In questa sezione viene descritto il fenomeno della marea, la sua propagazione in alto Adriatico e nella Laguna di Venezia, nonché le variazioni del livello medio del mare.
Descrizione del fenomeno della marea
Le maree sono periodici movimenti di innalzamento e abbassamento della superficie del mare causati dall’attrazione del Sole e della Luna sulle masse d’acqua presenti sulla Terra e, secondariamente, influenzati dalle perturbazioni meteorologiche.
La fase di innalzamento raggiunge il suo culmine nel momento di massima elevazione del livello marino, detta alta marea (o colmo), mentre la fase di abbassamento termina con la minima elevazione della superficie marina, detta bassa marea (o cavo). La differenza tra alta e bassa marea viene denominata escursione o ampiezza di marea.
Le maree sono le onde più lunghe conosciute dai mareografi, avendo un periodo di 12 ore e 25 minuti ed una lunghezza pari alla metà della circonferenza terreste. In base alla loro periodicità, è possibile classificarle come: maree diurne, quando si verifica una sola alta marea ed una sola bassa marea al giorno; maree semidiurne, quando si verificano due alte e due basse maree al giorno di ampiezza poco diversa; maree miste, quando si verificano due alte e due basse maree al giorno di ampiezza molto diversa.
La marea registrata in una certa località è sempre data dalla somma di due fattori: la componente astronomica e quella meteorologica (sovralzo).
La componente astronomica
L’oscillazione quotidiana delle masse d’acqua marine sotto l’influenza della forza gravitazionale del sistema Terra-Luna-Sole, viene definita marea astronomica. Essa determina variazioni in altezza sui livelli in mare aperto, sulle coste e sui tratti terminali dei fiumi.
Le escursioni mareali variano nel tempo in funzione della posizione relativa del sistema Terra-Sole-Luna e nello spazio, in funzione di caratteristiche morfologiche quali la profondità dei fondali marini, la forma delle coste e la superficie della massa d’acqua.
Le maree nel Mar Mediterraneo hanno una frequenza di 12 ore circa, legate al passaggio della Luna al di sopra di un punto di osservazione sulla Terra. La marea viene influenzata in maniera diversa nel corso del mese a seconda delle fasi lunari; durante la fase di luna piena o luna nuova, in cui la Luna è in opposizione o in congiunzione col Sole, si osservano le massime ampiezze di marea (marea di sizigia). Al contrario, quando la Luna è in quadratura col Sole, durante il primo e ultimo quarto del mese lunare, la marea presenta un’ampiezza più contenuta (marea di quadratura) (fig. 1).
All’interno del bacino del Mediterraneo, in particolare nell'Adriatico settentrionale, le escursioni mareali raggiungono un’altezza massima di un metro circa (maree microtidali); sulle coste del Canale della Manica l’escursione della marea può raggiungere i 10 metri circa (maree macrotidali).
Il bacino dell’Adriatico, per la sua conformazione stretta ed allungata, risulta un bacino semichiuso, e congiuntamente alla presenza di bassi fondali, favorisce la massima esaltazione della marea nella sua parte settentrionale (fig. 2).
La propagazione dell’onda di marea in Adriatico avviene attorno ad un punto, detto anfidromico, in cui l’ampiezza della marea è nulla. Tale punto è situato a metà tra Ancona e Zara (costa croata). Quando la marea entra nel canale di Otranto, percorre il mare Adriatico in senso antiorario con una velocità di propagazione di circa 130 km/h. Dapprima risale la costa balcanica della Dalmazia in direzione sud-nord, lambisce l’Istria e prosegue verso Trieste e Grado. Successivamente ruota in senso est-ovest verso Lignano, Venezia e Chioggia, per percorrere infine la costa italiana verso Ancora, Vieste e Brindisi, e completa il suo ciclo ad Otranto, dopo 12 ore e 24 minuti, con la marea proveniente dallo Ionio. Questa rotazione, detta “anfidromia”, deriva dalla composizione degli effetti di una oscillazione longitudinale della marea, con una oscillazione trasversale che si sviluppa nel mare a causa della rotazione terrestre.
Fig. 1 – Sizigie e quadrature nel sistema Terra – Luna – Sole.
