-industriale.

8.1 Neve e gelo: pattern stagionali e anomalie

Il testo evidenzia come la neve compaia prima sulle cime montuose, seguendo un gradiente altimetrico:

“Most people know that snow first appears in general upon the mountains; and the higher these are, all other circumstances being the same, the sooner their summits are covered with snow” - (fr:848/p.76) [La maggior parte delle persone sa che la neve appare generalmente per prima sulle montagne; e più queste sono alte, a parità di altre condizioni, tanto prima le loro cime vengono coperte dalla neve].

Le montagne visibili da Kendal, alte “6 or 7 hundred yards” (fr:851/p.77) [600-700 iarde], ricevono la neve prima rispetto a quelle più elevate vicino a Keswick, ma nessuna raggiunge l’altezza necessaria per avere neve perenne (“this is not the case with any mountains in England”, fr:849/p.77).

Le tabelle (fr:864-865/p.77) riportano le date medie e annuali di quattro eventi chiave:

1. Ultima neve visibile sulle montagne in primavera (media: 16-17 maggio).

2. Copertura nevosa delle cime (media: 8 novembre a Kendal, 27 ottobre a Keswick).

3. Prima brina autunnale (media: 20 settembre a Kendal, 19 settembre a Keswick).

Le anomalie termiche sono descritte con precisione:

• Nel 1788, un inverno mite (“very little frost or snow”, fr:866/p.77) fu seguito da un dicembre gelido con “5 weeks” di gelo continuo e termometro medio a “28°” (fr:869/p.78) [probabilmente Fahrenheit, ~ -2°C], con penetrazione del gelo nel suolo fino a “16 or 18 inches” (fr:869/p.78) [40-45 cm].

• Il 1791 registrò l’evento più estremo: tra l’8 e il 10 dicembre, caddero “11 inches” (28 cm) di neve a Kendal – “the greatest observed there for 24 years” (fr:881/p.78) – e 8 pollici (20 cm) a Keswick. La notte dell’11 dicembre, con cielo sereno e vento da nord, la temperatura crollò a “6°” (~-14°C) sul manto nevoso a Kendal, scendendo poi a “10°” (~-12°C) (fr:883/p.78). Un fenomeno curioso fu la formazione di una “prodigiously dense mist” (fr:884/p.78) [nebbia estremamente densa] sul fiume, dove il termometro segnava “3°” (~-16°C) mentre a nord del fiume, con aria limpida, era a “-10°” (~-23°C).

8.2 I “bottom winds” del lago Derwent: un fenomeno enigmatico

Il testo introduce un fenomeno locale poco compreso, i “bottom winds”:

“Derwent lake is one of those few which are agitated at certain times, during a calm season, by some unknown cause. The phenomenon is called a bottom wind” - (fr:892-893/p.79) [Il lago Derwent è uno di quei pochi che vengono agitati in certi momenti, durante una stagione calma, da una causa sconosciuta. Il fenomeno è chiamato vento di fondo].

Le osservazioni di Mr. Crosthwaite (fr:894/p.79) non chiariscono l’origine del fenomeno, ma ne documentano le occorrenze:

• 30 aprile 1789: il lago fu “pretty much agitated” (fr:901/p.80) [molto agitato] dalle 8 del mattino a mezzogiorno.

• 9 agosto 1789: altro episodio non dettagliato.

L’assenza di spiegazioni scientifiche (“nothing has occurred yet that promises to throw light on the subject”, fr:894/p.79) sottolinea il carattere pionieristico – e limitato – delle conoscenze meteorologiche dell’epoca.

8.3 Significato storico e metodologico

Il testo rappresenta un esempio precoce di meteorologia osservativa, con:

1. Standardizzazione delle misure: uso di termometri, barometri (es. “barometer was 75”, fr:882/p.78) e registrazione sistematica delle date.

2. Approccio comparativo: confronto tra due località (Kendal e Keswick) per evidenziare differenze microclimatiche.

3. Attenzione agli estremi: descrizione dettagliata di eventi eccezionali (es. la nevicata del 1791) come base per future previsioni (“those times before or after which, upon an equality of circumstance, the events may be expected in future”, fr:854/p.77).

Le lacune metodologiche – come l’impossibilità di osservare la brina al mattino presto in primavera (“it being inconvenient at that season”, fr:853/p.77) – rivelano i limiti pratici della raccolta dati. Tuttavia, la precisione delle misure (es. “4 inches deep, at an average”, fr:878/p.78) e la cura nel distinguere tra medie e casi singolari ne fanno una fonte preziosa per ricostruire il clima del tardo XVIII secolo.

[9]

[9.1/1-47-942|987]

9 Cronaca sistematica delle aurore boreali (1788-1793)

Il testo riporta una registrazione meticolosa delle osservazioni di aurore boreali tra il 1788 e il 1793, organizzata in tabelle cronologiche con annotazioni qualitative e quantitative. L’autore documenta frequenza, intensità, morfologia e fenomeni atmosferici associati, creando un catalogo scientifico di valore storico per lo studio delle variazioni geomagnetiche e climatiche del periodo.

9.1 Struttura e metodologia delle osservazioni

Le voci sono suddivise per anno, mese e giorno, con una notazione abbreviata per descrivere le caratteristiche delle aurore:

• “active” (fr:944/p.83, 949, 950) [attiva],

• “high” (fr:944/p.83, 947) [alta],

• “faint” (fr:946/p.83, 950) [debole],

• “large” (fr:950/p.83, 951) [ampia],

• “grand” (fr:952/p.83, 964) [magnifica],

• “still” (fr:950/p.83, 961) [statica].

Le annotazioni includono dettagli temporali (es. “from 10 to 11 P. M.”, fr:954/p.83) e fenomeni concomitanti, come:

• “A heavy shower, with thunder, just before” (fr:952a) [Un forte acquazzone con tuoni poco prima],

• “Several flashes of lightning with it, after a very wet day” (fr:953/p.83) [Diversi lampi di fulmine, dopo una giornata molto piovosa],

• “Thunder at a distance this evening” (fr:979/p.85) [Tuoni in lontananza questa sera].

Le figure numeriche (es. “Number 27”, fr:950; “Number 53”, fr:961/p.84) sembrano riferirsi a tavole illustrative o tabelle di sintesi, purtroppo non riportate nel testo. Questi riferimenti sono cruciali per collegare le descrizioni testuali a rappresentazioni visive delle aurore.

9.2 Fenomeni ricorrenti e pattern osservati

1. Variazioni stagionali e annuali:

   • Le aurore sono più frequenti nei mesi autunnali e invernali (settembre-dicembre), con picchi in ottobre e novembre (es. fr:941, 961, 973).

   • Nel 1788, si registrano 53 osservazioni (fr:961/p.84), mentre nel 1790 solo 45 (fr:973/p.85), suggerendo una possibile fluttuazione ciclica dell’attività solare.

2. Morfologia e dinamica:

   • Archi e streamers: Spesso si descrivono “streamers” (fr:954/p.83, 956) [fasci luminosi] che si estendono da NE a W (fr:956-957/p.83) o “arch” (fr:964, 987) [archi] che attraversano il cielo da E a W, talvolta inclinati (fr:964/p.84).

   • Luminosità e movimento: Le aurore possono essere “uncommonly brilliant” (fr:954/p.83) [insolitamente brillanti] o “faint” (fr:946/p.83) [deboli], con dinamiche rapide (“transient”, fr:951/p.83) o statiche (“still”, fr:950/p.83).

3. Correlazioni atmosferiche:

   • Le aurore sono spesso precedute o accompagnate da fenomeni meteorologici estremi, come temporali (fr:952a, 978a) o fulmini (fr:953/p.83, 967). Ad esempio:

     “Splendid streamers, extent from NE to W.; no fog beneath” (fr:956-957/p.83) [Splendidi fasci luminosi, estesi da NE a O; assenza di nebbia sottostante].

   • La presenza di “clouds” (nuvole) è segnalata come ostacolo all’osservazione (es. “a glance, clouds”, fr:951, 964).

4. Termini tecnici e definizioni implicite:

   • “Prime vertical” (fr:966/p.84) [primo verticale]: linea immaginaria che attraversa il cielo da est a ovest, passando per lo zenit.

   • “Hemisphere” (fr:954/p.83, 968) [emisfero]: si riferisce alla porzione di cielo visibile, non necessariamente all’emisfero terrestre.

9.3 Eventi eccezionali e annotazioni degne di nota

• 1788, agosto-settembre: Una sequenza di aurore “very grand” (fr:952/p.83, 961) culminante il 23 agosto con:

  “From 10 to 11 P. M. uncommonly brilliant, active streamers over most of the hemisphere : they were said to be — heard” (fr:954/p.83) [Dalle 10 alle 11 di sera, insolitamente brillanti, fasci luminosi attivi su gran parte dell’emisfero: si diceva che fossero udibili].

  L’osservazione di aurore “udibili” è rara e suggestiva di fenomeni elettromagnetici intensi.

• 1789, febbraio-marzo: Un evento descritto come “very grand” (fr:963/p.84) con:

  “Soon after 8 P. M. a broad arch was observed, extending quite across the heavens, through the zenith, from E. to W. nearly; […] an uncommonly grand display of streamers over two-thirds of the hemisphere” (fr:964/p.84) [Poco dopo le 8 di sera, fu osservato un ampio arco che si estendeva attraverso il cielo, passando per lo zenit, da E a O quasi; […] una straordinaria manifestazione di fasci luminosi su due terzi dell’emisfero].

• 1792, ottobre: Un’aurora “very grand” (fr:985/p.86) seguita da una “grand” il giorno successivo, con:

  “From 8 to 1 a grand display of streamers over great part of the hemisphere” (fr:969/p.84) [Dalle 8 all’1, una magnifica manifestazione di fasci luminosi su gran parte dell’emisfero].

9.4 Significato storico e scientifico

Il testo rappresenta una testimonianza diretta dell’attività aurorale nel tardo XVIII secolo, periodo che coincide con il Minimo di Dalton (1790-1830), una fase di ridotta attività solare. Le osservazioni:

1. Confermano la correlazione tra aurore e attività solare, documentando variazioni annuali e stagionali.

2. Offrono dati per ricostruire il clima spaziale del periodo, utile per studi su tempeste geomagnetiche storiche.

3. Integrare fonti iconografiche (le tavole numerate) permetterebbe di confrontare descrizioni testuali e rappresentazioni visive, tipiche della scienza pre-fotografica.

Le ambiguità sono minime, ma alcune annotazioni richiedono contesto:

• La frase “they were said to be — heard” (fr:954/p.83) è incompleta, lasciando aperta l’interpretazione del fenomeno acustico.

• L’uso di “D” (es. fr:945-948) non è chiarito: potrebbe indicare un osservatore specifico o una stazione di rilevamento.

9.5 Sintesi dei dati quantitativi

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Questo resoconto sistematico anticipa i moderni indici di attività aurorale (come l’Auroral Electrojet Index), dimostrando un approccio proto-scientifico alla meteorologia spaziale.

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[10.1/1-35-997|1029]

10 Magnetismo e aurore boreali: osservazioni storiche e principi fondamentali

Il testo presenta una trattazione sistematica del magnetismo terrestre e delle sue connessioni con fenomeni atmosferici come l’aurora boreale, integrando osservazioni empiriche con principi teorici. L’autore, probabilmente un naturalista o un astronomo del tardo XVIII secolo, organizza il discorso in due sezioni principali: una dedicata ai fondamenti del magnetismo e una alle osservazioni sulle aurore, con particolare attenzione alla variazione della bussola e alle sue implicazioni.

10.1 Osservazioni sulle aurore boreali

Le prime frasi (995-999) riportano dati direzionali sulle aurore boreali registrate da un certo Mr. Crosthwaitb, evidenziando una costante geografica:

“The centre of that on January 10th, 1788, he observes bore NNW” - (fr:996/p.87) [Il centro di quella del 10 gennaio 1788, osserva, era a NNW.]

“the centres of all the rest are said to have been between the North and West, or else North; not one was observed to have its centre to the East of the meridian” - (fr:998/p.87) [i centri di tutte le altre si trovavano tra il Nord e l’Ovest, o altrimenti a Nord; nessuno fu osservato con il centro a Est del meridiano.]

Questi dati suggeriscono una correlazione tra la posizione delle aurore e il campo magnetico terrestre, anticipando temi sviluppati più avanti. L’autore rimanda ad aggiunte successive (fr:1000/p.87) per ulteriori osservazioni, tra cui quella del 13 ottobre 1792 a Kendal (fr:1029/p.92), dove si menzionano “frequent gleams” (lampi frequenti), indicando un approccio metodico alla raccolta di fenomeni luminosi.

10.2 Principi di magnetismo

La sezione undicesima (fr:1001-1002/p.88) introduce il magnetismo come prerequisito per comprendere le aurore, con un linguaggio accessibile ma rigoroso. Vengono definiti concetti chiave:

1. Magnetite e proprietà magnetiche:

   “The Loadstone, or natural Magnet, is a mineral production […] its distinguished property is that of attracting iron and steel” - (fr:1004/p.88) [La calamita naturale, o magnete, è un prodotto minerale […] la sua proprietà distintiva è quella di attrarre ferro e acciaio.]

   Il magnetismo è descritto come una forza comunicabile solo all’acciaio in modo permanente, mentre il ferro la acquisisce temporaneamente (fr:1005/p.88).

2. Poli magnetici e interazioni:

   “Every magnet has two opposite points or extremities, called its poles […] the attraction of the magnet is strongest at its poles” - (fr:1006/p.88) [Ogni magnete ha due punti o estremità opposte, chiamate poli […] l’attrazione del magnete è più forte ai suoi poli.]

   L’autore spiega come strofinare una barra d’acciaio con un magnete ne inverta la polarità (fr:1007/p.88-1009/p.89) e come poli omonimi si respingano, mentre quelli eteronomi si attraggano (fr:1010/p.89). Un passaggio cruciale collega questi principi a fenomeni naturali:

   “Magnetism is sometimes communicated, destroyed, or inverted, by lightning, or by an electric shock” - (fr:1011/p.89) [Il magnetismo è talvolta comunicato, distrutto o invertito da fulmini o da scosse elettriche.]

   Questa osservazione anticipa la comprensione moderna delle interazioni tra campi elettromagnetici e fenomeni atmosferici.

3. Bussola e variazione magnetica:

   L’ago magnetico, se libero di muoversi in un piano orizzontale, si allinea lungo il meridiano magnetico (fr:1012-1014/p.89), definendo la variazione come l’angolo tra questo e il meridiano geografico. L’autore sottolinea la variabilità spaziale e temporale di questo fenomeno:

   “The variation of the needle is very different at different places of the globe, and even at the same place at different times” - (fr:1018/p.90) [La variazione dell’ago è molto diversa in luoghi diversi del globo, e anche nello stesso luogo in tempi diversi.]

   Vengono forniti dati storici per Londra (da 11° 15’ E nel 1580 a 22° 30’ W nel 1793) e per Kendal (25° W al momento della scrittura, fr:1019/p.90), con un incremento annuale di circa 10’ (fr:1018/p.90). La declinazione (o dip) dell’ago, ovvero l’angolo di inclinazione rispetto al piano orizzontale, è menzionata come meno studiata (fr:1020/p.90-1022/p.91), con valori stimati intorno ai 72° a Londra.

