Il calcolo delle maree astronomiche
Da Commissione Divulgazione - Unione Astrofili Italiani.
La teoria armonica
Dato che le maree nascono da forze variabili legate alle masse della Luna e del Sole, e poichè la posizione di questi corpi rispetto alla Terra (e viceversa) può essere espressa da una serie di periodi costanti e definiti, già nel 1872 Lord Kelvin introdusse la cosiddetta teoria armonica delle maree.
Il numero di questi periodi è, in teoria, infinito, ma ovviemante viene limitato alle oscillazioni la cui ampiezza è significativa. L'analisi di Doodson (1922) ha messo in evidenza circa 100 componenti di lungo periodo, 160 con periodicità diurna, 115 con periodicità semidiurna e 14 con periodo prossimo alle 8 ore.
Posto convenzionalmente uguale a 100 l'ampiezza della componente principale lunare, vi sono 63 componenti la cui ampiezza è maggior di 0.5.
Tuttavia le componenti più sinificative sono sette, e ahnno una sigla che ne ricorda l'origine e un numero che ne ricorda la tipologia (1 se la componente ha un ciclo diurno, 2 se la componente ha un cico semidiurno).
| Sigla | Componente | Periodo (ore) |
|---|---|---|
| M2 | lunare semidiurna principale | 12.4206 |
| S2 | solare semidiurna principale | 12 |
| N2 | lunare semidiurna ellittica maggiore | 12.6583 |
| K2 | lunisolare declinazione semidiurna | 11.9672 |
| K1 | lunisolare declinazione diurna | 23.9345 |
| O1 | lunare diurna principale | 25.8193 |
| P1 | solare diurna principale | 24.0659 |
Quelli indicati sono i periodi, mentre le ampiezze sono legate a una particolare località. Oltre alle ampiezze esistono altrettanti valori angolari che mettono i relazione fra loro le varie periodicità. Il "pacchetto di dati" costituito dalle ampiezze e dagli angoli è specifico per ogni località e questi dati vengono detti COEFFICIENTI ARMONICI.
A seconda dei rapporti relativi fra le varie ampiezze la marea unisolare in un determinato porta può cambiare in maniera notevole.
Indicata l'ampiezza di un coefficiente con la sua sigla si può definire il rapporto
F = (K1 + O1) / (M2 + S2)
Se F < 0.25 la marea complessiva ha un ciclo semidiurno (due alte maree e due basse maree nelle 24 ore circa)
Se 0.25 < F < 1.25, se cioè F è compreso fra 0.25 e 1.25, la marea complessiva è di tipo misto
Se F > 1.25 la marea complessiva ha un ciclo diurno (un'alta e una bassa marea nelle 24 ore circa)
A titolo di esempio il porto di Trieste è caratterizzato da un valore F = 0.55 mentre il porto di Ancona ha F = 1.71
Questo significa che ad Ancona la marea ha un ciclo spiccattamente diurno, mentre a Trieste ha un ciclo misto con forte tendenza al ciclo semidiurno.
Lo possiamo verificare dai diagrammi calcolati per l'intero mese di dicembre 2009.