Fig.2 – Bacino dell’Adriatico
La componente meteorologica
I livello della marea viene inoltre influenzato anche da fattori meteorologici, tra i quali, i più rilevanti sono le variazioni di pressione atmosferica ed il vento.
La pressione atmosferica è data dalla forza che le masse d’aria esercitano sulla superficie terrestre; pertanto, la sua azione si estende anche sui mari e sugli oceani, comprimendoli in relazione alla sua intensità. In particolare, a valori di bassa pressione corrispondono valori più elevati dei livelli marini (effetto barometrico inverso). L’effetto del vento invece risulta più complesso e dipende dalla sua forza, direzione e durata e dalla forma e dall'estensione del bacino su cui insiste: il vento tende a insaccare le acque nel proprio verso di propagazione. In particolare, è lo Scirocco (proveniente dai settori di SE) il vento che può generare significativi sovralzi nell’Adriatico settentrionale.
Inoltre, all’interno dell’Adriatico si sviluppano oscillazioni libere – denominate
"sesse" – che rappresentano la risposta del mare ad un cambiamento rapido delle forzanti meteorologiche (vento e pressione). Ad una improvvisa diminuzione dell’intensità del vento, si generano delle oscillazioni periodiche che tendono a riportare l’equilibrio idrostatico. La principale sessa dell’Adriatico ha un periodo di 21 ore circa.
La somma di questi fenomeni fisici viene denominato con il termine “sovralzo”, che dà luogo a incrementi positivi o negativi rispetto alle normali oscillazioni astronomiche.
La propagazione della marea all'interno della laguna
La laguna di Venezia, posta in comunicazione con il Mare Adriatico attraverso tre bocche di porto armate (Lido, Malamocco e Chioggia), è anch’essa soggetta alle variazioni del livello della marea, definita “acqua alta” in occasione di allagamenti che interessano principalmente i centri abitati di Venezia, Burano e Chioggia. I centri storici vengono diversamente interessati dagli allagamenti in relazione a quanto si elevi localmente il piano di calpestio sul livello marino. Ad esempio, l’allagamento di Piazza San Marco a Venezia (foto a destra), avviene a quote superiori a 80 cm sullo Zero Mareografico di Punta della Salute (ZMPS), ma non rappresenta un evento di “acqua alta”, poichè la Piazza si trova nel punto più basso della città.
L’onda di marea subisce inoltre un forte rallentamento all’entrata in laguna e raggiunge diverse località all’interno della laguna stessa con ritardi differenti. L’altezza della marea viene smorzata all'interno della laguna, per effetto dell’attrito sviluppato dai bassi fondali e dall’andamento sinuoso dei canali più interni, contornati dalle barene. Di seguito si propone la tabella dei ritardi di propagazione della marea astronomica calcolati nei principali mareografi della Rete Mareografica della Laguna di Venezia (RMLV) rispetto l’entrata in laguna/bacino di San Marco.
Tempo medio di ritardo della marea per le varie località lagunari rispetto al bacino di San Marco
| Stazione | Ritardo | Stazione | Ritardo |
| Malamocco Diga Nord | -50 min | Murano Colonna
| 14 min |
| Lido Diga Sud | -49 min | Valgrande | 17 min |
| Chioggia Diga Sud | -47 min | Murano canale Angeli | 25 min |
| Piattaforma "Acqua alta" | -47 min | Campalto | 32 min |
| Meda Bocca Lido | -38 min | Burano imbarcadero | 32 min |
| Chioggia Vigo | -20 min | Tagliata Vecchia | 32 min |
| Faro Rocchetta | -19 min | Petta de Bò | 34 min |
| San Nicolò | -16 min | Settemorti | 35 min |
| Poveglia | -5 min | Tessera | 39 min |
| Ex Poveglia | -1 min | Valle Averto | 40 min |
| Sacca Sessola | 0 min
| Cason Figheri | 52 min |
| Sant’Erasmo Capannone | 0 min | Barene della Grisa | 53 min |
| Brondolo | 1 min | Val Fogolana | 59 min |
| Motte di Volpego | 3 min | Val Morosina | 1h 01’ |
| San Giorgio in Alga | 4 min | Pagliaga | 1h 14' |
| Fusina | 4 min | Le Saline | 1h 18’ |
| Marghera canale ind. Ovest | 9 min | Canal Ancora | 1h 46’ |
| Torson di sotto | 12 min | Grassabò | 2h 01’ |
| Botte Trezze | 14 min | Cavallino | 2h 28’
|
Fonte: Ferla M., Cordella M., Michielli L., Rusconi A.,“Long term variations on sea level and tidal regime in the lagoon of Venice", Estuarine, Coastal and Shelf Science 75 (2007) 214-222.