4. Variazioni giornaliere e aurore:

   L’autore cita Mr. Canton per descrivere una variazione giornaliera dell’ago, che si sposta verso Ovest fino alle 14-15 per poi tornare alla posizione iniziale, con escursioni maggiori in estate (13’) che in inverno (7’) (fr:1024/p.91). Un legame diretto con le aurore è suggerito da:

   “He moreover observed, that the needle was disturbed when an Aurora borealis was in the atmosphere” - (fr:1025/p.91) [Osservò inoltre che l’ago era disturbato quando un’aurora boreale era nell’atmosfera.]

   L’autore conferma queste osservazioni con proprie misurazioni (fr:1026/p.91), pur rimandando ai subsequent pages per i dettagli.

10.3 Significato storico e scientifico

Il testo riflette lo stato della conoscenza magnetica alla fine del XVIII secolo, un periodo di transizione tra empirismo e formalizzazione teorica. Tre aspetti emergono con particolare rilievo:

1. Approccio sperimentale: Le osservazioni sulle aurore (direzioni, frequenza) e sulla variazione della bussola sono presentate come dati grezzi, tipici di una scienza ancora basata sull’accumulo di evidenze. La menzione di Mr. Crosthwaitb e Mr. Canton testimonia una rete di collaboratori, comune nelle ricerche dell’epoca.

2. Connessione tra fenomeni: L’ipotesi che la Terra sia un magnete (fr:1017/p.90) e che le aurore influenzino l’ago magnetico anticipa studi successivi sull’elettromagnetismo. La frase “whether its magnetism results from the united influences of the natural magnets it contains, or whether its magnetism may be in its atmosphere” - (fr:1017/p.90) [se il suo magnetismo derivi dall’influenza unita dei magneti naturali che contiene, o se il suo magnetismo possa risiedere nell’atmosfera] riflette un dibattito ancora aperto.

3. Precisione strumentale: La mancanza di strumenti adeguati per misurare la declinazione a Kendal (fr:1022/p.91) evidenzia i limiti tecnologici dell’epoca, che l’autore riconosce esplicitamente.

Il testo si colloca in una tradizione che include figure come Edmond Halley (che studiò la variazione magnetica) e William Gilbert (autore del De Magnete, 1600), ma con un taglio più pratico e meno speculativo. Le osservazioni sulle aurore, in particolare, contribuiscono a un corpus di dati utili per comprendere la relazione tra attività solare e campo magnetico terrestre, un tema centrale nella fisica del XIX secolo.

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[11.1/1-58-1077|1132]

11 Osservazioni scientifiche sulle aurore boreali: struttura, dinamiche e misurazioni magnetiche

Un resoconto dettagliato di fenomeni aurorali osservati nel febbraio 1827, con particolare attenzione alla relazione tra le manifestazioni luminose e il meridiano magnetico.

Il testo riporta una serie di osservazioni sistematiche sulle aurore boreali condotte tra il 12 e il 15 febbraio (presumibilmente del 1827, data non esplicitata ma deducibile dal contesto storico di trattati simili), in due località distinte: Kendal e Keswick, separate da circa 22 miglia inglesi. Le annotazioni combinano dati temporali, misurazioni angolari, descrizioni qualitative e riferimenti al meridiano magnetico, evidenziando una metodologia osservativa che integra cronologia, posizionamento celeste e variabilità del fenomeno.

11.1 Struttura e dinamiche delle aurore

Le osservazioni descrivono le aurore come archi luminosi o ”streamers” (fasci di luce) con caratteristiche variabili nel tempo e nello spazio. Gli elementi ricorrenti includono:

1. Convergenza verso il meridiano magnetico:

   • “The beams all converged to a point in the magnetic meridian, about 15 or 20° to the south of the zenith” - (fr:1088/p.95) [I fasci convergevano tutti verso un punto nel meridiano magnetico, circa 15 o 20° a sud dello zenit].

   • “The arch bounding the aurora to the south, was always at right angles to the magnetic meridian, when perfect” - (fr:1111/p.95) [L’arco che delimitava l’aurora a sud era sempre perpendicolare al meridiano magnetico, quando ben definito].

   Questa relazione costante suggerisce una dipendenza diretta tra il fenomeno aurorale e il campo magnetico terrestre, un concetto chiave per la fisica dell’epoca.

2. Variazioni temporali e spaziali:

   • Le aurore mostrano fasi di attività e quiescenza, con streamers che appaiono, si intensificano e scompaiono in brevi intervalli:

     • “6 35 6 42 — 24 49 — 24 55 altitude of the clear space south 35°” - (fr:1092/p.95) [Ore 6:35-6:42, variazione magnetica 24°49’-24°55’W, altitudine dello spazio chiaro a sud 35°].

     • “streamers bright and active all over the […] illuminated part” - (fr:1097/p.95) [Streamers luminosi e attivi su tutta la parte illuminata].

     • “the light growin^g fainter and fainter” - (fr:1109/p.95) [La luce che diventa sempre più debole].

   • La direzione degli streamers è spesso specificata (“eastward”, “westward”, “NW”), così come la loro altitudine (es. “altitude of the clear space south 35°” - fr:1092/p.95).

3. Forma e estensione:

   • L’aurora del 15 febbraio è descritta come un arco luminoso con estremità asimmetriche:

     • “The eastern end was rather ovaliform, about 8 or 10° broad, and where it joined to the rest, was narrowest of all, being but 2 or 3° broad” - (fr:1124/p.96) [L’estremità orientale era piuttosto ovaliforme, larga circa 8-10°, e nel punto di giunzione con il resto era la più stretta, solo 2-3°].

     • “on the west side its extremity seemed to touch the mountains at both places, at the altitude of 6°” - (fr:1123/p.96) [Sul lato ovest, l’estremità sembrava toccare le montagne in entrambi i luoghi, a un’altitudine di 6°].

   • La posizione relativa alle stelle è usata come riferimento per calcolarne l’altitudine massima:

     • “the south edge of the arch seemed to touch pretty exactly the star lucida colli, or gamma Leonis, to pass 4 or 5° above Procyon” - (fr:1129/p.96) [Il bordo sud dell’arco sembrava toccare esattamente la stella lucida colli (gamma Leonis) e passare 4-5° sopra Procione].

11.2 Misurazioni e dati quantitativi

Il testo abbonda di dati numerici, che riflettono un approccio rigoroso alla documentazione:

1. Variazione magnetica:

   • Le misurazioni della declinazione magnetica (es. “24°37’W” - fr:1079, “25°5’W” - fr:1091/p.95) sono riportate con precisione, suggerendo l’uso di strumenti come la bussola di declinazione.

   • La relazione tra aurora e meridiano magnetico è quantificata:

     • “converged to a point 15° south of the zenith, bearing — SSE” - (fr:1114/p.96) [Convergevano verso un punto 15° a sud dello zenit, con direzione SSE].

2. Altitudini e angoli:

   • Vengono registrate altitudini di archi e streamers (es. “altitude of the clear space south 35°” - fr:1092, “greatest altitude of the edge […] 53°” - fr:1130/p.96).

   • La distanza angolare tra le località di osservazione (22 miglia) e la loro disposizione rispetto all’arco aurorale permettono di stimarne l’altezza reale:

     • “the distance of the two places […] lie very nearly in the direction of a plane at right angles to the arch ; hence, we have the requisite data to determine the height” - (fr:1132/p.96) [La distanza tra i due luoghi […] giace quasi esattamente nella direzione di un piano perpendicolare all’arco; pertanto, abbiamo i dati necessari per determinarne l’altezza].

     Questo passaggio implica un metodo geometrico per calcolare l’altezza dell’aurora, basato su osservazioni da due punti diversi.

3. Tempi e durate:

   • Gli orari sono annotati con precisione al minuto (es. “10 30 24 42 streamers risen” - fr:1076, “6 50 25 […] streamers bright” - fr:1096/p.95), permettendo di ricostruire la dinamica temporale del fenomeno.

11.3 Significato storico e scientifico

Queste osservazioni si inseriscono nel contesto delle ricerche ottocentesche sul magnetismo terrestre e i fenomeni aurorali, un campo in rapida evoluzione grazie a:

• La teoria di Halley (1716), che ipotizzava una connessione tra aurore e campo magnetico.

• Gli studi di Alexander von Humboldt e Carl Friedrich Gauss, che nel XIX secolo svilupparono reti di osservatori magnetici per correlare dati globali.

• La spedizione di Franklin (1819-1822) e altre missioni artiche, che documentarono aurore in relazione alle variazioni magnetiche.

Le annotazioni qui riportate:

1. Confermano empiricamente la relazione tra aurore e meridiano magnetico, un’ipotesi allora ancora dibattuta.

2. Forniscono dati quantitativi utili per modelli matematici successivi (es. calcolo dell’altezza dell’aurora).

3. Documentano la variabilità del fenomeno, sfidando spiegazioni semplicistiche e aprendo la strada a teorie più complesse (es. interazione tra vento solare e magnetosfera).

11.4 Ambiguità e limiti

Alcuni passaggi presentano difficoltà interpretative o lacune:

• Frammentazione dei dati: Le misurazioni sono spesso spezzate in frasi consecutive (es. fr:1096-1097), con simboli non standard (“25”I ^ , ., ^ .” - fr:1096/p.95) che potrebbero indicare note o correzioni.

• Riferimenti mancanti: Non sono descritte le figure citate implicitamente (es. “as was found from frequent trials” - fr:1088/p.95), che avrebbero potuto chiarire la geometria delle osservazioni.

• Precisione strumentale: Non è specificato il tipo di strumenti usati per misurare angoli e variazioni magnetiche, né la loro accuratezza.

11.5 Sintesi dei concetti chiave

1. Aurora come fenomeno magnetico: La convergenza degli streamers verso il meridiano magnetico e la perpendicolarità degli archi sono evidenze di una correlazione strutturale tra aurore e campo terrestre.

2. Metodologia osservativa: L’integrazione di dati temporali, angolari e posizionali (riferiti a stelle e orizzonte) riflette un approccio scientifico avanzato per l’epoca.

3. Dinamica del fenomeno: Le aurore sono descritte come entità variabili in intensità, forma e posizione, con fasi di attività e quiescenza.

4. Calcolo dell’altezza: L’uso di osservazioni da due località distinte per stimare l’altezza dell’arco aurorale anticipa tecniche di triangolazione poi formalizzate in geodesia.

Questo resoconto testimonia uno sforzo sistematico di documentazione scientifica, tipico della scienza osservativa pre-strumentale, in cui l’accuratezza delle misurazioni si combina con descrizioni qualitative per costruire modelli interpretativi.

[12]

[12.1/1-73-1137|1207]

12 Osservazioni scientifiche sulle aurore boreali: misurazioni, fenomeni e ipotesi sulla loro altezza

Un resoconto dettagliato delle osservazioni di aurore boreali tra marzo e aprile, con dati quantitativi, variazioni magnetiche e stime sull’altezza del fenomeno.

Il testo raccoglie una serie di osservazioni sistematiche sulle aurore boreali condotte tra marzo e aprile in località dell’Inghilterra settentrionale (Kendal e Keswick), integrando dati visivi, misurazioni altimetriche e rilevazioni della variazione magnetica (declinazione della bussola). L’autore – probabilmente un astronomo o un naturalista del XVIII-XIX secolo – combina descrizioni qualitative del fenomeno con tentativi di quantificarne l’altezza, evidenziando incertezze metodologiche e ipotesi contrastanti.

12.1 1. Stime sull’altezza delle aurore e margini di errore

Il testo affronta il problema della determinazione dell’altezza delle aurore boreali, proponendo valori che oscillano tra limiti estremi a causa delle imprecisioni strumentali. L’autore ammette che gli errori di osservazione potrebbero raggiungere i 2° per ogni misurazione, un margine considerato “oltre i limiti della probabilità” (fr:1136/p.97). Da qui derivano due scenari estremi:

• “we shall then find the height 83 miles in the one case, and 750 in the other” (fr:1136/p.97) [troveremo un’altezza di 83 miglia in un caso, e 750 nell’altro].

• La stima intermedia adottata è di 150 miglia inglesi (“In the mean time we shall consider it as 150 English miles”, fr:1137/p.97), un valore ritenuto plausibile ma da verificare con osservazioni più distanti.

L’autore sottolinea la necessità di dati da località remote per affinare i calcoli (“it is much to be wished, some persons in more distant places may have made similar observations”, fr:1136/p.97), rivelando una consapevolezza dei limiti delle misurazioni locali. Un esempio concreto di calcolo è fornito per l’evento del 13 marzo, dove si deduce un’altezza di 62 miglia inglesi (“the height of the aurora […] will be found equal to 62 English miles”, fr:1202/p.99) basandosi su osservazioni sincronizzate tra Kendal e Keswick.

12.2 2. Descrizioni fenomenologiche: archi, streamers e dinamiche

Le aurore sono descritte con un lessico tecnico che distingue tra:

• Archi orizzontali (“horizontal arch”, fr:1153, 1160): strutture luminose parallele all’orizzonte, spesso con bordi ben definiti (“as well defined as that of a rainbow”, fr:1176/p.98). La loro altitudine varia da pochi gradi (“altitude 6°”, fr:1153/p.98) fino a superare lo zenit (“streamers to 30° past the zenith”, fr:1154/p.98).

• Streamers (raggi o fasci luminosi): elementi verticali o obliqui, talvolta con movimenti rapidi (“very quick lateral motion”, fr:1185/p.99) o direzioni specifiche (“vertical streamers bore NNW”, fr:1147/p.97). La loro altezza può raggiungere i 43° oltre lo zenit (“streamers 43° past the zenith”, fr:1185/p.99).

• Corone (“corona”, fr:1179/p.98): formazioni radiali centrate sul meridiano magnetico, con il centro determinato a 72° dal sud (fr:1179/p.98).

Le osservazioni evidenziano variazioni temporali rapide:

• Il 30 marzo a Kendal, un arco orizzontale (“grand horizontal arch”, fr:1153/p.98) evolve in streamers che superano lo zenit in pochi minuti (“streamers to 30° past the zenith” alle 8:40 PM, fr:1154/p.98), per poi disperdersi (“dispersed, and not so high”, fr:1163/p.98).

• Il 13 marzo a Keswick, si notano tre archi concentrici con streamers luminosi (“three concentric arches northward, set with bright streamers”, fr:1185/p.99), mentre a Kendal la presenza di nuvole ostacola l’osservazione (“pretty much clouded”, fr:1144/p.97).

Un elemento ricorrente è la correlazione con il meridiano magnetico: gli archi sono spesso perpendicolari ad esso (“all at right angles to the magnetic meridian”, fr:1178/p.98), e i streamers convergono verso un punto comune (“the beams had their usual convergency”, fr:1178/p.98).

12.3 3. Variazioni magnetiche e perturbazioni della bussola

Le aurore sono associate a disturbi della declinazione magnetica, misurati con precisione al minuto d’arco. Esempi significativi:

• Il 6 marzo a Kendal, la bussola registra oscillazioni tra 24°50’ e 25° in meno di un’ora (“The needle was 25° at 9h 4m,—24° 58’ at 9h 14m”, fr:1143/p.97), con una variazione massima di 10’ (da 25° a 24°50’).

