NOAA Tides & Currents

Capitolo 4 – Variazioni nella gamma delle maree: Disuguaglianze di marea

Come sarà mostrato in Fig. 6, la differenza nell’altezza, in piedi, tra alte e basse maree consecutive che si verificano in un dato luogo è conosciuta come la gamma. La gamma delle maree in qualsiasi luogo è soggetta a molti fattori variabili. Quelle influenze di origine astronomica saranno prima descritte.

1. Effetto della fase lunare: Maree primaverili e napoletane. È stato notato sopra che le forze gravitazionali della luna e del sole agiscono sulle acque della terra. È ovvio che, a causa della mutevole posizione della luna rispetto alla terra e al sole (Fig. 3) durante il ciclo mensile delle fasi (29,53 giorni) l’attrazione gravitazionale della luna e del sole può agire variamente lungo una linea comune o ad angoli variabili l’uno rispetto all’altro.

Quando la luna è in fase nuova e fase piena (entrambe le posizioni sono chiamate sizigia) le attrazioni gravitazionali della luna e del sole agiscono per rafforzarsi a vicenda. Poiché la risultante o forza di marea combinata è anche aumentata, le alte maree osservate sono più alte e le basse maree sono più basse della media. Ciò significa che l’intervallo di marea è maggiore in tutte le località che mostrano un’alta e una bassa marea consecutive. Tali maree superiori alla media che risultano nelle posizioni della sizigia della luna sono conosciute come maree di primavera – un termine che implica semplicemente un “rigonfiamento” dell’acqua e non ha alcuna relazione con la stagione dell’anno.

Alle fasi di primo e terzo quarto (quadratura) della luna, le attrazioni gravitazionali della luna e del sole sulle acque della terra sono esercitate ad angolo retto tra loro. Ogni forza tende in parte a contrastare l’altra. Nell’involucro della forza di marea che rappresenta queste forze combinate, sia la forza massima che quella minima sono ridotte. Le alte maree sono più basse e le basse maree sono più alte della media. Tali maree di portata diminuita sono chiamate maree di neap, da una parola greca che significa “scarsa”.

2. Effetti di parallasse (Luna e Sole). Poiché la luna segue un percorso ellittico (Fig. 4), la distanza tra la terra e la luna varia durante il mese di circa 31.000 miglia. La forza produttrice di maree della luna che agisce sulle acque della terra cambierà in proporzione inversa alla terza potenza della distanza tra la terra e la luna, in accordo con la già menzionata variazione della legge di gravitazione di Newton. Una volta ogni mese, quando la luna è più vicina alla terra (perigeo), le forze che generano le maree saranno più alte del solito, producendo così delle escursioni superiori alla media nelle maree. Circa due settimane dopo, quando la luna (all’apogeo) è più lontana dalla terra, la forza lunare che genera le maree sarà minore, e le escursioni delle maree saranno inferiori alla media. Allo stesso modo, nel sistema terra-sole, quando la terra è più vicina al sole (perielio), circa il 2 gennaio di ogni anno, i campi di marea saranno aumentati, e quando la terra è più lontana dal sole (afelio), circa il 2 luglio, i campi di marea saranno ridotti.

Quando il perigeo, il perielio e la luna nuova o piena si verificano approssimativamente nello stesso momento, ne risultano portate di marea notevolmente aumentate. Quando l’apogeo, l’afelio e il primo o il terzo quarto di luna coincidono all’incirca nello stesso momento, si verificano normalmente campi di marea notevolmente ridotti.

3. Effetti della declinazione lunare: La disuguaglianza diurna. Il piano dell’orbita della luna è inclinato solo di circa 5o rispetto al piano dell’orbita terrestre (l’eclittica) e quindi la rivoluzione mensile della luna intorno alla terra rimane molto vicina all’eclittica. L’eclittica è inclinata di 23,5o rispetto all’equatore terrestre, a nord e a sud del quale il sole si muove una volta ogni semestre per produrre le stagioni. In modo simile, la luna, facendo una rivoluzione intorno alla terra una volta ogni mese, passa da una posizione di massima distanza angolare a nord dell’equatore ad una posizione di massima distanza angolare a sud dell’equatore durante ogni metà mese. (La distanza angolare perpendicolarmente a nord e a sud dell’equatore celeste è chiamata declinazione). Due volte ogni mese, la luna attraversa l’equatore. Nella Fig. 5, questa condizione è mostrata dalla posizione tratteggiata della luna. Il corrispondente inviluppo della forza di marea dovuta alla luna è rappresentato, nel profilo, dall’ellisse tratteggiata.

Siccome i punti A e A’ giacciono lungo l’asse maggiore di questa ellisse, l’altezza dell’alta marea rappresentata in A è la stessa che si verifica quando questo punto ruota nella posizione A’ circa 12 ore dopo. Quando la luna si trova sopra l’equatore – o a certe altre declinazioni che equalizzano la forza – le due alte maree e le due basse maree di un dato giorno sono ad un’altezza simile in qualsiasi luogo. Successive alte e basse maree sono poi anche quasi equamente distanziate nel tempo, e si verificano due volte al giorno. (Vedi diagramma superiore in Fig. 6.) Questo è noto come tipo semidiurno di maree.

Tuttavia, con lui che cambia la distanza angolare della luna sopra o sotto l’equatore (rappresentato dalla posizione del piccolo cerchio solido in Fig. 5) l’involucro della forza di marea prodotta dalla luna è inclinato, e la differenza tra le altezze di due maree giornaliere della stessa fase comincia a verificarsi. Le variazioni nelle altezze delle maree risultanti dai cambiamenti nell’angolo di declinazione della luna e nelle corrispondenti linee di azione della forza gravitazionale danno luogo ad un fenomeno noto come disuguaglianza diurna.

Nella Fig. 5, il punto B è sotto un rigonfiamento dell’involucro della marea. Mezza giornata dopo, al punto B’ è di nuovo sotto il rigonfiamento, ma l’altezza della marea non è ovviamente così grande come a B. Questa situazione dà luogo a una marea bi-giornaliera che mostra altezze disuguali in acque alte o basse successive, o in entrambe le coppie di maree. Questo tipo di marea, che mostra una forte disuguaglianza diurna, è conosciuta come una marea mista. (Vedere il diagramma centrale in Fig. 6.)

Infine, come raffigurato in Fig. 5, il punto C è visto trovarsi sotto una porzione dell’involucro della forza di marea. Una mezza giornata dopo, tuttavia, quando questo punto ruota verso la posizione C’, si vede che si trova al di sopra dell’inviluppo di forze. In questa posizione, quindi, le forze di marea presenti producono solo un’acqua alta e una bassa ogni giorno. Il tipo di marea diurna risultante è mostrato nel diagramma inferiore della Fig. 6.

Capitolo 5 – Fattori che influenzano le altezze locali e i tempi di arrivo delle maree