La capacità della laguna di opporre resistenza all'onda di marea può variare nel tempo, a seguito di modifiche morfologiche indotte sia da cause naturali che di origine antropica. Nel corso del tempo, l'intervento umano nella vita della laguna di Venezia, è sempre stato molto importante. Da menzionare, ad esempio, la diversione storica di vari alvei fluviali (Brenta, Bacchiglione, Piave, Sile), al fine di scongiurare il rischio di interrimento della Laguna o delle bocche di porto. Altrettanto importante è stata la costruzione dei Murazzi, imponenti dighe costruite dalla Serenissima a rinforzo e protezione dei litorali. Dalla fine del XIX secolo in poi sono stati effetuati gli interventi più importanti: la costruzione delle dighe armate alle tre bocche di porto (Lido, Malamocco e Chioggia), la costruzione dei canali commerciali (Vittorio Emanuele e Canale dei Petroli) a favore della zona industriale di Porto Marghera. Ultimi, in ordine di tempo, ma non di importanza, i lavori per la costruzione delle paratoie mobili alle bocche di porto a protezione della laguna dagli eventi di acqua alta (MoSE - Modulo Sperimentale Elettromeccanico). Questi lavori hanno comportato la costruzione di una nuova isola artificiale all'interno della bocca di porto di Lido, il rinforzo delle dighe esistenti, la costruzione delle lunate a protezione dalle mareggiate provenienti da sud-est, lo scavo ed il dragaggio delle bocche di porto per l'alloggiamento dei cassoni che ospiteranno le paratoie mobili. E' da ricordare, inoltre, la contemporanea costruzione di opere compensative, quali, ad esempio, la costruzione ex novo di barene artificiali o il rinforzo di quelle esistenti. Da citare, infine, l'escavo dei canali commerciali per il potenziamento della portualità di navi cargo.
Il delicato equilibrio dell'ecosistema lagunare e dei suoi centri abitati viene inoltre influenzato da fenomeni quali: il moto ondoso indotto dai natanti, l'erosione dei bassifondi e delle barene, la perdita di sedimento della laguna.
Gli effetti di tali cambiamenti sono riconoscibili nei mutati assetti idrodinamici della laguna. A titolo esemplificativo, si rappresentano i ritardi di propagazione della marea astronomica nella prima metà del XX secolo e all'inizio del XXI secolo (figura 3). I ritardi sono calcolati rispetto al passaggio del colmo di marea in mare, misurato alle bocche di porto. Nella prima metà del XX secolo si evidenziano forti ritardi nella propagazione dell'onda di marea sia in laguna settentrionale che in quella meridionale (figura 3 - sinistra). All'inizio del XXI secolo, solamente la laguna settentrionale ha parzialmente conservato la capacità di rallentare l'avanzata dell'onda di marea. Tale caratteristica pare invece gravemente compromessa nella zona meridionale della laguna (figura 3 - destra).
Figura 3 - Ritardi medi di propagazione della marea all'interno della Laguna di Venezia. Prima metà del XX secolo (a sinistra), inizio XXI secolo (a destra). I ritardi sono espressi in minuti rispetto al colmo di marea alle bocche di porto.
Simili considerazioni possono essere fatte confrontando l'altezza di marea astronomica all'interno della laguna nella prima metà del XX secolo e all'inizio del XXI secolo (figura 4). Nella prima metà del XX secolo si evidenzia una grande capacità della laguna di smorzare l'altezza della marea man mano che si propaga al suo interno (figura a sinistra). Tale capacità si è persa invece all'inizio del XXI secolo, con la sola eccezione dell'estrema laguna settentrionale (figura a destra).