• Il 13 marzo, la declinazione passa da 24°30’ a 25°4’ in due ore (fr:1144/p.97), suggerendo una correlazione tra l’intensità dell’aurora e le perturbazioni magnetiche.

• Tuttavia, in alcuni casi (come il 5 aprile), la perturbazione è impercepibile (“The disturbance of the needle was imperceptible”, fr:1189/p.99), indicando una variabilità del fenomeno.

Le misurazioni sono riportate con tabelle orarie (es. fr:1153-1170 per il 30 marzo), che mostrano una progressione dettagliata delle variazioni magnetiche e delle fasi dell’aurora.

12.4 4. Condizioni atmosferiche e interferenze

Le osservazioni sono spesso condizionate da fattori meteorologici:

• Nebbia o foschia (“mist below”, fr:1192, 1196) che oscura la base degli archi o rende la luce più densa (“the light seen dense through the mist”, fr:1194/p.99).

• Nuvole che coprono progressivamente il cielo (“clouds risen; light almost vanished”, fr:1168/p.98), impedendo la visibilità del fenomeno.

• Cielo sereno (“the rest of the sky was extremely clear”, fr:1192/p.99) che favorisce osservazioni accurate, come nel caso del 9 aprile.

L’autore nota che la presenza di foschia può amplificare la percezione della luminosità (“the light was dense at the under edge of the arch”, fr:1192/p.99), introducendo un elemento di soggettività nelle descrizioni.

12.5 5. Metodologia e limiti delle osservazioni

Il testo rivela una approccio empirico basato su:

• Sincronizzazione degli orologi tra località diverse (“the clocks being corrected at both places, so as to be near the true solar time”, fr:1202/p.99), per correlare osservazioni simultanee.

• Strumenti di misura (probabilmente teodoliti o sestanti) per rilevare altitudini e direzioni, con una precisione dichiarata di 1/2 grado (“Mr. Crosthwaite thinks the error in his observations could not exceed 1|°”, fr:1135/p.97).

• Riferimenti geografici (punti cardinali, meridiano magnetico) per standardizzare le descrizioni.

Tuttavia, emergono criticità:

• L’assenza di dati da località più distanti limita la precisione delle stime sull’altezza (fr:1136/p.97).

• La variabilità delle condizioni atmosferiche introduce incertezze (“haze below”, fr:1166; “clouds cover the hemisphere”, fr:1170/p.98).

• La soggettività nelle descrizioni qualitative (“a bright still light”, fr:1139; “a fine, perfect, horizontal arch”, fr:1160/p.98) contrasta con la precisione delle misurazioni quantitative.

12.6 6. Significato storico e scientifico

Il testo si inserisce in un contesto di transizione tra osservazioni qualitative e misurazioni quantitative delle aurore boreali, tipico della scienza del XVIII-XIX secolo. Elementi chiave:

• Correlazione tra aurore e magnetismo terrestre: le variazioni della bussola durante le aurore anticipano gli studi di Alexander von Humboldt e Kristian Birkeland sul legame tra fenomeni luminosi e campi magnetici.

• Tentativi di quantificazione: le stime sull’altezza (da 62 a 750 miglia) riflettono un dibattito ancora aperto, che troverà soluzione solo con le misurazioni spettroscopiche del XX secolo.

• Approccio collaborativo: l’invito a raccogliere dati da località remote (“it is much to be wished, some persons in more distant places may have made similar observations”, fr:1136/p.97) prefigura le reti di osservazione scientifica moderne.

Le osservazioni descritte sono probabilmente parte di un trattato più ampio (come suggerito dai riferimenti a “ADDENDA TO THE OBSERVATIONS”, fr:1152, 1203), volto a sistematizzare la conoscenza sulle aurore in un’epoca in cui il fenomeno era ancora avvolto da ipotesi mitologiche o religiose. La precisione delle misurazioni e la cura nei dettagli testimoniano un metodo scientifico in via di definizione, dove l’osservazione diretta si affianca a tentativi di modellizzazione matematica.

[13]

[13.1/1-41-1242|1281]

13 La struttura e la dinamica dell’atmosfera terrestre: teorie e misurazioni nel trattato scientifico

Un’analisi delle forze che governano l’equilibrio atmosferico, tra rarefazione dell’aria, correnti termiche e metodi empirici per stimarne l’altezza.

Il testo esplora le dinamiche dell’atmosfera terrestre, concentrandosi su due aspetti principali: l’effetto delle variazioni termiche sulla densità e circolazione dell’aria e i metodi per determinarne l’altezza. Le osservazioni si basano su principi fisici e dati empirici, con particolare attenzione alle differenze tra zone climatiche e agli strumenti di misurazione come il barometro.

13.1 1. L’influenza del calore sulla circolazione atmosferica

Il trattato descrive come il calore nella zona torrida alteri l’equilibrio atmosferico attraverso la rarefazione dell’aria. La frase chiave è:

“The great heat in the torrid zone rarefies the air, by increasing its elasticity; consequently the equilibrium of the atmosphere is disturbed” - (fr:1242/p.104) [Il grande calore nella zona torrida rarefà l’aria, aumentando la sua elasticità; di conseguenza, l’equilibrio dell’atmosfera viene disturbato].

Questo processo provoca un flusso ascendente dell’aria rarefatta verso le regioni più alte, dove incontra minore resistenza e si dirige verso i poli (“The rarefied air ascends into the higher regions, where, meeting with little resistance, it must flow northward and southward” - fr:1243/p.104). Il risultato è un aumento della pressione nelle zone temperate e polari, con una corrente di ritorno verso l’equatore negli strati inferiori per ripristinare l’equilibrio.

L’autore sottolinea come la temperatura superficiale modifichi la struttura verticale dell’atmosfera:

“The higher temperature within the torrid zone swells the atmosphere there, and raises it […] to a much greater height than elsewhere; whilst in the frigid zone it is contracted by cold” - (fr:1244/p.104) [La temperatura più elevata nella zona torrida gonfia l’atmosfera, innalzandola […] a un’altezza molto maggiore che altrove; mentre nella zona glaciale essa si contrae per il freddo].

Tuttavia, l’aumento del freddo con l’altitudine (“the increase of cold in ascending”) contrasta la legge di diminuzione della densità, riducendo l’altezza complessiva dell’atmosfera rispetto a quanto previsto da modelli teorici (“greatly contracts the height of the atmosphere” - fr:1245/p.104). Questo fenomeno, pur influenzando la distribuzione verticale, non sembra alterarne la forma complessiva.

13.2 2. Metodi per determinare l’altezza dell’atmosfera

Il testo confronta due approcci principali per stimare l’altezza atmosferica: la durata del crepuscolo e le misurazioni barometriche.

13.2.1 A. Il metodo del crepuscolo

Basato sull’osservazione che il crepuscolo scompare quando il Sole è a 18° sotto l’orizzonte, il metodo assume che un raggio di luce tangente alla superficie terrestre venga riflesso dall’atmosfera esterna per tornare tangente a 18° di distanza (“a ray of light […] is reflected from its external surface so as to be a tangent to the earth’s surface again, at 18° distance” - fr:1248/p.105). Da qui si deduce un’altezza di 45 miglia, ma l’autore solleva dubbi:

“We do not know whether the light […] has been once or twice reflected; it may […] proceed from the zone of the earth illuminated by the twilight itself” - (fr:1250/p.105) [Non sappiamo se la luce […] sia stata riflessa una o due volte; potrebbe […] provenire dalla zona terrestre illuminata dal crepuscolo stesso].

Questa incertezza limita la stima a un limite superiore: l’atmosfera (o almeno la sua porzione densa) non supera i 45 miglia.

13.2.2 B. Il metodo barometrico

Considerato più affidabile (“a much surer approximation” - fr:1251/p.105), si basa sulla relazione tra pressione atmosferica e altitudine. Il testo riporta dati chiave:

• Uno strato di 4 miglia dalla superficie contiene più della metà della massa atmosferica.

• Uno strato di 12-13 miglia ne contiene 7/8 (“a stratum 12 or 13 miles high, contains 7/8ths of the whole” - fr:1252/p.105).

A questa altitudine, un barometro a mercurio scenderebbe da 30 a 1 pollice (da ~762 a ~25 mmHg).

Per applicare il metodo, il trattato include una tabella (fr:1262/p.106) e un teorema (fr:1263/p.106) derivati da Sir George Shuckburgh (Philosophical Transactions, Vol. 68). La procedura richiede:

1. Osservazioni simultanee di barometro e termometro alla base e in cima a una montagna (fr:1258/p.106).

2. L’uso della tabella per convertire la differenza di pressione in altitudine, tenendo conto della temperatura media (“the number of feet […] corresponding to the mean height of the two thermometers” - fr:1262/p.106).

3. L’applicazione di una formula:

   [

   = x

   ]

   dove (A) è la media delle pressioni barometriche (in pollici), (a) la loro differenza (in decimi di pollice), e (b) il valore tabellare per la temperatura media.

Un esempio pratico (fr:1267-1268/p.107) mostra come calcolare l’altezza di una montagna:

• Barometro alla base: 72 pollici, termometro a 64°F.

• Barometro in cima: 46 pollici, termometro a 58°F.

Il risultato è un’altitudine di 2205 piedi.

Il testo estende il metodo per stimare la pressione a diverse altitudini (fr:1270/p.107), introducendo una seconda formula:

[

y = H (1 - )

]

dove (y) è la pressione in cima, (H) quella alla base, (p) l’altitudine, e (b) il valore tabellare. Tuttavia, si ammette che questo approccio non consente di determinare con precisione il limite superiore dell’atmosfera (“we cannot […] fix the boundary of the atmosphere with precision” - fr:1273/p.108).

13.3 3. Variazioni geografiche e stagionali della pressione

Il trattato include una tabella (fr:1275/p.108-1281/p.116) che confronta la pressione barometrica a diverse altitudini sopra:

• L’equatore (temperatura media: 84°F).

• Il nord dell’Inghilterra (60°F in estate, 35°F in inverno).

• Il polo nord (31°F annui, 2°F nel mese più freddo).

La tabella evidenzia come la temperatura superficiale influenzi la distribuzione verticale della pressione, con differenze marcate tra zone climatiche. Ad esempio, a 5 miglia di altitudine, la pressione sopra l’equatore è maggiore rispetto al polo nord, riflettendo la maggiore espansione dell’aria calda.

13.4 4. Significato storico e scientifico

Il testo riflette le conoscenze del XVIII-XIX secolo sulla fisica atmosferica, un periodo in cui:

• Si consolidavano le leggi dei gas (elasticità, rarefazione) e la loro applicazione all’atmosfera.

• Si sviluppavano metodi empirici per misurare altitudini e pressioni, con strumenti come il barometro e il termometro.

• Si iniziava a comprendere la circolazione atmosferica globale, anticipando i modelli moderni di correnti termiche.

Le ambiguità presenti (es. l’incertezza sulla riflessione della luce nel crepuscolo) testimoniano i limiti delle osservazioni dirette, mentre l’enfasi su dati quantitativi (tabelle, formule) segna il passaggio verso una scienza sempre più basata su misurazioni precise. Il riferimento a Sir George Shuckburgh (fr:1254-1255/p.106) colloca il testo nel contesto delle Philosophical Transactions, rivista chiave per la diffusione delle scoperte scientifiche dell’epoca.

[14]

[14.1/1-94-1285|1375]

14 La dinamica dei venti e la rotazione terrestre: un’analisi critica delle teorie settecentesche

Un trattato scientifico che sfida l’interpretazione tradizionale dei venti alisei, proponendo la rotazione terrestre come causa primaria e traendo da essa una prova indiretta del moto della Terra.

Il testo analizzato affronta la teoria dei venti, con particolare attenzione ai venti alisei (trade winds) e al loro legame con la rotazione terrestre, in un contesto storico in cui la meteorologia stava emergendo come disciplina autonoma. L’autore – probabilmente un naturalista o fisico del XVIII secolo – contesta l’ipotesi di Edmond Halley (fr:1289/p.109) sulla genesi degli alisei, proponendo una spiegazione alternativa basata su principi meccanici e sull’ineguaglianza termica tra equatore e poli.

14.1 1. Critica all’ipotesi di Halley: il ruolo della rarefazione

Halley attribuiva i venti alisei alla rarefazione progressiva dell’aria causata dal moto apparente del Sole da est a ovest (fr:1290/p.109):

“La rarefazione causata [dal calore solare] disturba l’equilibrio dell’atmosfera successivamente; e [Halley] sostiene che una corrente d’aria seguirà costantemente l’estremo del calore per ripristinare l’equilibrio” - (fr:1291/p.110) [Traduzione].

L’autore respinge questa conclusione (fr:1292/p.110) attraverso un esperimento mentale (fr:1293-1295/p.110):

• Immagina un anello con perline dotate di forza repulsiva (come le particelle d’aria).

• Se il calore agisce su una parte dell’anello, le perline si separano localmente, ma non si genera un moto rotatorio dell’intero sistema, perché le forze sono reciproche e si annullano (fr:1294/p.110):

  “Nessun momento della massa totale delle particelle intorno all’anello può essere prodotto da forze che esse esercitano l’una sull’altra, conformemente alla terza legge del moto di Newton” - (fr:1294/p.110) [Traduzione].

• Estendendo il ragionamento alla Terra, l’autore conclude che la rarefazione solare non può generare venti rotatori (fr:1298/p.111).

14.2 2. La teoria alternativa: rotazione terrestre e gradienti termici

L’autore propone due cause principali per i venti (fr:1300/p.111):

1. L’ineguaglianza termica tra equatore e poli:

   • L’aria calda sale all’equatore e si dirige verso i poli, mentre l’aria fredda fluisce verso l’equatore (fr:1320-1321/p.113).

   • Questo crea correnti convettive globali, con l’equatore come zona di risalita e i poli come zone di discesa.

2. La rotazione terrestre:

   • L’aria in movimento conserva la velocità rotazionale della latitudine di origine (fr:1323/p.113).

   • Nell’emisfero nord, un flusso d’aria diretto verso nord (dall’equatore) acquista una componente verso est (vento da sud-ovest), mentre un flusso verso sud (dai poli) acquista una componente verso ovest (vento da nord-est) (fr:1323/p.113-1326/p.79).

   • Nell’emisfero sud, il meccanismo è simmetrico (venti da nord-ovest e sud-est) (fr:1327/p.114-1328/p.69).

14.2.1 Applicazione ai venti alisei

Gli alisei sono spiegati come risultato dell’incontro di due masse d’aria (fr:1329/p.114):

• L’aria proveniente dall’emisfero nord (originariamente vento da nord) viene deviata verso est, diventando nord-est.

• L’aria dall’emisfero sud (originariamente vento da sud) viene deviata verso est, diventando sud-est.

• All’equatore (o meglio, a 4° di latitudine nord, fr:1330/p.114), le componenti nord-sud si annullano, lasciando un flusso da est a ovest.

14.2.2 Variazioni stagionali

La posizione del centro di calore (non esattamente sull’equatore) spiega le variazioni stagionali (fr:1330/p.114, 1340):

• Quando il Sole è al tropico del Cancro, gli alisei a nord dell’equatore diventano più orientali, mentre quelli a sud diventano più meridionali (e viceversa per il tropico del Capricorno).

