Riferimenti Verticali Idrografici

 
Datum Verticale

In Italia esistono tre definizioni del datum altimetrico: - per la parte continentale, mareografo di Genova, livello medio del mare del 1942; - per la Sicilia, mareografo di Catania, livello medio del mare del 1965; - per la Sardegna, mareografo di Cagliari, livello medio del mare del 1956.
Il ilvello medio mare Genova Convenzionale corrisponde al caposaldo di riferimento della rete altimetrica della penisola italiana e deriva dalla media delle osservazioni effettuate dal mareografo di Genova su un periodo di 9 anni (1937-1946) detto anche Genova 1942.
Le quote di tutti i caposaldi della rete peninsulare sono pertanto derivate per trasporto altimetrico dal quelle del mareografo di Genova con misure di livellazione.
Anche tutti i mareografi della rete dell'Istituto Idrografico Militare (IIM) e dell'ISPRA (www.mareografico.it), ubicati nei principali porti sono tutti collegati altimetricamente alla stessa rete di livellazione e quindi tra di loro. Ciò consente,in linea di principio, di mettere a confronto i livelli medi marini locali lungo le coste nazionali.
Il datum altimetrico Genova 1942 (zero idrografico) corrisponde con lo zero IGM (Istituto Geografico Militare) presente anche nelle monografie e calcolato con la livellazione.
Con le misurazioni di quota eseguite tramite GPS viene utilizzato un modello di geoide. Per l'Italia, il modello ITALGEO2005 è adattato alla rete di livellazione nazionale in modo da minimizzare gli scostamenti tra la superficie del modello e quella della superficie di quota zero a cui è riferita la livellazione. Scostamenti di una certa misura sono comunque inevitabili, sia per effetto degli errori di misura che si accumulano nella rete di livellazione, sia per effetto dell'approssimazione del modello e degli interpolatori utilizzati per esso, sia infine per le deformazioni altimetriche della crosta terrestre dovute a fenomeni sismici, di subsidenza e di bradisismo. Le monografie dei mareografi riportano spesso entrembi i riferimenti verticali, Genova1942 e ITALGEO2005.

Le Maree

La marea semidiurna, quella che ha un'alta e una bassa distanziate di 12 ore e 25 minuti possiamo dividerla in diretta ed opposta. La prima è creata dalle forze di attrazione della Luna che agisce sulle masse d'acqua facendole scivolare ed accumulare verso la sua direzione, mentre quella opposta dalla forza centrifuga del sistema binario Terra-Luna che ruota attorno al centro di massa comune.
Una simile azione viene esercitata dal Sole e l'ampiezza delle sue maree è circa la metà di quelle lunari. Talvolta i due fenomeni si sommano e altre si contrastano; tutto dipende se Sole, Terra e Luna sono allineati (con Luna piena o Luna nuova) oppure formano un angolo di 90° (primo e ultimo quarto di Luna). Nel primo caso si parla di marea sizigiale (Springs) e nel secondo di marea di quadratura (Neaps).
L'andamento di queste maree teoriche è poi complicato da diversi fattori anche locali e fenomeni come il piano di rivoluzione della luna, le oscillazioni delle masse d'acqua fra continenti o la rotazione delle onde di marea.
Sulla base delle osservazioni fatte dai singoli mareometri della rete nazionale vengono estratti dei livelli di marea locali che variano da zona a zona ed in funzione del periodo di osservazione.

HAT

Highest Astronomical Tide

La più alta marea astronomica

MHWS

Mean High Water Springs

Media alte maree sizigiali

MHWN

Mean High Water Neaps

Media alte maree di quadratura

MSL

Mean Sea Level

Livello medio mare locale

Genova 1942

Mean Sea Level

Datum verticale nazionale - Zero idrografico

MLWN

Mean Low Water Neaps

Media basse maree di quadratura

MLWS

Mean Low Water Springs

Media basse maree sizigiali - LRS - Chart Datum Italia

LAT

Lowest Astronomical Tide

La più bassa marea astronomica - Chart Datum Inghilterra

 

In una carta nautica italiana, lo zero idrografico (in inglese chart datum),detto anche livello di riferimento degli scandagli (LRS) è la rappresentazione del livello dei mari (o della profondità dei fondali) ottenuto dalla media del livello minore delle basse maree sizigiali (MLWS) misurato localmente in un lungo periodo di tempo, oppure dal livello più basso possibile che la marea può teoricamente raggiungere in quella zona.
Nelle carte nautiche dell'IIM le informazioni ai margini delle carte forniscono il valore della quota Z0, riferita all'LRS, rispetto al livello medio del mare locale (MSL).
Altri paesi utilizzano la più bassa marea astronomica (LAT) ovvero l'altezza dell'acqua al livello teorico più basso possibile delle maree che può essere previsto al verificarsi di condizioni meteorologiche medie. Il valore della LAT si fa usando un calcolo rigoroso attraverso le costanti armoniche e considerando non solo gli effetti gravitazionali ma anche da altri fattori come ad esempio, gli effetti meteorologici dei sistemi di alta o bassa pressione. Queste previsioni possono essere fornite anche dal IIM.
Il valore di profondità riportato quindi nella carte nautiche italiane (Pc) è riferito al LRS a sua valota riferito a livello mare locale (MSL) tramite il valore Z0 che è una costante per ciascuna carta nautica.

Questi livelli di marea varieranno dunque da zona a zona rispetto al riferimento Genova 1942 che invece è un livello fissato e verificabile rispetto a qualsiasi caposaldo IGM o rispetto allo zero di qualsiasi mareografo sul territorio nazionale.

Considerazioni pratiche

Essendoci stato un innalzamento del livello del mare rispetto al 1942 lo zero IGM (Genova 1942) si trova generalmente diversi centimetri sotto (10-20) il MSL locale come ovviamente anche il livello di riferimento ecoscandagli usato nelle carte nautiche.
Il valore di profondità per i rielievi idrografici (Pb) è generalmente riferito allo zero IGM, collegandosi ai mareografi e usando la relativa marea. Questo rappresenta la scelta migliore sia per avere un riferimento univoco che per collegare i rilievi batimetrici con i rilievi topografici della parte emersa.

Una buona approssimazione dello "O" IGM può essere anche ricavata localmente con misure GPS e conversione della quota ellissoidica inortometrica usando i grigliati IGM.
Diverso è il caso dello zero di riferimento scelto per le progettazione di opere marittime che dovrebbe essere il livello medio mare locale calcolabile mediando i dati di un mareografo delle rete nazionale o anche appositamente messo in una zona di interesse per alcuni mesi o anni o come visto quello della sicurezza per le imbarcazioni in cui, come nelle carte nautiche, viene preferito un livello di riferimento precauzionalmente basso.