Figura 4 - Altezze di marea astronomica all'interno della Laguna di Venezia. Laguna alla prima metà del XX secolo (a sinistra) e all'inizio del XXI secolo (a destra). Le altezze sono espresse in centimetri.
Le variazioni del livello medio del mare
Da ormai più di un secolo, Venezia e la sua laguna sono sottoposte ad un monitoraggio continuo sia dal punto di vista idraulico, che ambientale. È infatti dal 1872 che si registrano e archiviano misurazioni mareografiche relative ai livelli di marea rilevati nel centro storico veneziano. A Venezia l'andamento della marea è da sempre parte integrante del vissuto cittadino e della sua laguna. Fin dalla seconda metà del XIX secolo si è provveduto a monitorarne l'andamento sia nel breve che nel lungo periodo, rappresentando ad oggi una delle più lunghe e complete serie mareografiche del Mar Mediterraneo, assieme a Trieste, Genova e Marsiglia. La stazione mareografica veneziana con la serie storica più completa e lunga è quella di Punta della Salute, la quale rappresenta al meglio la situazione mareografica del centro storico. È proprio per la sua posizione e rilevanza che questa risulta essere la stazione mareografica di tutta la RMLV ad essere maggiormente e costantemente tenuta sotto stretta osservazione.
In figura 5 viene rappresentato l’andamento del livello medio del mare relativo registrato presso Punta della Salute, andamento che si mostra in tendenziale crescita, anche se non in maniera uniforme lungo tutto il periodo di osservazione.
Il fenomeno dell’innalzamento del livello medio del mare relativo a Venezia è costituito principalmente dalla somma di due componenti fondamentali: la subsidenza e l’eustatismo. La costa occidentale del Nord Adriatico è caratterizzata dal fenomeno naturale della compattazione dei suoli (subsidenza). Tale fenomeno è più evidente nel delta del Po, essendo un'area geologicamente molto giovane. L'intervento umano ha in alcuni casi notevolmente accelerato questo fenomeno, specialmente in occasione di sistematiche estrazioni di fluidi dal sottosuolo: la minore pressione esercitata all’interno degli strati inferiori del terreno ne favorisce la compattazione, provocando così una perdita relativa di altezza nei confronti del medio mare.
Come detto, occorre considerare anche l'eustatismo, ovvero l'innalzamento del livello medio del mare dovuto ai fenomeni di riscaldamento globale del pianeta. Al netto dei fenomeni di subsidenza locale, sulla base delle proiezioni dell’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), ed in particolare secondo il rapporto AR5 pubblicato nel 2013, è possibile aspettarci entro la fine del XXI secolo un innalzamento del livello medio del mare compreso tra i 28-61 cm (scenario più ottimistico) e i 52-98 cm (scenario più pessimistico). Nell'ultimo rapporto IPCC si osserva anche che, in caso di collasso dei settori marini della calotta glaciale antartica, l'innalzamento del livello medio del mare potrebbe aumentare di diverse decine di cm durante il XXI secolo, portando il limite superiore dell'intervallo ad attestarsi tra i 120 e i 150 cm.
Da novembre 2017 è disponibile un’analisi dettagliata sull’innalzamento del livello medio del mare a Venezia, in cui si è voluto enfatizzare l’andamento delle variazioni osservate nel corso dell’ultimo ventennio, suggerendone una separazione tra le componenti di eustatismo e subsidenza. Lo studio è condotto mediante applicazione del tradizionale metodo di confronto mareografico tra Venezia e Trieste, comparandone i risultati con quelli derivanti dall’analisi dei più recenti ed inediti dati geodetici provenienti dalle reti locali di stazioni permanenti GPS (
Baldin G., Crosato F., 2017. L’innalzamento del livello medio del mare a Venezia: eustatismo e subsidenza. ISPRA, Quaderni - Ricerca Marina 10/2017, Roma).