14.3 3. Dati osservativi e tabelle

L’autore supporta la teoria con dati empirici (fr:1305/p.27-1319/p.113) e una tabella delle velocità rotazionali (fr:1350-1352/p.117):

—|

La tabella mostra che:

• L’effetto della rotazione è minimo all’equatore e massimo ai poli (fr:1352/p.117):

  “L’effetto della rotazione terrestre nell’accelerare la velocità relativa dei venti è circa dieci volte maggiore ai poli che all’equatore” - (fr:1352/p.117) [Traduzione].

• Questo spiega perché i venti alisei sono confinati tra 30°N e 30°S (fr:1306/p.112) e perché le tempeste sono più frequenti in inverno (fr:1319/p.113, 1346).

14.4 4. Implicazioni: una prova della rotazione terrestre

L’autore usa la teoria per dimostrare a posteriori la rotazione della Terra (fr:1359-1360/p.119):

“I venti alisei, essendo un dato di fatto, se ammettiamo i principi meccanici con cui li abbiamo spiegati, possiamo trarne un argomento molto soddisfacente – anzi, conclusivo – per la rotazione terrestre sul suo asse; poiché, soffiando i venti alisei da est a ovest, dobbiamo concludere che la Terra ruota in direzione contraria, cioè da ovest a est” - (fr:1360/p.119) [Traduzione].

Questa argomentazione è rivoluzionaria per l’epoca, in quanto:

• Fornisce una prova indiretta del moto terrestre, alternativa a quelle astronomiche (es. parallasse stellare).

• Si basa su osservazioni meteorologiche accessibili, non su strumenti sofisticati.

14.5 5. Limiti e irregolarità

L’autore riconosce che la teoria non spiega tutti i fenomeni locali (fr:1341-1342/p.115):

• Monsoon, brezze marine/terrestri: causati da differenze termiche tra terra e mare, non dalla rotazione (fr:1341/p.115).

• Venti nelle zone temperate: più variabili a causa dell’interferenza tra correnti e delle stagioni (fr:1344/p.115-1345/p.116).

  “Le osservazioni mostrano che i venti nella nostra zona [temperata] sono per lo più tra nord-est e sud-ovest; gli altri sono varietà accidentali” - (fr:1345/p.116) [Traduzione].

14.6 6. Significato storico e scientifico

1. Contesto storico:

   • Il testo risale probabilmente alla seconda metà del XVIII secolo, quando la meteorologia si stava emancipando dall’astronomia (fr:1286/p.109, 1362).

   • L’autore cita Jean-André De Luc (fr:1331-1338/p.114), un naturalista svizzero che per primo suggerì il legame tra rotazione terrestre e venti.

   • La critica a Halley (fr:1289/p.109) riflette un dibattito scientifico in corso: Halley aveva pubblicato la sua teoria nel 1686, ma essa era ancora dominante un secolo dopo.

2. Innovazioni concettuali:

   • Approccio meccanico: L’autore privilegia principi fisici (conservazione del momento angolare, gradienti termici) rispetto a spiegazioni qualitative.

   • Modello globale: I venti sono interpretati come parte di un sistema dinamico che coinvolge l’intera atmosfera, non fenomeni locali.

   • Prova della rotazione terrestre: L’argomento è originale e anticipa il lavoro di Gaspard-Gustave de Coriolis (1835), che formalizzerà la forza di Coriolis.

3. Limiti epistemologici:

   • L’autore non quantifica l’effetto della rotazione (lo farà Coriolis).

   • La tabella delle velocità (fr:1350/p.117) è approssimativa (velocità equatoriale stimata a 1000 miglia/ora, valore reale ~1040).

   • Le irregolarità locali (monsoon, brezze) sono liquidate come eccezioni, senza un modello dettagliato.

14.7 7. Riferimenti a figure e dati

• Tabella delle velocità rotazionali (fr:1350-1352/p.117): Fondamentale per quantificare l’effetto della rotazione.

• Riferimenti a pagine (es. “See page 47”, fr:1316/p.112): Suggeriscono che il testo faccia parte di un’opera più ampia, con grafici o dati aggiuntivi.

• Citazione di De Luc (fr:1331-1338/p.114): Rimanda a “Lettres Physiques” (1779), confermando la datazione del testo.

14.8 8. Conclusioni: un trattato di transizione

Il testo rappresenta un ponte tra meteorologia descrittiva e fisica dell’atmosfera:

• Critica Halley con argomenti meccanici, ma non propone un’alternativa matematica (come farà Coriolis).

• Collega venti e rotazione terrestre, anticipando la meteorologia moderna.

• Riconosce il ruolo dei gradienti termici, ma non sviluppa una teoria completa della circolazione atmosferica (che arriverà con Hadley e Ferrel nel XIX secolo).

La sua forza sta nell’approccio sistemico: i venti non sono fenomeni isolati, ma parte di un meccanismo globale governato da leggi fisiche. La debolezza è nell’assenza di formalizzazione matematica, che ne limita la precisione predittiva. Tuttavia, il trattato rimane una testimonianza chiave del passaggio dalla filosofia naturale alla scienza quantitativa.

[15]

[15.1/1-28-1469|1495]

15 La relazione tra calore e materia: capacità termica, conduzione e variazioni climatiche

Un’analisi delle proprietà fisiche del calore e del suo impatto sui corpi, con particolare attenzione alle differenze tra materiali e alle dinamiche climatiche.

Il testo esamina due temi centrali: le proprietà termiche dei corpi e il ruolo del calore nei fenomeni climatici, integrando osservazioni sperimentali e teorie dell’epoca. L’autore parte da una critica alle ipotesi barometriche, notando che “non risulta dalle osservazioni barometriche nella prima parte di questo libro che il freddo, da solo e indipendentemente da ogni altra circostanza, abbia la tendenza ad aumentare il peso medio dell’atmosfera in un dato luogo” - (fr:1468/p.137) [traduzione]. Questa premessa serve a introdurre il ruolo del vapore acqueo come fattore determinante nelle variazioni di pressione atmosferica, soprattutto tra zone torride e fredde.

15.1 Capacità termica e comportamento dei materiali

Il nucleo teorico del testo ruota attorno al concetto di capacità termica, definita come la quantità di calore necessaria per variare la temperatura di un corpo. L’autore chiarisce che “corpi diversi di uguale grandezza e temperatura non contengono uguali quantità di calore” - (fr:1471/p.138), illustrando il principio attraverso esperimenti pratici. Ad esempio, “se un pollice cubo di ferro viene riscaldato a 100° e poi immerso in una data quantità d’acqua a 0°, la temperatura dell’acqua aumenterà; ma se al posto del ferro si usa il piombo, l’aumento sarà minore” - (fr:1472/p.138). Questa differenza persiste anche quando si confrontano pesi uguali di materiali diversi: “se si usassero pesi uguali di ferro e piombo, i risultati sarebbero alquanto diversi, ma la temperatura dell’acqua verrebbe comunque aumentata o diminuita maggiormente dal ferro” - (fr:1473/p.138). Da qui emerge la definizione chiave: “quel corpo che aumenta o diminuisce maggiormente la temperatura [dell’acqua] si dice abbia una maggiore capacità per il calore” - (fr:1474/p.138-1475/p.139).

Un caso emblematico riguarda i cambiamenti di stato: “lo stesso corpo, nelle diverse forme di solido, liquido e aeriforme, ha capacità termiche diverse; nella forma solida la sua capacità è minima, e massima nello stato aeriforme” - (fr:1476/p.139). L’esempio dell’acqua è illuminante: “se si prende una libbra di ghiaccio a 20° e si aggiunge una quantità di calore sufficiente ad aumentarne la temperatura a 25°, la stessa quantità di calore aumenterebbe la temperatura di una libbra d’acqua meno di 5°, e quella del vapore acqueo ancora meno” - (fr:1477/p.139). Il testo sottolinea inoltre il calore latente, ovvero l’energia assorbita o rilasciata durante le transizioni di fase senza variazione di temperatura: “quando un solido si converte in fluido non elastico, o un fluido non elastico in fluido elastico, assorbe una porzione di calore che non ne aumenta la temperatura” - (fr:1476/p.139). Un esperimento citato mostra che “se una libbra di ghiaccio a 32° viene mescolata con una libbra d’acqua a 172°, la temperatura della miscela sarà 32°, perché il ghiaccio richiede 140° di calore per fondersi” - (fr:1478/p.139), mentre la condensazione del vapore acqueo rilascia “943° di calore” - (fr:1480/p.140).

Le capacità termiche relative di materiali comuni sono messe a confronto: “le capacità di terra, pietre e sabbia per il calore sono molto inferiori a quella dell’acqua” - (fr:1481/p.140), spiegando così perché “le variazioni di temperatura sono maggiori sulla terraferma che in mare” - (fr:1482/p.140). Questa differenza è amplificata dalle proprietà di conduzione termica, strettamente correlate alla conducibilità elettrica: “i corpi che conducono bene l’elettricità, come i metalli e l’acqua, conducono bene anche il calore” - (fr:1482-1483/p.140), mentre “il vetro, la ceralacca e altri materiali elettrici conducono il calore molto lentamente” - (fr:1484/p.140). L’autore riporta dati sperimentali di Sir Benjamin Thomson (fr:1485/p.140), che quantificano la conducibilità termica di diverse sostanze, tra cui:

• Mercurio: 1000

• Aria umida: 330

• Acqua: 313

• Aria comune (densità 1): 80

• Vuoto torricelliano: 55

15.2 Dinamiche climatiche e ruolo del sole

Il testo passa poi ad analizzare le variazioni di temperatura tra climi e stagioni, citando il lavoro di Richard Kirwan come riferimento principale (fr:1488/p.141). La causa primaria del calore terrestre è identificata nel sole: “che il sole sia la causa primaria del calore su tutta la Terra è quasi troppo evidente per essere mai stato messo in dubbio” - (fr:1488/p.141). Tuttavia, l’autore confuta l’ipotesi di un calore centrale terrestre, notando che “la temperatura di luoghi a 30, 40 o 50 piedi sotto la superficie terrestre rimane quasi costante tutto l’anno, pari alla temperatura media annuale in superficie” - (fr:1488/p.141). Il meccanismo proposto è che “in inverno la terra cede all’atmosfera una porzione del calore ricevuto in estate” - (fr:1489/p.141).

Il ruolo della superficie terrestre come mediatore del riscaldamento atmosferico è cruciale: “l’aria limpida non viene riscaldata in misura sensibile dall’azione dei raggi solari” - (fr:1490/p.141-1491/p.142). Le differenze tra terra e acqua emergono nuovamente: “i raggi solari diretti che cadono su terreno pietroso o sabbioso ne aumentano enormemente la temperatura, in parte a causa della sua bassa capacità termica; mentre la temperatura dell’acqua aumenta pochissimo, per la sua grande capacità termica, la riflessione dalla superficie e l’evaporazione” - (fr:1492/p.142). L’acqua, essendo un miglior conduttore di calore, mantiene una maggiore uniformità termica, mentre la terra è soggetta a “vicissitudini di caldo e freddo” - (fr:1493/p.142).

Il testo evidenzia anche l’influenza della vegetazione: “le piante viventi alterano la loro temperatura molto lentamente; l’evaporazione dalle loro superfici è molto maggiore rispetto alla stessa area di terreno non coperto da vegetazione” - (fr:1494/p.142). Le foreste, in particolare, “impediscono ai raggi solari di raggiungere il suolo, rendendo le regioni boscose più fredde di quelle aperte e coltivate” - (fr:1494/p.142). Infine, viene descritto il ruolo dell’evaporazione e della condensazione nella redistribuzione del calore: “l’evaporazione è intensa nella zona torrida, dove una vasta porzione di calore viene assorbita e resa insensibile, finché il vapore non si condensa spostandosi verso nord o sud, rilasciando il calore e aumentando considerevolmente la temperatura atmosferica” - (fr:1495/p.142). Questo meccanismo contribuisce a mitigare gli estremi termici tra diverse latitudini.

[16]

[16.1/1-80-1498|1575]

16 Modelli climatici e temperature medie: il contributo di Kirwan e le sue critiche

Il testo analizza un modello teorico per la stima delle temperature medie annuali in funzione della latitudine, proposto da Richard Kirwan, e ne discute le correzioni empiriche e le possibili incongruenze. L’autore combina osservazioni dirette con ipotesi fisiche per definire un “standard di confronto” climatico, basato sulle condizioni marine, e ne esplora le variazioni dovute a fattori geografici come altitudine, distanza dagli oceani e correnti atmosferiche.

16.1 Il modello teorico e la formula di Kirwan

Kirwan parte dall’integrazione di teoria e osservazione per derivare una relazione matematica che lega la temperatura media annuale alla latitudine. La formula centrale è presentata come segue:

“se — S = il seno naturale di una qualsiasi latitudine con raggio 1, allora 84 − 53 × S² = la temperatura media annuale di quella latitudine” - (fr:1498/p.143) [traduzione diretta].

Questa equazione stima la temperatura equatoriale in 84°F e quella polare in 31°F, valori che fungono da riferimento per una “situazione standard” (fr:1496/p.142), preferibilmente marittima per la sua stabilità termica rispetto alle terre emerse. La tabella allegata (fr:1500-1513/p.143) elenca le temperature calcolate ogni 5° di latitudine, mostrando un gradiente decrescente dall’equatore ai poli:

• Lat. 0°: 84°F

• Lat. 40°: 1°F

• Lat. 60°: 3°F

• Lat. 80°: 6°F.

16.2 Correzione per altitudine e distanza dagli oceani

Il modello standard viene poi adattato per includere fattori geografici. L’altitudine riduce la temperatura secondo regole empiriche:

• Per ogni 200 piedi di elevazione, si sottrae ½ grado se l’inclinazione è di 6 piedi per miglio; ⅓ di grado se è di 7 piedi per miglio - (fr:1516-1517/p.143).

La distanza dall’oceano influisce diversamente a seconda della fascia latitudinale:

• Dai 70° ai 35° di latitudine, ogni 50 miglia di distanza raffredda di ⅓ di grado; dai 35° ai 30°, il raffreddamento è di ⅙ di grado; dai 25° ai 20°, si riscalda di ½ grado; dai 20° ai 10°, di 1 grado - (fr:1522-1525/p.144).

L’autore contesta però l’interpretazione di Kirwan, secondo cui queste variazioni dipenderebbero solo dalla diversa capacità termica di terra e acqua. Egli propone invece un meccanismo basato sull’evaporazione (fr:1531/p.145-1536/p.146):

1. Nelle zone tropicali, l’evaporazione marina assorbe calore, riducendo la temperatura del mare rispetto alla terraferma.

2. Alle latitudini più alte, l’evaporazione diminuisce, invertendo il gradiente termico tra oceani e continenti.

16.3 Correnti atmosferiche e differenze costiere

Un ulteriore fattore è l’interazione tra correnti d’aria e masse continentali. L’autore descrive come i venti occidentali, provenienti dall’oceano, rilascino calore e umidità sulle coste occidentali dei continenti, mitigandone il clima, mentre le regioni interne e le coste orientali subiscono inverni più rigidi (fr:1538/p.146-1541/p.147). Questa teoria è supportata da osservazioni:

• A Kamchatka (56°N), la neve raggiunge i 6-8 piedi in maggio e la temperatura invernale scende a −28°F - (fr:1544/p.147).

