La marea, alcuni suoi segreti e l'uso in idrografia

Data pubblicazione: 13-set-2013 16.06.22

La marea ha un’importanza fondamentale nei rilievi idrografici.

Infatti il piano su cui naviga il mezzo che rileva (e al quale sono riferite le “battute”, ovvero le misure di fondale) varia con il trascorrere del tempo.

Cercherò di parlarne in questo post. Solo che l’argomento è un po’ complesso e meriterebbe qualche spiegazione in più. Cercherò di limitarmi all’essenziale e di essere pratico.

Tutti noi sappiamo che gli astri (in primis la luna) esercitano un’attrazione sulla superficie marina (e non solo) e quindi il livello dipende dalla loro posizione. In Italia si notano, per lo più, due momenti al giorno in cui la marea è ALTA (Alta Marea o AM) e due in cui essa è BASSA (Bassa Marea o BM). Siccome l’attrazione maggiore la fa la luna, e il giorno lunare non corrisponde con quello solare, succede che il tempo fra i fenomeni non è esattamente di sei ore (1/4 del giorno), ma vi si avvicina.

Per calcolare una previsione della marea, importante per il navigante, si simulano differenti attrazioni di corpi ruotanti intorno alla terra, ognuno con il suo periodo, la sua fase la sua forza.

Il calcolo che ne esce è complesso, ed oggi viene demandato ai computer.

Diciamo solo che essendo il fenomeno dovuto ad un oggetto che ruota attorno ad un altro alla fine ha un carattere sinusoidale.

Più in generale l’utente potrà accedere alle previsioni di marea, che sono emanate da vari enti (Università, Istituto Idrografico della Marina attraverso la pubblicazione I.I.3133, eccetera).

Le previsioni sono calcolate per Porti Campione (sono solo tre in tutto il Mediterraneo), mentre sono estrapolate per Porti Principali (interessati al movimento marittimo). Infine si arriva ai Porti Secondari, che sono quelli ancora più piccoli. In particolare per questi ultimi interviene lo stabilimento di porto, che lega i tempi e le ampiezze del fenomeno ad un porto di riferimento (la marea non si presenta contemporaneamente nei vari porti). In questo modo basta effettuare pochi calcoli e poi si potrà ottenere la previsione praticamente per tutti i siti che ci possono interessare.

In particolare per lo stabilimento di porto le istruzioni potrebbero ad esempio dire “in questo porticciolo la marea ritarda o anticipa di .. minuti rispetto al porto di .. La sua ampiezza è pari al 90% di quel porto”.

Le previsioni sono per lo più tabulate con i valori dei BM e AM, espresse in centimetri o millimetri, e legate ad un’ora di riferimento (attenzione al fuso usato dalla tabella che state consultando).

Un concetto molto importante da conoscere, a proposito di questo fenomeno, è il livello riferimento scandagli (LRS), ovvero la quota alla quale sono riferiti gli scandagli di una mappa.

Questo normalmente varia in funzione dello scopo per cui la carta è costruita:

• LRS o Datum per le carte di navigazione: si prende un livello molto basso in modo da garantire al navigante il battente d’acqua riportato in carta anche se si opera in un momento di BM

• lmm (livello medio mare, ovvero la media fra le AM e le BM) per le carte tecniche

• Possono essere presi in considerazione altri livelli di riferimento in casi speciali

La distanza fra il lmm e il Datum è una costante della carta, viene riportata vicino al titolo e si chiama Z₀ (si legge “zeta con zero”).

Per lo più le elevazioni (ad esempio le montagne) sono riferite al lmm.

In seguito a questi concetti appena esposti si comprende bene come i dati della previsione siano differenti se emessi da un istituto, come un’Università, o dall’Istituto Idrografico della Marina. I primi, infatti, saranno per lo più riferiti al lmm, mentre i secondi saranno riferiti al Datum. La differenza balza all’occhio: i secondi sono tutti positivi, mentre i primi parlano di una marea negativa o positiva.

Al di là di questi concetti è fondamentale sapere che la previsione non può essere usata per correggere i propri rilievi. Essa, infatti, è imprecisa in quanto affetta da variazioni dovute a molti fattori, come la pressione atmosferica, la presenza di vento o mare e così via.

In Italia esiste una rete altimetrica dell’Istituto Geografico Militare che si basa sul lmm definito dalle osservazioni di un mareografo “storico” posizionato a Genova.

Per poter effettuare un rilievo, dunque, dobbiamo osservare la marea:

• Possiamo portare una quota in un punto e lì fissare un mareometro (sorta di stadia) che deve essere letta circa ogni 10 minuti

• Analogamente possiamo sistemare un mareografo automatico, che registrerà il fenomeno e che poi useremo per la correzione dei nostri rilievi

• Possiamo mediamente usare un mareografo ufficiale i cui dati vengono resi disponibili in rete sul sito della rete mareografica nazionale

• Possiamo anche utilizzare un GPS di precisione, desumendo la quota del natante (e quindi del pelo dell’acqua) da esso

• Naturalmente ci sono anche altri sistemi che qui non elenco

Nell'esempio qui sotto un'osservazione reale per il porto di Trieste (sul sito mareografico si trovano anche tabelle di vario tipo).

Molto spesso abbiamo bisogno di effettuare una previsione completa della marea, in modo da conoscere con una certa continuità il fenomeno.

Partiamo dai 4 dati giornalieri (un po’ troppo distanti nel tempo per l’impiego pratico).

Naturalmente è possibile eseguire un calcolo armonico, ma è una fatica abbastanza inutile.

Ci può infatti venire in aiuto la regola dei dodicesimi che recita: in un sesto del tempo fra i due fenomeni avremo una variazione pari ad una differenza di altezza di:

• 1/12 per il primo sesto

• 2/12 per il secondo sesto

• 3/12 per il terzo sesto

• 3/12 per il quarto sesto

• 2/12 per il quinto sesto

• 1/12 per il sesto sesto

Nel disegno qui sotto vengono paragonati i risultati derivanti dal calcolo armonico con quelli ottenuti con la regola dei dodicesimi.

Se si effettua una correzione manuale degli scandagli (ad esempio per un rilievo condotto con lo scandaglio a mano) conviene disegnare il diagramma che si ottiene dai dati di osservazione della marea, e poi “affettarlo” orizzontalmente in fasce di 10 centimetri (normalmente i dati di fondale vengono espressi con questa precisione, almeno nelle carte nautiche) a cavallo dei valori interi di correzione (nessuna correzione, 10 centimetri, 20 centimetri eccetera). Dove queste linee intersecano la sinusoide della marea, lì viene letta l’ora che fa da demarcazione per la correzione stessa. Insomma “i rilievi fra le … e le … saranno tutti corretti di 10 cm”, e così via.

Qui sotto uno schema semplificativo (basato su una sinusoide di una previsione di marea reale, interpolata con il metodo armonico). Si tratta di una sinusoide derivante dalla “Tavole di Previsione della Marea” dell’Istituto Idrografico della Marina, come si evince dal fatto che sono tutte positive.

Come si noterà non si apporta correzione per i valori da -5 a +5 cm, poi si apporterà una correzione di -10 cm alle letture nel periodo in cui la marea era compresa fra +5 e +15 cm, e così via…