Lo Zero Mareografico di Punta della Salute
Le misurazioni sistematiche del livello del mare e dei massimi e dei minimi di marea iniziarono a Venezia nel 1871, quando l’Ing. Tomaso Mati istituì il primo mareografo a palazzo Loredan in Campo Santo Stefano, presso la sede del Genio Civile. Questa data rappresenta l’inizio delle registrazioni di marea con metodo scientifico, ossia con l’introduzione di un piano di riferimento da cui ricavare le altezze di marea rilevate in orari ben precisi. Prima del 1871 non si hanno a disposizione dati quantitativi sulle quote raggiunte dalla marea, ma sono unicamente reperibili attraverso le cronache, disponibili fin dal VI secolo, compilate in occasione degli eventi di acqua alta e che forniscono delle informazioni di tipo qualitativo sul fenomeno. Nel 1888, l’Istituto Geografico Militare istituì un altro mareografo presso l’Arsenale di Venezia e nel 1906 venne installata la stazione mareografica di Punta della Salute in bacino di San Marco. Inizialmente essa fu posta sul Canal Grande ma nel 1923 fu spostata nel sito dove si trova tuttora, sul Canale della Giudecca. Questa stazione è stata adottata per convenzione quale riferimento locale per la città di Venezia e l’intera laguna.
Il primo piano di riferimento fu il Comune Marino calcolato per l’anno 1825, definito come il livello medio delle alte maree, coincidente con la “linea del verde” formata dalle alghe presenti sui muri degli edifici e sulle fondamenta che fiancheggiano i canali. Questa quota venne materializzata sui muri di alcuni palazzi scolpendo una linea orizzontale e una lettera C. Lo zero fu allora fissato a 1.50 m al di sotto del Comune Marino, al fine di non dover trattare valori numerici negativi.
Successivamente, venne scelto come piano di riferimento lo Zero Mareografico di Punta della Salute (ZMPS), pari al livello medio del mare del 1897, calcolato mediando 25 anni di osservazioni, dal 1885 al 1909, ed assegnando il valore di riferimento all’anno centrale del periodo.
L’introduzione dello ZMPS comporta che questo riferimento sia solidale con il suolo veneziano, per cui risulta possibile confrontare acque alte della stessa altezza anche se avvenute in tempi diversi. Infatti, in questi casi si dovrebbe verificare la stessa percentuale di allagamento nella città di Venezia.
Le tavole storiche della marea a Venezia
La conoscenza dell'andamento della marea astronomica è sempre stata un'esigenza importante ai fini della navigazione e della previsione della marea reale. Dall'inizio degli anni '60 viene redatto un
fascicolo annuale di previsione della marea, diviso in due parti. Nella prima sezione viene data una descrizione introduttiva del fenomeno, mentre nella seconda sezione sono rappresentate le curve di marea astronomica per il bacino di San Marco e le velocità di corrente al canal-porto di Lido. A seguito di ricerche archivistiche, sono state rinvenute le curve di marea astronomica previste sin dagli anni '20 dello scorso secolo. La previsione della marea astronomica avviene attraverso la sua scomposizione in componenti armoniche: ad un prefissato istante
ti si sommano le diverse componenti a cui va aggiunto il livello medio di riferimento, definito
A0. Per un calcolo preciso della marea astronomica a Venezia e in Adriatico sono sufficienti otto di queste componenti. Come illustrato precedentemente, per la particolare natura del territorio e dei fenomeni globali che interessano Venezia e la sua laguna, il livello medio di riferimento è cambiato significativamente nel tempo. Il recupero delle tavole storiche di marea ha permesso una puntuale ricostruzione dell'adeguamento del livello medio
A0 dal 1872 ad oggi. Una dettagliata illustrazione del tema è affrontata negli Atti dell'Istituto Veneto di Scienze Lettere e Arti, Tomo CLXIX (2010-2011) - classe di scienze fisiche, matematiche e naturali, disponibile nella sezione
Ricerche, area Pubblicazioni.
Ad oggi, le previsioni di marea astronomica vengono tracciate in modo da risultare coerenti con il valore di livello medio del mare osservato negli ultimi quindici anni, il quale, nonostante una notevole variabilità, nel corso degli ultimi anni ha superato stabilmente quota +30 cm rispetto allo Zero Mareografico di Punta Salute 1897 (figura 6).