• Pechino (39°54′N) ha una temperatura media annuale di 5°F, contro i 62°F dell’Atlantico alla stessa latitudine - (fr:1545/p.147).

Le differenze tra coste occidentali (più miti) e orientali (più fredde) sono attribuite al percorso delle correnti atmosferiche, che perdono umidità e calore procedendo verso l’interno.

16.4 Altri fattori microclimatici

Il testo elenca ulteriori variabili che modificano la temperatura standard:

• Montagne e foreste: le aree sopravvento a catene montuose o foreste sono più calde di quelle sottovento (fr:1553/p.148).

• Posizione rispetto ai mari: le regioni a sud di un mare sono più calde di quelle a nord dello stesso (fr:1554/p.148).

• Isole: risentono meno degli estremi termici rispetto ai continenti (fr:1555/p.148).

16.5 Dati osservativi e anomalie

Una tabella (fr:1559-1566/p.149) confronta le temperature medie annuali di località sparse nel mondo, evidenziando:

• Estremi: Ponticherry (India) registra medie di 95°F in giugno e picchi di 115°F, mentre la Siberia raggiunge temperature inferiori a −39°F (fr:1568/p.150, 1572).

• Anomalie: Irkutsk (52°15′N) ha una media invernale di −6.8°F (fr:1573/p.150), mentre San Pietroburgo oscilla tra −39°F in inverno e 94°F in estate (fr:1574/p.150).

Questi dati confermano la necessità di correggere il modello standard per fattori locali, come l’elevazione e la continentalità.

16.6 Critiche e ipotesi alternative

L’autore mette in discussione la spiegazione di Kirwan sulla distanza dagli oceani, proponendo che l’evaporazione e le correnti atmosferiche giochino un ruolo più determinante della semplice capacità termica dei materiali (fr:1526/p.144-1530/p.145). La sua teoria prevede che:

• Nelle zone temperate, le coste occidentali siano più calde delle orientali a causa dei venti umidi provenienti dall’oceano (fr:1541/p.147).

• L’effetto di continentalità sia più marcato alle alte latitudini, dove l’evaporazione è minima e il mare trattiene meglio il calore (fr:1535/p.146).

16.7 Significato storico

Il testo riflette il dibattito scientifico del XVIII-XIX secolo sulla climatologia, in cui si cercava di conciliare modelli matematici con osservazioni empiriche. Kirwan rappresenta l’approccio sistematico, mentre l’autore introduce una prospettiva dinamica, basata su processi fisici come l’evaporazione e le correnti d’aria. Le tabelle e le formule proposte testimoniano un tentativo pionieristico di quantificare fenomeni climatici complessi, anticipando concetti moderni come il bilancio energetico terrestre e l’influenza delle correnti oceaniche.

[17]

[17.1/1-49-1607|1655]

17 Il processo di evaporazione e le dinamiche atmosferiche: teoria e osservazioni nel trattato scientifico

Il testo analizzato affronta i meccanismi dell’evaporazione, della condensazione del vapore acqueo e delle precipitazioni atmosferiche, proponendo una teoria fisica basata su osservazioni sperimentali e dati quantitativi. L’autore contesta l’ipotesi di un legame chimico tra vapore e aria, sostenendo invece che il vapore acqueo esista come fluido autonomo diffuso nell’atmosfera, la cui dinamica è regolata da fattori fisici come temperatura, pressione e densità.

17.1 Definizione e meccanismi dell’evaporazione

L’evaporazione è descritta come il processo mediante il quale i liquidi, in particolare l’acqua, vengono assorbiti dall’atmosfera o convertiti in vapore elastico (“Evaporation is that process in nature by which water and other liquids are absorbed into the atmosphere, or are converted into elastic fluids” - fr:1608/p.153). Il testo sottolinea tre fattori chiave che ne accelerano il tasso:

1. Calore (“heat” - fr:1609/p.153), che aumenta l’energia cinetica delle molecole.

2. Aria secca (“dry air” - fr:1609/p.153), che riduce la saturazione locale.

3. Diminuzione della pressione atmosferica (“decreased weight or pressure of the atmosphere” - fr:1609/p.153), dimostrata sperimentalmente tramite la pompa ad aria (“air-pump” - fr:1611/p.154).

L’esperimento citato (fr:1611/p.154) illustra come, in condizioni di rarefazione dell’aria, l’acqua bolle a temperature inferiori a 100°C, generando vapore che si condensa immediatamente al ripristino della pressione. Questo fenomeno è spiegato con la relazione tra pressione e punto di ebollizione: “the greatest heat water is susceptible of, or its boiling heat, depends upon the pressure of the air upon its surface” (fr:1612/p.154). La tabella fornita (fr:1616-1619/p.155) quantifica questa dipendenza, mostrando ad esempio che a 80°F (27°C) l’acqua bolle con una pressione di soli pollici di mercurio (contro i 30 pollici al livello del mare).

17.2 Ipotesi sulla natura del vapore e confronto con teorie chimiche

L’autore respinge l’idea che il vapore acqueo sia chimicamente combinato con l’aria (“evaporation and the condensation of vapour are not the effects of chemical affinities” - fr:1620/p.155), proponendo invece che esso esista come fluido distinto (“aqueous vapour always exists as a fluid sui generis” - fr:1621/p.156). Questa ipotesi è supportata da:

• Dati sperimentali: La saturazione dell’aria con vapore dipende dalla temperatura, ma non implica affinità chimiche. Ad esempio, a 80°F, l’aria può contenere vapore fino a una densità limite (“the extreme density of the vapour of that temperature” - fr:1623/p.156), oltre la quale avviene la condensazione.

• Calcoli teorici: Viene dimostrato che un piede cubo di aria secca a 80°F può assorbire 14 grani di vapore (fr:1627/p.157), un valore vicino ai 11-12 grani misurati da De Saussure a 66°F (fr:1629/p.157), suggerendo coerenza tra teoria e osservazione.

La discussione si estende al comportamento termico dell’aria durante la rarefazione o compressione (fr:1631/p.157), citando un’osservazione di Darwin (1788) secondo cui l’aria assorbe calore quando si espande e lo rilascia quando si condensa. Questo fenomeno è spiegato con la transizione di fase del vapore: “the moment any quantity of atmospheric air is rarefied, its vapour must be rarefied also, and hence a portion of moisture will expand into vapour” (fr:1631/p.157), assorbendo calore dall’ambiente.

17.3 Precipitazioni: pioggia, neve e grandine

Le precipitazioni sono interpretate come condensazione del vapore dovuta al raffreddamento dell’aria. Il testo distingue:

• Pioggia: Si verifica quando la temperatura dell’aria è superiore a 32°F (“if the temperature of the air be above 32°, the matter precipitated is liquid” - fr:1639/p.159).

• Neve: Si forma se la temperatura è inferiore a 32°F (fr:1639/p.159).

• Grandine: Deriva dal congelamento di gocce di pioggia che attraversano strati d’aria sottozero (“drops of rain, in falling, pass through a stratum of air below 32°” - fr:1639/p.159).

L’autore critica le teorie che invocano meccanismi chimici per spiegare le precipitazioni (“we would […] use the words precipitation and precipitated merely to denote the effect, without any allusion to chemical agency” - fr:1640/p.159), preferendo un modello fisico basato su variazioni di temperatura e pressione. Viene citata la teoria di James Hutton (Edinburgh, 1794), secondo cui le piogge sono causate da cambiamenti nella capacità solvente dell’atmosfera (“the varieties of heat and cold, affecting the solvent power of the atmosphere” - fr:1642/p.159). Tuttavia, l’autore dissente sull’ipotesi di una combinazione chimica, proponendo invece che il vapore si condensi come fluido indipendente (“a portion of the vapour […] is condensed into water by cold” - fr:1645/p.160).

17.4 Osservazioni quantitative e distribuzione geografica delle precipitazioni

Il testo include dati sperimentali sull’evaporazione giornaliera (fr:1634/p.158), raccolti nel 1793:

• Marzo: Media di pollici/giorno (massimo 064).

• Maggio: Media di pollici/giorno (massimo 1346).

• Luglio: Media di pollici/giorno (massimo 195).

Questi valori suggeriscono che, anche in estate, l’evaporazione nelle zone temperate e fredde non supera le precipitazioni (“the evaporation […] is not equal to the rain that falls there” - fr:1635/p.158), spiegando così l’esistenza dei fiumi (“otherwise there could be no rivers” - fr:1632/p.158).

La distribuzione geografica delle piogge è analizzata in relazione all’orografia e alla vicinanza al mare:

• Zone montuose: Ricevono più pioggia (“more rain in mountainous than in level countries” - fr:1648/p.160) perché l’aria calda e umida, incontrando i rilievi, si solleva e si raffredda, causando condensazione (“the inferior, warm, and vapoury strata of air, striking against the mountains, are made to ascend into the colder regions” - fr:1649/p.160).

• Aree costiere occidentali: Più piovose delle regioni interne (“the rain in places situate near the western coast […] is greater than the more inland parts” - fr:1651/p.161). Viene citato l’esempio della Castiglia (Spagna), dove non piovve per 19 mesi (fr:1652/p.161), attribuito alla distanza dal mare e alla posizione centrale.

• Dati quantitativi: Il testo riporta medie annuali di pioggia, come 19-20 pollici vicino a Londra (fr:1653/p.161) e valori variabili in altre località (fr:1654-1655/p.161), sottolineando differenze regionali.

17.5 Significato storico e metodologico

Il trattato riflette la transizione tra chimica e fisica atmosferica tra XVIII e XIX secolo, con un approccio sperimentale e quantitativo che anticipa la meteorologia moderna. L’autore:

1. Respinge spiegazioni vitalistiche o provvidenziali (come quella citata in fr:1607: “we cannot sufficiently admire the wise disposition of Providence”), privilegiando cause meccaniche.

2. Integra misurazioni (tabelle di pressione/temperatura, dati di evaporazione) con modelli teorici, come la relazione tra pressione e punto di ebollizione.

3. Confronta teorie rivali (Hutton vs. ipotesi chimiche), evidenziando come le stesse osservazioni possano essere interpretate diversamente.

La menzione di De Saussure (fr:1619/p.155) e delle sue misurazioni sul Monte Bianco (186°F di ebollizione a 17 pollici di mercurio) testimonia l’interesse per l’altitudine come variabile sperimentale, mentre i riferimenti a Darwin (fr:1631/p.157) e Musschenbroek (fr:1654/p.161) collocano il testo in una rete di scambi scientifici europei.

[18]

[18.1/1-33-1706|1737]

18 Relazione tra barometro e precipitazioni: analisi di dati storici

Studio sistematico sulle correlazioni tra pressione atmosferica e piovosità, basato su osservazioni pluriennali a Kendal e altre località.

Il testo analizza la relazione tra lo stato del barometro e le precipitazioni, presentando dati raccolti tra il 1787 e il L’autore organizza le osservazioni in tabelle comparative per tre località: Kendal, Keswick e Londra, evidenziando come la pressione atmosferica influenzi la quantità di pioggia.

18.1 Distribuzione mensile e stagionale

L’analisi parte dalla suddivisione dei mesi in base alla pressione barometrica media. Viene osservato che:

“l’evaporazione è massima da marzo ad agosto; di conseguenza, l’aria è allora più lontana dal punto di saturazione, o ha una maggiore capacità di vapore, che nell’altro periodo; o, in altre parole, è più secca, relativamente alla sua temperatura, che nell’altro periodo” - (fr:1710/p.168) [traduzione].

Questo suggerisce una stagionalità nella relazione tra pressione e umidità, con implicazioni per la formazione delle precipitazioni.

18.2 Correlazione tra pressione e piovosità

La tabella presentata (fr:1718-1720/p.168) mostra una chiara tendenza inversa tra pressione e pioggia:

• A 30.0+ pollici di pressione corrispondono pollici di pioggia a Kendal.

• A pollici** la pioggia sale a **6.798 pollici.

• Tuttavia, a pollici** si registra un calo a **8.369 pollici, suggerendo un punto di svolta.

L’autore sintetizza due inferenze principali:

1. “Più il barometro è al di sopra del suo stato medio annuale, minore è la pioggia” - (fr:1725/p.169).

2. “Più è al di sotto, maggiore è la pioggia, fino a un certo punto, oltre il quale la pioggia sembra diminuire nuovamente” - (fr:1727/p.169).

Questo secondo punto è inaspettato e contrasta con l’osservazione comune, portando l’autore a indagare ulteriormente.

18.3 Analisi dei giorni con piogge intense

Per verificare l’ipotesi, vengono esaminati i giorni con precipitazioni eccezionali:

• Il 22 aprile 1792, con pollici di pressione, si registrò una pioggia straordinaria (cfr. pag. 37).

• Per 56 giorni con oltre un pollice di pioggia, la pressione media era pollici, con un range tra 29.03 e 81 pollici (fr:1730/p.169).

Due casi anomali sono segnalati: un giorno con pollici** (pioggia di appena un pollice) e uno con **30.06 pollici (evento eccezionale, cfr. pag. 43, 4 giugno 1791).

La conclusione è che “le piogge più intense possono essere attese quando il barometro è intorno a 47 pollici” - (fr:1733/p.170), valore leggermente superiore alla media delle estremità osservate nel gennaio 1789 (29.44 pollici).

18.4 Statistiche e probabilità

Su 1827 giorni analizzati (ultimi cinque anni):

• 1082 giorni con pioggia (59 con oltre un pollice).

• 40 giorni con pressione sotto i 29 pollici: solo 2 giorni sereni, ma solo 1 giorno con pioggia superiore a un pollice (fr:1735/p.170).

Da ciò si deduce che:

“quando il barometro è molto basso, la probabilità di tempo sereno è molto minore che in altri momenti; ma, d’altra parte, la probabilità di piogge molto abbondanti in 24 ore non è così grande come in altri momenti” - (fr:1736/p.170).

Questo conferma la tendenza osservata nella tabella iniziale.

Riferimenti a dati esterni

La colonna relativa a Londra (fr:1720/p.168) si basa su 3 anni di osservazioni, con medie calcolate su periodi variabili (da 1 a 11 mesi). Per Keswick, un dato mancante (“non c’era un pluviometro questo mese”) è stato stimato per confronto (fr:1722/p.168).

18.5 Significato storico

Il testo rappresenta un esempio precoce di analisi quantitativa in meteorologia, con un approccio statistico che anticipa metodi moderni. Le osservazioni a Kendal, integrate con dati da altre località, mostrano un tentativo di generalizzare le relazioni tra variabili atmosferiche, nonostante i limiti strumentali dell’epoca. La scoperta di un punto di svolta nella correlazione pressione-pioggia (oltre il quale le precipitazioni diminuiscono) è particolarmente rilevante, poiché sfida le aspettative intuitive e suggerisce meccanismi atmosferici complessi.

[19]

[19.1/1-53-1785|1836]

19 Teorie e modelli geometrici dell’aurora boreale: un trattato settecentesco tra magnetismo e ottica

Il testo analizzato rappresenta un estratto da un trattato scientifico del XVIII secolo dedicato allo studio dell’aurora boreale, in cui l’autore – verosimilmente un naturalista o un fisico – intreccia ipotesi causali, dimostrazioni matematiche e osservazioni fenomenologiche. Il nucleo del discorso si articola su due piani distinti ma complementari: da un lato, una difesa della priorità intellettuale rispetto a teorie concorrenti sull’origine magnetica del fenomeno; dall’altro, una formalizzazione geometrica delle apparenze ottiche dell’aurora, con proposizioni e corollari che anticipano metodi di analisi visiva ancora oggi rilevanti in meteorologia e astronomia.

19.1 1. La disputa sulla paternità delle teorie magnetiche

L’autore affronta esplicitamente il tema della novità delle proprie ipotesi, respingendo l’accusa di aver derivato le proprie idee da fonti altrui. La questione emerge con chiarezza in due passaggi chiave:

• “I should suppose that these conjectures, as far as they refer the phenomena of the aurora borealis to magnetism, are original” - (fr:1786/p.178) [Supporrei che queste congetture, per quanto riguardino i fenomeni dell’aurora boreale in relazione al magnetismo, siano originali].

  Qui si afferma la paternità dell’associazione tra aurora e magnetismo, un legame che – come sottolineato – non era stato suggerito da opere precedenti consultate solo in un secondo momento (“this work being nearly ready for the press before the 10th of April”).

• “it will be seen that my opinions are, for the most part, very different from those stated — above” - (fr:1786/p.178) [si vedrà che le mie opinioni sono, per la maggior parte, molto diverse da quelle esposte sopra].

  L’autore rivendica una divergenza sostanziale rispetto alle teorie altrui, pur riconoscendo un debito indiretto (“the supposition of a relation between the aurora borealis and magnetism, which probably first occurred to him” - fr:1787/p.178) verso un anonimo “Amanuensis” (segretario o assistente), il cui merito è limitato all’intuizione iniziale, non alla dimostrazione.

Il riferimento alle eruzioni vulcaniche come causa della frequenza dell’aurora (“He conceives the reason why the aurora is so frequent now, is because there are more volcanoes in the north” - fr:1785/p.178) introduce invece un elemento speculativo, privo di fondamento empirico ma coerente con l’interesse settecentesco per i fenomeni geologici come agenti atmosferici. Questa ipotesi, pur marginale nel testo, testimonia la pluralità di spiegazioni allora in competizione (magnetismo, elettricità, attività vulcanica).

19.2 2. La sezione matematica: geometria dell’apparenza visiva

La Sezione Prima (fr:1788/p.179) si concentra su proposizioni geometriche necessarie per interpretare le forme dell’aurora boreale. L’autore adotta un approccio euclideo, dimostrando come la percezione umana distorca la realtà fisica degli oggetti lontani. Le proposizioni si basano su due assunti fondamentali:

1. L’occhio umano proietta oggetti distanti su una sfera celeste apparente, ignorandone la reale distanza.

2. Le linee rette o cilindriche (come i “raggi” dell’aurora) appaiono come archi di cerchio quando osservate da lontano.

19.2.1 Proposizione I: la distorsione prospettica degli oggetti lontani

“All lines or small cylinders, whether straight, curved, or crooked, seen at a considerable distance in the atmosphere, and situate within a plane passing through the eye, must appear arches of a circle, in whose centre is the eye” - (fr:1791/p.179) [Tutte le linee o piccoli cilindri, siano essi diritti, curvi o tortuosi, visti a una distanza considerevole nell’atmosfera e situati in un piano che passa attraverso l’occhio, devono apparire come archi di un cerchio, il cui centro è l’occhio].

La dimostrazione (fr:1792/p.179-1798/p.180) si avvale di un modello ottico-geometrico:

• Un piano passante per l’occhio (P) interseca l’orizzonte in APB e il cielo in un semicerchio (figura implicita, non riprodotta).

• Oggetti cilindrici (MN, OTQ, RS) posti a distanza (5-10 miglia) appaiono come archi (mn, ofj, rs) perché “the mind cannot judge with certainty either of the absolute distance of the object” (fr:1795/p.180).

  Il corollario 1 (fr:1799/p.180) precisa che solo oggetti interamente contenuti in un piano passante per l’occhio possono apparire come archi di cerchio massimo, mentre il corollario 2 (fr:1800-1802/p.180) stabilisce che se due osservatori vedono lo stesso oggetto come arco di cerchio massimo, l’oggetto deve essere una linea retta (intersezione di due piani).

19.2.2 Proposizione II: la variazione di larghezza dei fasci luminosi

“Imagine a cylindrical beam […] the beam will appear broadest near the bottom, and narrower as it ascends” - (fr:1804/p.180-1805/p.181) [Immaginate un fascio cilindrico […] il fascio apparirà più largo vicino alla base e più stretto man mano che sale].

La dimostrazione (fr:1806/p.181) introduce il concetto di convergenza apparente verso un punto (V) all’orizzonte, dovuto alla prospettiva. Il corollario (fr:1807/p.181-1808/p.182) estende il ragionamento a più fasci paralleli, che sembreranno convergere verso V da ogni punto dell’orizzonte – un effetto visivo oggi noto come prospettiva lineare.

19.2.3 Proposizioni III-V: disposizione e sovrapposizione dei fasci

Le proposizioni successive analizzano configurazioni specifiche di fasci luminosi:

• Proposizione III (fr:1811/p.182-1818/p.183): fasci paralleli ed equidistanti in un piano perpendicolare all’orizzonte appaiono più larghi allo zenit e più stretti vicino all’orizzonte, con una relazione inversa tra angolo di visione e distanza.

• Proposizione IV (fr:1819-1821/p.183): fasci equidistanti e opachi si sovrappongono parzialmente sotto una certa angolazione, creando un effetto di densità luminosa crescente verso il basso (se luminosi).

• Proposizione V (fr:1822/p.184-1830/p.185): l’angolo sotteso da un fascio è massimo quando osservato da un punto specifico (c) sull’orizzonte, e la sua misura permette di calcolare il rapporto tra distanza e lunghezza del fascio (AD:DF).

Queste proposizioni sono accompagnate da dimostrazioni rigorose (con riferimenti a Euclide e a Simpson’s Geometry, fr:1825-1826) e da scholia (note esplicative) che chiariscono casi limite (es. angoli ottusi, fr:1830/p.185).

19.3 3. Fenomenologia dell’aurora: la Sezione Seconda

La Sezione Seconda (fr:1831/p.45) introduce una classificazione empirica delle manifestazioni dell’aurora, distinguendo quattro tipologie:

1. “a horizontal light, like the morning aurora” - (fr:1833/p.185) [una luce orizzontale, simile all’aurora mattutina].

2. “fine, slender, luminous beams, well defined, and of dense light” - (fr:1835/p.186) [sottili fasci luminosi, ben definiti e di luce densa], con durata variabile (da secondi a minuti) e movimento laterale.

3. “flashes pointing upward […] only momentary” - (fr:1836/p.186) [lampi diretti verso l’alto, solo momentanei], più diffusi e deboli dei fasci, ripetuti frequentemente.

4. (Implicita nella descrizione) Una quarta categoria potrebbe essere dedotta dalla sovrapposizione di fasci descritta nella Proposizione IV, che spiega la variazione di intensità luminosa.

Questa tassonomia riflette un approccio osservativo tipico della scienza pre-strumentale, in cui la descrizione qualitativa precede la quantificazione.

19.4 4. Significato storico e scientifico

Il testo si colloca in un momento di transizione per la fisica dell’atmosfera:

• Magnetismo come chiave esplicativa: L’associazione tra aurora e magnetismo (fr:1786-1787/p.178) anticipa di decenni le scoperte di Ørsted (1820) e Faraday (1831) sul legame tra elettricità e magnetismo, anche se l’autore non dispone ancora di un modello elettromagnetico coerente.

• Metodo geometrico: Le proposizioni matematiche rappresentano un tentativo pionieristico di applicare la geometria euclidea a fenomeni ottici complessi, precorrendo studi successivi sulla prospettiva atmosferica (es. miraggi, aloni).

• Limiti epistemologici: L’ipotesi vulcanica (fr:1785/p.178) e la mancanza di dati quantitativi (es. misure di altitudine) rivelano la fragilità delle teorie in assenza di strumenti adeguati (come spettroscopi o magnetometri).

Il trattato testimonia inoltre la competizione intellettuale tra scienziati dell’epoca, con l’autore che difende la propria originalità in un contesto in cui le idee circolavano spesso attraverso canali informali (lettere, resoconti non pubblicati).

19.5 5. Elementi peculiari e ambiguità

• Riferimenti impliciti a figure: Le dimostrazioni presuppongono diagrammi non riprodotti (es. il semicerchio AmnotqrsBP in fr:1793, la linea CV in fr:1806/p.181), che dovevano accompagnare il testo originale. La loro assenza rende alcune argomentazioni meno intuitive.

• Termini tecnici: L’uso di espressioni come “great circle” (cerchio massimo), “zenith” (zenit), e “corollary” (corollario) riflette la lingua franca della scienza settecentesca, con un lessico ancora legato alla tradizione euclidea.

• Ambiguità concettuale: L’autore oscilla tra spiegazioni causali (magnetismo, vulcani) e modelli descrittivi (geometria dell’apparenza), senza integrare i due piani in una teoria unificata. Questa dicotomia è emblematica della scienza pre-lavoisieriana, in cui convivevano approcci qualitativi e quantitativi.

19.6 Conclusione

Il trattato offre una doppia testimonianza: da un lato, documenta lo stato dell’arte nella comprensione dell’aurora boreale alla fine del XVIII secolo, con intuizioni geniali (il legame con il magnetismo) e ipotesi superate (l’influenza vulcanica); dall’altro, rappresenta un esempio di metodo scientifico in cui osservazione, geometria e polemica intellettuale si intrecciano per costruire conoscenza. Le proposizioni matematiche, in particolare, dimostrano come la formalizzazione rigorosa potesse essere applicata anche a fenomeni apparentemente inafferrabili, gettando le basi per studi successivi sulla fisica dell’atmosfera.

[20]

[20.1/1-23-1950|1971]

20 Analisi geometrica e osservazioni sull’aurora boreale: un modello teorico del XVIII secolo

Il testo presenta un’analisi matematica e geometrica delle dimensioni e della visibilità dei fasci luminosi dell’aurora boreale, basata su tre ipotesi distinte riguardo alla loro lunghezza rispetto alla distanza dalla Terra. L’autore sviluppa un modello quantitativo per stimare gli angoli sottesi dai fasci nel cielo, collegando osservazioni empiriche a principi geometrici e magnetici.

20.1 Ipotesi e calcoli geometrici

L’autore parte da tre scenari per la lunghezza dei fasci luminosi:

1. “when the length of the beams is equal to their distance from the earth” - (fr:1950/p.193) [quando la lunghezza dei fasci è uguale alla loro distanza dalla Terra];

2. “when the length is but half that distance” - (fr:1951/p.193) [quando la lunghezza è solo la metà di quella distanza];

3. “when it is twice the — distance” - (fr:1952/p.36) [quando è il doppio di quella distanza].

Il calcolo degli angoli sottesi dai fasci (“the angles subtended by the beams”) - (fr:1949/p.193) - viene derivato invertendo la Proposizione 5, Sezione 1 di un’opera non specificata (“by inverting Prop. 5, Sect. 1” - fr:1953-1954), assumendo un punto variabile c e sostituendo il rapporto AD:DF all’angolo DcF dato. I fasci sono considerati giacere nel piano del meridiano magnetico, sia a nord che a sud dello zenit, con basi poste a intervalli di 10° (10°, 20°, 30°, ecc.) di altitudine (“their bases are taken at 10°, 20°, 30°, &c. altitude” - fr:1955-1956). L’angolo FAc è fissato a 72° (“The angle FAc is supposed 72°” - fr:1957/p.193).

20.2 Previsioni e confronto con le osservazioni

L’autore esprime una previsione critica sui risultati dei calcoli:

“When accurate observations shall be made, I have no doubt the angles on the 2nd supposition will be found too little, and those on the 3rd too great” - (fr:1958/p.193) [Quando saranno effettuate osservazioni accurate, non ho dubbi che gli angoli della 2ª ipotesi risulteranno troppo piccoli, e quelli della 3ª troppo grandi].

Questa affermazione suggerisce che la seconda ipotesi (lunghezza dei fasci pari alla metà della distanza dalla Terra) sia la più vicina alla realtà, mentre le altre due rappresentano estremi teorici.

20.3 Tabella degli angoli e interpretazione

La sezione successiva (fr:1960-1967/p.194) riporta una tabella di angoli calcolati per le tre ipotesi, con colonne corrispondenti a diverse altitudini delle basi dei fasci (da 10° a 90°). Gli angoli elencati (come AcD, DcF, BCF, DCF) sono probabilmente riferiti a triangolazioni geometriche descritte nel modello. La tabella è seguita da un Scholium (fr:1967/p.194), che introduce considerazioni qualitative.

20.4 Altezza e visibilità dei fasci

Un passaggio chiave riguarda la localizzazione degli archi simili a arcobaleni (“rainbow-like arches”) rispetto ai fasci luminosi:

“It is very probable the rainbow-like arches are either at the top or bottom of the beams, and I am inclined to think they are at the top, not only because their light is faint, but because the beams should be seen at a much greater distance than it seems they are, if they were 300 miles high, or twice the height of the arches” - (fr:1968/p.194) [È molto probabile che gli archi simili a arcobaleni si trovino o in cima o alla base dei fasci, e sono incline a pensare che siano in cima, non solo perché la loro luce è debole, ma perché i fasci dovrebbero essere visibili a una distanza molto maggiore di quanto sembri, se fossero alti 300 miglia, cioè il doppio dell’altezza degli archi].

L’autore cita osservazioni del 30 marzo 1793 per sostenere che le basi dei fasci si trovino a 60-70 miglia di altezza, circa la metà dell’altezza degli archi (“the bases of the beams being 60 or 70 miles high, or about half the height of the arches” - fr:1968/p.194).

20.5 Modello fisico e proporzioni magnetiche

Viene proposto un modello dettagliato per l’altezza e la forma dei fasci:

“If the summits of the beams be 150 miles high, their bases will, according to this proposition, be 75 miles high, and the whole length of the beams about 75 miles, or, more nearly, 75 miles X sine of 72° […] if the diameter of the base be 1/10 of the length, each luminous beam will be a cylinder of 7½ miles in diameter, and 75 miles long” - (fr:1969/p.194) [Se le sommità dei fasci sono alte 150 miglia, le loro basi saranno, secondo questa proposizione, alte 75 miglia, e la lunghezza totale dei fasci sarà circa 75 miglia, o più precisamente 75 miglia × seno di 72° […] se il diametro della base è 1/10 della lunghezza, ogni fascio luminoso sarà un cilindro di 7½ miglia di diametro e 75 miglia di lunghezza].

Questa descrizione suggerisce che i fasci siano strutture cilindriche allungate, con un rapporto lunghezza/diametro di circa 10:1, simile a quello ottimale per i magneti (“the length is to the breadth as 10 to 1 nearly” - fr:1971/p.194). L’autore nota come questa proporzione coincida con quella empiricamente trovata per i magneti in acciaio, definendola una “remarkable circumstance” (fr:1971/p.194).

20.6 Visibilità in funzione dell’altezza

Il testo include una nota pratica sulla distanza di visibilità di oggetti elevati:

“An object elevated 75 English miles may be seen at the distance of 10 geographical degrees; if elevated 150 miles, it may be seen 14°; if 300 miles, 20°” - (fr:1970/p.194) [Un oggetto elevato 75 miglia inglesi può essere visto a una distanza di 10 gradi geografici; se elevato 150 miglia, può essere visto a 14°; se 300 miglia, a 20°].

Questi dati collegano l’altezza dei fasci alla loro osservabilità da diverse latitudini, fornendo un criterio per validare il modello.

20.7 Significato storico e scientifico

Il testo riflette un approccio quantitativo e geometrico tipico della scienza del XVIII secolo, in cui l’aurora boreale era ancora un fenomeno poco compreso. L’autore cerca di conciliare osservazioni visive con principi matematici e analogie magnetiche, anticipando metodi che sarebbero stati affinati nel XIX secolo. La citazione di dati osservativi (come la data del 30 marzo 1793) e il riferimento a proporzioni magnetiche suggeriscono un tentativo di unificare fenomeni ottici e magnetici, un tema centrale nella fisica dell’epoca. La preferenza per la seconda ipotesi (fasci alti la metà della loro distanza dalla Terra) indica una ricerca di equilibrio tra teoria e dati empirici, anche se l’autore ammette la necessità di osservazioni più precise.

[21]

[21.1/1-28-2016|2041]

21 Osservazioni sul legame tra aurora boreale e magnetismo terrestre

Il testo analizza le correlazioni tra l’aurora boreale e le perturbazioni dell’ago magnetico, avanzando ipotesi sulle cause fisiche del fenomeno. L’autore deduce che l’aurora non è un evento isolato, ma interagisce con un campo magnetico atmosferico preesistente, influenzando la stabilità della bussola.

21.1 Disturbi magnetici e altezza dell’aurora

L’intensità delle oscillazioni dell’ago dipende dall’elevazione dell’aurora sull’orizzonte:

• “When the aurora appears […] to rise only about 5, 10, or 15° above the horizon, the disturbance of the needle is very little, and often insensible” - (fr:2015/p.199) [Quando l’aurora appare […] elevandosi solo di 5, 10 o 15° sopra l’orizzonte, il disturbo dell’ago è minimo e spesso impercettibile].

• “When it rises up to the zenith, and passes it, there never fails to be a considerable disturbance” - (fr:2017/p.199) [Quando si eleva fino allo zenit e lo supera, non manca mai un disturbo considerevole].

Le perturbazioni consistono in oscillazioni irregolari dell’ago, con escursioni massime di circa mezzo grado su entrambi i lati del meridiano magnetico: “an irregular oscillation of the horizontal needle, sometimes to the eastward, and then to the westward […] amounting to about half a degree each” - (fr:2019/p.199) [un’oscillazione irregolare dell’ago orizzontale, ora verso est ora verso ovest […] che ammonta a circa mezzo grado per lato].

21.2 Ipotesi sull’origine magnetica

L’autore esclude che l’aurora generi ex novo il campo magnetico atmosferico, proponendo invece che essa modifichi una materia magnetica preesistente negli strati alti dell’atmosfera:

“we cannot avoid inferring, that there is something magnetic constantly in the higher regions of the atmosphere […] the fluctuations of the needle during the aurora are occasioned by some mutations that then take place in this magnetic matter” - (fr:2023/p.200) [non possiamo evitare di dedurre che vi sia qualcosa di magnetico costantemente negli strati alti dell’atmosfera […] le fluttuazioni dell’ago durante l’aurora sono causate da mutazioni che avvengono in questa materia magnetica].

Due agenti fisici sono candidati a spiegare tali mutazioni:

1. Calore: scartato per l’improbabilità di variazioni termiche improvvise e irregolari in alta quota.

2. Elettricità: ritenuta la causa più plausibile, in grado di alterare o invertire temporaneamente il magnetismo dei “fasci aurorali” (beams of the aurora), descritti come entità magnetiche: “electricity does more, it sometimes changes the pole of one denomination to that of another” - (fr:2024/p.200) [l’elettricità fa di più: talvolta inverte il polo di una polarità nell’altra].

21.3 Modello interpretativo

L’ipotesi unificante attribuisce l’aurora all’azione combinata di magnetismo ed elettricità:

“we ought to suppose it a phenomenon produced in some manner by the united agency of magnetism and electricity” - (fr:2028/p.201) [dovremmo supporre che sia un fenomeno prodotto in qualche modo dall’azione congiunta di magnetismo ed elettricità].

Il meccanismo proposto prevede che:

• I fasci aurorali, dotati di magnetismo intrinseco, subiscano inversioni temporanee della polarità a causa di scariche elettriche: “the beams of the aurora, being magnetic, will have their magnetism weakened, destroyed, or inverted, pro tempore, by the several electric shocks” - (fr:2030/p.201) [i fasci dell’aurora, essendo magnetici, avranno il loro magnetismo indebolito, distrutto o invertito temporaneamente dalle scariche elettriche].

• L’inversione non avviene per rotazione del fascio intero, ma per riallineamento delle particelle costituenti, ipotizzate fluide: “inverting the constituent particles, which may easily be admitted of a fluid” - (fr:2031/p.201) [invertendo le particelle costituenti, cosa che può facilmente ammettersi per un fluido].

21.4 Implicazioni geofisiche e storiche

L’autore collega la frequenza variabile dell’aurora nel tempo alla migrazione dei poli magnetici terrestri:

“if the earth’s magnetic poles be like the centres of the aurora […] it is plain the aurora must move along with them” - (fr:2033/p.202) [se i poli magnetici terrestri sono come i centri dell’aurora […] è evidente che l’aurora debba muoversi con essi].

Dati storici sulla declinazione magnetica (es. Londra: 71°50’ nel 1576 vs 72°3’ nel 1775) suggeriscono uno spostamento minimo del polo, ma l’autore ne mette in dubbio l’accuratezza per le misurazioni antiche: “there is reason to suspect the accuracy of the instruments at so early a period as 1576” - (fr:2034/p.202) [vi è motivo di dubitare dell’accuratezza degli strumenti in un’epoca così remota come il 1576].

21.5 Distinzione concettuale

L’autore precisa che la sua materia magnetica atmosferica non coincide con i fluidi magnetici ipotizzati da altri studiosi:

“the elastic fluid of magnetic matter […] is not the same thing as the magnetic fluid or effluvia of most writers on the subject of magnetism” - (fr:2035/p.202) [il fluido elastico di materia magnetica […] non è la stessa cosa del fluido magnetico o effluvio di cui scrivono la maggior parte degli autori sul magnetismo].

Mentre questi ultimi sono considerati cause efficienti dei fenomeni magnetici (ma mai dimostrati), la sua ipotesi postula una sostanza passiva, simile all’acciaio magnetizzato, che reagisce alle influenze esterne: “a substance possessed of the properties of magnetism […] capable of being acted upon by the magnetic effluvia” - (fr:2037/p.202-2038/p.203) [una sostanza dotata delle proprietà del magnetismo […] capace di essere influenzata dagli effluvi magnetici].

21.6 Prospettive sperimentali

L’autore invita a verificare se gas noti (es. aria o vapori elastici) possiedano proprietà magnetiche: “Whether any of the various kinds of air, or elastic vapour, we are acquainted with, is magnetic, I know not” - (fr:2039/p.203) [Non so se alcuna delle varie specie di aria o vapore elastico che conosciamo sia magnetica].

Il testo si conclude con un accenno a un’indagine successiva sull’influenza lunare sull’aurora, suggerendo un possibile legame con le maree atmosferiche.

[22]

[22.1/1-58-2044|2099]

22 Analisi delle osservazioni sull’Aurora Boreale e la sua correlazione con le maree lunari e il meteo

Il testo esamina la relazione tra l’Aurora Boreale e fattori astronomici (come le fasi lunari) e meteorologici, presentando dati osservativi, ipotesi e conclusioni basate su un’analisi statistica. L’autore, che cita un precedente saggio pubblicato nel 1789, riprende il tema con un campione di osservazioni ampliato, strutturando il discorso in due sezioni principali: l’influenza della Luna sull’aurora e l’effetto dell’aurora sul tempo atmosferico successivo.

22.1 1. Correlazione tra Aurora Boreale e fasi lunari

L’ipotesi centrale è che le maree atmosferiche indotte dalla Luna possano influenzare la frequenza delle aurore. L’autore organizza le osservazioni in base all’età della Luna (giorni trascorsi dalla luna nuova o piena), presentando una tabella di frequenza:

“No. of Observations. 0 1 2 3 4 5 6 7 14 25 21 20 19 20 15 21 […] 8 9 10 11 12 13 18 23 15 6 10 13 9” - (fr:2047/p.204, 2049)

La metà di una lunazione (circa 14,5 giorni) viene considerata come riferimento per distinguere tra maree sizigiali (spring tides, più intense) e maree di quadratura (neap tides, meno intense). Dopo una correzione statistica per il giorno 14 (fr:2051/p.204), l’autore confronta le frequenze delle aurore nei due periodi:

“SPRING TIDES. No. of Auroræ 144 | NEAP TIDES. 107” - (fr:2055/p.205)

“Ratio 4 : 3, nearly, which is favourable to the supposition.”

L’ipotesi è supportata, ma viene sollevata un’obiezione: la luminosità lunare nelle fasi di luna piena o gibbosa potrebbe oscurare l’aurora, falsando i dati. Per verificare, l’autore confronta solo il primo e l’ultimo quarto lunare (esclusi i periodi di massima luminosità):

“First quarter, or spring tides. 93 | Last quarter, or neap tides. 81” - (fr:2060-2061/p.205)

“the phenomenon is observed more frequently in the first quarter […] than in the last quarter, which is wholly free from [the objection].” - (fr:2062/p.205)

La conclusione è che le maree atmosferiche più intense (correlate alle fasi lunari) favoriscono la comparsa dell’aurora.

22.2 2. Variazioni stagionali e orarie

L’autore estende l’analisi alle stagioni e agli orari, notando che:

• Le maree sizigiali pomeridiane (tra le 14:00 e le 20:00) sono osservabili solo in inverno, a causa del crepuscolo estivo (fr:2065/p.206).

• I dati invernali (novembre-gennaio) mostrano un rapporto di 40:24 tra aurore durante maree sizigiali e di quadratura, mentre in estate (maggio-agosto) il rapporto è 25:24 (fr:2068-2071/p.206). Ciò conferma l’ipotesi, dato che le maree sono più intense in autunno e primavera (fr:2072/p.206).

La distribuzione mensile delle osservazioni (fr:2074/p.206) evidenzia picchi in marzo, ottobre e novembre, mentre giugno e luglio registrano numeri bassi a causa del crepuscolo prolungato. Tuttavia, anche dicembre-gennaio mostrano una riduzione non spiegabile con la luce solare, suggerendo un effetto stagionale reale (fr:2075/p.207).

22.3 3. Effetto dell’Aurora Boreale sul meteo successivo

L’autore indaga se l’aurora possa essere un indicatore meteorologico, analizzando 227 osservazioni a Kendal e Keswick (1787-?):

• 88 giorni successivi furono piovosi, 139 sereni (fr:2083/p.208).

• La media annuale locale prevede 217 giorni piovosi e 148 sereni, quindi la proporzione di giorni sereni dopo un’aurora (139:88) è superiore alla media (fr:2084/p.208).

L’obiezione che l’aurora sia visibile solo con cielo sereno viene parzialmente confutata: l’effetto persiste anche per serie di 10-12 giorni sereni successivi, con una frequenza molto superiore alle attese casuali (fr:2085/p.208, 2090). Ad esempio:

“there should not have been more than 1 aurora out of 227 followed by 6 fair days, and yet in fact there were 30” - (fr:2090/p.209)

L’analisi stagionale mostra che l’effetto è più marcato in estate che in inverno (fr:2091/p.209), e le aurore più spettacolari (tipiche di tempo instabile) sono spesso seguite da pioggia, ma non quelle osservate con cielo sereno (fr:2092/p.209).

Il barometro conferma la tendenza: su 219 osservazioni, 120 volte è salito il giorno successivo, 99 volte è sceso (fr:2094/p.210), rafforzando l’idea che l’aurora sia un segnale di bel tempo (fr:2095/p.210).

22.4 4. Osservazioni conclusive e regole meteorologiche

L’autore sintetizza alcune regole empiriche per prevedere il tempo (fr:2096-2099/p.210):

• Il barometro è più alto durante gelate prolungate (con vento da NE) e più basso durante disgeli (con vento da SW).

• L’aurora boreale, pur non essendo una causa diretta, è un indicatore affidabile di stabilità atmosferica, specialmente per serie di giorni sereni.

22.5 Significato storico e scientifico

Il testo rappresenta un approccio quantitativo pionieristico all’analisi dei fenomeni atmosferici, tipico della scienza illuminista. L’autore:

1. Sfida credenze diffuse (es. l’aurora come presagio di maltempo) con dati statistici.

2. Collega fenomeni celesti (fasi lunari) e terrestri (aurore, meteo), anticipando studi moderni sulle maree atmosferiche.

3. Introduce metodi correttivi per errori sistematici (es. la visibilità dell’aurora durante la luna piena).

Le tabelle e i rapporti numerici (fr:2047/p.204, 2049, 2089) riflettono l’emergere di una scienza basata su evidenze, in contrasto con spiegazioni puramente qualitative. Tuttavia, alcune ambiguità persistono, come la riduzione invernale delle aurore non spiegata dal crepuscolo (fr:2075/p.207), che potrebbe suggerire limiti nei dati o fattori non considerati.

[23]

[23.1/1-51-2162|2208]

23 Teoria del vapore e critica alle concezioni tradizionali: un’appendice scientifica del XVIII secolo

Un’analisi sperimentale che sfida l’idea della condensazione del vapore per sola pressione atmosferica, proponendo una visione unificata del comportamento dei fluidi elastici.

Il testo costituisce un’appendice (fr:2162/p.213, 2159) a un trattato scientifico, probabilmente di chimica o fisica pneumatica, in cui l’autore confuta l’ipotesi allora diffusa secondo cui il vapore non potrebbe esistere nell’atmosfera aperta a temperature inferiori a 212°F (punto di ebollizione dell’acqua) senza combinarsi chimicamente con l’aria. La tesi centrale è enunciata con chiarezza:

“la supposizione che l’aria premendo sul vapore lo condensi allo stesso modo in cui il vapore preme su se stesso […] è infondata e contraria alla ragione” (fr:2161/p.216) [trad.]. L’autore argomenta che, se una particella di vapore è compresa tra due particelle d’aria, “le loro pressioni uguali e opposte non possono avvicinarla a un’altra particella di vapore” (fr:2161/p.216), condizione necessaria per la condensazione. Questa critica si basa su un principio meccanico: la pressione atmosferica non agisce selettivamente sul vapore, ma lo influenza solo indirettamente attraverso la temperatura.

23.1 Evidenze sperimentali e definizioni chiave

L’autore si appoggia a dati empirici per sostenere che “il vapore dell’acqua (e probabilmente della maggior parte degli altri liquidi) esiste sempre nell’atmosfera” (fr:2160/p.216), resistendo a qualsiasi grado di freddo senza condensarsi totalmente. Il vapore atmosferico è identificato come “una e medesima cosa con il vapore a 212° o superiore” (fr:2160/p.216), unificando così il concetto di vapore e steam (vapore ad alta temperatura) sotto un’unica categoria fisica. Questa posizione è corroborata da osservazioni come quella di Priestley (fr:2161/p.216), secondo cui il mercurio evapora sia nel vuoto che in atmosfera, e da esperimenti personali con acqua nel vuoto di un barometro (fr:2160/p.216).

Un concetto fondamentale è quello di aria satura di vapore, definita come “aria in cui il vapore, considerato astrattamente, è alla sua massima densità per quella temperatura” (fr:2166/p.217). In questo stato, una compressione meccanica dell’aria provoca la condensazione di parte del vapore (con rilascio di calore), mentre una rarefazione ne aumenta la capacità di contenere vapore. La relazione tra temperatura e “forza massima” del vapore è quantificata: a 212°F, la pressione massima del vapore equivale a “30 pollici di mercurio” (fr:2165/p.217), mentre a temperature inferiori sia la forza che la densità massima diminuiscono, come indicato in una tabella di riferimento (fr:2165/p.217).

23.2 Esperimenti e apparati: il ruolo delle figure

Il testo descrive dettagliatamente esperimenti condotti con una pompa pneumatica (fr:2178/p.219), strumento chiave per lo studio dei gas e dei vapori nel XVIII secolo. L’autore cita gli studi di Edward Nairne (fr:2178/p.219), che utilizzava due tipi di manometri:

1. Un barometro gauge (fr:2179/p.219), misuratore diretto della pressione del mezzo (aria o vapore) nel ricevitore.

2. Un pear gauge (fr:2180/p.220), tubo di vetro a forma di pera con un’estremità chiusa, che misurava la rarefazione dell’aria permanente confrontando il volume occupato dall’aria residua con la capacità totale del tubo.

I risultati degli esperimenti (fr:2181/p.220-2198/p.221) rivelano comportamenti distinti a seconda delle condizioni:

• Pelle della pompa imbevuta d’acqua (fr:2182/p.220): la rarefazione misurata dal pear gauge era “molto grande” (fino a 000 volte, fr:2187/p.220), mentre il barometer gauge indicava valori “spesso non 1/4” di quelli del primo. Ripetendo l’esperimento, la rarefazione del pear gauge diminuiva, mentre quella del barometer gauge rimaneva costante.

• Pelle imbevuta di acqua e alcol (fr:2184/p.220): entrambi i gauge mostravano rarefazioni minori rispetto al caso precedente, con valori che variavano con la temperatura (es. a 46°F: barometer gauge 76, pear gauge 8000; a 57°F: 49 e 1200, fr:2189/p.220).

• Pompa asciutta (fr:2196/p.221): il barometer gauge poteva indicare una rarefazione maggiore dopo 5 minuti di funzionamento rispetto a 10 minuti, suggerendo perdite di vapore dal cilindro al ricevitore (fr:2207/p.223).

L’autore spiega questi fenomeni attraverso la teoria del vapore proposta:

1. Quando la pelle della pompa è bagnata, la diminuzione di pressione fa bollire il liquido, generando vapore che “riempie istantaneamente il posto dell’aria estratta” (fr:2200/p.221). L’aria residua nel ricevitore si rarefà quasi all’infinito, mentre il vapore nel pear gauge si condensa all’ammissione di aria, lasciando solo una piccola quantità di aria satura di vapore (fr:2201/p.222).

2. La ripetizione degli esperimenti riduce la rarefazione del pear gauge perché la condensazione di aria e vapore nel cilindro deposita acqua, limitando l’efficienza della pompa (fr:2202/p.222).

3. L’alcol, evaporando più rapidamente dell’acqua, produce una rarefazione minore (fr:2204/p.222), mentre temperature più basse aumentano la rarefazione (fr:2206/p.223).

23.3 Fenomeni termici e apparenti contraddizioni

Il testo affronta anche fenomeni termici apparentemente discordanti, come quelli osservati da Dr. Alexander e Dr. Darwin:

• Soffiare aria su un termometro (fr:2170-2171/p.218): se il termometro è asciutto, l’aria lo riscalda; se è bagnato, lo raffredda. L’autore spiega che nel primo caso la condensazione del vapore nell’aria compressa nei mantici rilascia calore (fr:2175/p.219), mentre nel secondo l’evaporazione dell’acqua sul bulbo assorbe calore (fr:2176/p.219).

• Aria compressa che fuoriesce (fr:2173/p.218): raffredda il termometro e deposita rugiada. Qui, il calore generato dalla condensazione viene dissipato, e l’aria in uscita, contenendo vapore condensato, deposita acqua sul bulbo; l’evaporazione successiva raffredda il termometro (fr:2177/p.219).

23.4 Implicazioni storiche e metodologiche

Il testo riflette la transizione tra la filosofia naturale del XVII secolo e la scienza sperimentale del XVIII, con un approccio che integra:

• Critica alle autorità: l’autore contesta supposizioni non verificate (fr:2161/p.216) e si basa su dati quantitativi (es. tabella a fr:2165/p.217).

• Unificazione concettuale: il vapore atmosferico e il vapore ad alta temperatura sono trattati come manifestazioni dello stesso fenomeno, anticipando la termodinamica classica.

• Strumentazione avanzata: l’uso di pompe pneumatiche e manometri sofisticati (fr:2178/p.219-2180/p.220) testimonia l’importanza della tecnologia nella ricerca scientifica dell’epoca.

Le ambiguità residue, come la discrepanza tra i due gauge in condizioni di aria secca (fr:2198/p.221), sono attribuite a fattori non ancora del tutto compresi, come la variazione dell’elasticità dell’aria rarefatta (fr:2208/p.223). Tuttavia, l’autore sostiene che “la maggior parte dei fatti […] possono essere spiegati in modo soddisfacente” (fr:2199/p.221) dalla sua teoria, dimostrando fiducia nel metodo sperimentale come via per risolvere le contraddizioni.

[24]

[24.1/1-28-2358|2385]

24 Le dinamiche atmosferiche e le variazioni climatiche: correnti, temperature e poli del freddo

Un’analisi delle cause delle disomogeneità termiche lungo i paralleli terrestri, basata sullo studio dei movimenti delle masse d’aria e delle loro interazioni con continenti e oceani.

Il testo affronta il problema delle variazioni di temperatura osservate lungo uno stesso parallelo di latitudine, un fenomeno apparentemente controintuitivo se si considera solo la distanza dall’equatore. L’autore riconosce che, sebbene la diminuzione di temperatura con l’aumentare della latitudine sia prevedibile, “non è così ovvio perché lo stesso parallelo di latitudine debba presentare variazioni così grandi di temperatura nelle sue diverse parti” - (fr:2358/p.241) [traduzione]. Questa osservazione introduce una riflessione sulle onde termiche – ovvero alternanze di zone più calde e più fredde – che caratterizzano le fasce comprese tra i tropici e i circoli polari, come notato da Humboldt e ripreso dall’autore stesso: “appaiono esserci due o più onde di temperatura, o ascese e discese” - (fr:2360/p.242).

La spiegazione proposta si concentra sul ruolo delle correnti atmosferiche, in particolare sui movimenti delle masse d’aria tra poli ed equatore. L’autore riprende una sua precedente trattazione (citata in Memoirs, p. 508, e nei suoi Essays), ammettendo che la versione originale fosse “troppo breve per essere generalmente comprensibile” - (fr:2364/p.242). Il modello descritto si basa su due principi fondamentali:

1. L’effetto della rotazione terrestre: l’aria proveniente dalle regioni polari, più densa, tenderebbe a muoversi lungo i meridiani verso l’equatore, ma la rotazione della Terra da ovest a est devia questo flusso, generando correnti spirali. “L’aria, unendo i due movimenti di Nord o Sud con Ovest, traccia sulla superficie terrestre, nell’emisfero boreale, una direzione verso S. e verso O. (corrente di N.E.), e nell’emisfero australe verso N. e O. (corrente di S.E.)” - (fr:2365/p.242).

2. La distinzione tra correnti inferiori e superiori: le prime seguono traiettorie a spirale convesse verso est, mentre le seconde si muovono in direzioni diametralmente opposte (S.O. e N.O.). “Le correnti superiori saranno linee spirali in direzioni diametralmente opposte, ovvero S.O. e N.O.” - (fr:2368/p.242).

Questo schema spiega le differenze climatiche tra coste occidentali e orientali dei continenti. Le correnti di S.O., provenienti da oceani caldi come quello delle Indie Occidentali, trasportano aria umida e tiepida verso le coste occidentali (es. Europa), dove rilasciano calore e vapore sotto forma di precipitazioni. “Un forte vento di S.O. sulla costa occidentale dell’Europa deve aver percorso, con ogni probabilità, 3000 miglia su un mare caldo, acquisendo così quasi la sua piena carica di vapore; quando incontra un continente freddo, deve depositare il suo eccesso di vapore e cedere calore” - (fr:2369/p.243). Al contrario, le coste orientali sono raggiunte da correnti di N.E. provenienti dalle regioni polari, fredde e secche: “la costa orientale deve essere più fredda e asciutta di quella occidentale” - (fr:2372/p.243). Questo meccanismo è esteso anche alle isole (es. Gran Bretagna) e alle coste americane, dove si osservano analoghe disparità termiche e pluviometriche.

Un’applicazione interessante di questa teoria riguarda la distribuzione del freddo estremo nell’emisfero boreale. L’autore cita un’ipotesi di Sir David Brewster (1821), secondo cui esisterebbero due poli di massimo freddo – anziché uno solo – localizzati in corrispondenza delle regioni continentali più remote dagli oceani, lungo le traiettorie delle correnti di S.O. “Le parti dei continenti orientale e occidentale più lontane dall’oceano, misurate lungo il percorso curvilineo della corrente d’aria, ricevono quell’aria in gran parte privata sia del suo vapore che della sua temperatura” - (fr:2379/p.244). Queste aree, situate a latitudini e longitudini simmetriche (es. 75°N, 90°E e 90°W), sarebbero le più fredde del globo, con una possibile coincidenza con i poli magnetici ipotizzati da Hansteen: “sarebbe una curiosa coincidenza se i due supposti poli magnetici settentrionali del professor Hansteen si trovassero nelle stesse posizioni dei due poli di freddo estremo” - (fr:2381/p.244).

Il testo si conclude con una nota osservativa sull’aurora boreale, aggiunta in appendice. L’autore, trasferitosi da Kendal a Manchester, lamenta la ridotta visibilità del fenomeno a causa dell’urbanizzazione e della distanza dalle regioni dove le aurore sono più frequenti. Tuttavia, riporta una lista di apparizioni documentate, sottolineando l’importanza di queste osservazioni per il suo lavoro: “è opportuno aggiungere in questo punto un elenco di tali apparizioni, con le loro date, poiché la presente opera è stata pubblicata originariamente con particolare riferimento a questo peculiare meteoro” - (fr:2385/p.245). Questa sezione, pur meno teorica, testimonia l’approccio empirico dell’autore, che integra dati diretti e fonti esterne per corroborare le sue ipotesi.

[25]

[25.1/1-33-2598|2629]

25 Catalogo storico delle osservazioni di aurore boreali (1830)

Il testo costituisce un addendum documentale a uno studio sulle aurore boreali, compilato nel 1830, che elenca osservazioni geograficamente disperse e datate con precisione. L’obiettivo è registrare fenomeni luminosi atmosferici in località specifiche, associandoli a fonti bibliografiche di riferimento.

25.1 Struttura e contenuti

Le voci seguono uno schema ripetitivo: località, data (se presente), fonte bibliografica. Le aurore sono segnalate in tre aree principali:

1. Europa (Isola di Man, Kelso, Bedford, Gosport, Manchester).

2. America del Nord (“Also in America Br.” - fr:2598/p.250).

Le fonti citate sono riviste scientifiche dell’epoca, identificate da abbreviazioni:

• “Ph. Mag.” (fr:2602/p.246, 2617) per Philosophical Magazine.

• “Br.” (fr:2611/p.251, 2621) per British (probabilmente British Association for the Advancement of Science o pubblicazioni simili).

• “J.” (fr:2605/p.251, 2613, 2624) per un osservatore o periodico non esplicitato.

25.2 Dati cronologici e geografici

Le date delle osservazioni sono dettagliate per settembre-ottobre-novembre 1830:

“Sep. 12 13 17 19 20 21 25 Oct. 5 16 17 22 Nov, 1 3 4 7 10” (fr:2609/p.250).

Questo elenco suggerisce un picco di attività aurorale in autunno, coerente con la variabilità stagionale del fenomeno. Le località sono spesso accompagnate da descrizioni morfologiche:

• “An aurora at Kelso, arch and — streamers” (fr:2611/p.251) [un’aurora a Kelso, con archi e streamers (fasci luminosi)].

• “An aurora, Isle of Man—J.” (fr:2605/p.251) ripetuto più volte, a indicare osservazioni seriali.

Riferimenti bibliografici

Le citazioni rimandano a volumi e pagine di pubblicazioni periodiche, con una struttura ricorrente:

• “vol. V. page 262” (fr:2600/p.250, 2612) per Philosophical Magazine.

• “vol. x. page 176” (fr:2607/p.251, 2615, 2626) per un’altra fonte.

La ripetizione di “ditto ditto” (fr:2611/p.251, 2627) suggerisce che più osservazioni consecutive provengono dalla stessa località e fonte.

25.3 Significato storico

Il testo testimonia la pratica ottocentesca di catalogazione sistematica dei fenomeni naturali, tipica della scienza positivista. L’attenzione a località remote (Isola di Man, Gosport) riflette l’interesse per la distribuzione geografica delle aurore, cruciale per comprendere il legame tra attività solare e magnetismo terrestre. La menzione di “America Br.” (fr:2598/p.250) estende il raggio di osservazione oltre l’Europa, anticipando studi transatlantici.

25.4 Ambiguità e lacune

• Fonti non esplicitate: L’abbreviazione “J.” (fr:2605/p.251) non è chiarita, né lo è “Br.” (fr:2611/p.251).

• Dati incompleti: Alcune voci mancano di data (es. “An aurora, ditto ditto” - fr:2627/p.251) o località precisa.

• Riferimenti spezzati: La frase “vol. ix. page 394” (fr:2620/p.252) è preceduta da “Mag.” (fr:2617/p.246) e “Bedford—Ph.” (fr:2616/p.250), suggerendo una struttura frammentaria tipica degli addenda.

25.5 Elementi peculiari

• Terminologia tecnica: “streamers” (fr:2611/p.251) e “arch” descrivono forme aurorali, termini ancora in uso.

• Precisione temporale: L’ora “7h 20m” (fr:2627/p.251) per l’osservazione a Gosport indica un’attenzione al dettaglio cronometrico.

• Ripetizione ossessiva: La formula “An aurora, ditto ditto” (fr:2627/p.251) evidenzia un metodo di registrazione standardizzato, quasi burocratico.

Il documento, pur schematico, rappresenta una testimonianza preziosa della scienza osservativa pre-moderna, dove la raccolta di dati empirici precede l’elaborazione teorica.

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