IL RADAR

Il termine "RADAR" fu coniato nel 1940 dalla marina militare degli Stati Uniti d'America come acronimo dell'inglese "radio detection and ranging" (traduzione letterale: "individuazione e misurazione di distanza via radio"). L'acronimo con il tempo è entrato a far parte non solo della lingua inglese ma anche delle lingue di molte altre nazioni, divenendo nome comune e perdendo la grafia maiuscola.

Nel Regno Unito inizialmente il radar fu chiamato "RDF", acronimo dell'inglese "range and direction finding" (traduzione letterale: "individuazione di distanza e direzione"). "RDF" fu scelto dal segretario del Tizard Committee, Albert Percival Rowe, in quanto già diffuso come acronimo dell'inglese "radio direction finder" (traduzione letterale: "individuatore radio di direzione"), espressione utilizzata nella lingua inglese per indicare il dispositivo in grado di determinare la direzione e il verso di propagazione delle onde radio. Tale scelta era finalizzata a mantenere segreto il nuovo dispositivo che oggi conosciamo come "radar".

Numerosi inventori, scienziati e ingegneri contribuirono allo sviluppo del radar. Il primo ad usare le onde radio per segnalare «la presenza di oggetti metallici distanti» fu Christian Hülsmeyer, il quale nel 1904 dimostrò che era possibile rilevare la presenza di una nave nella nebbia, ma non ancora la sua distanza.

Nell'agosto del 1917 Nikola Tesla fu il primo a stabilire i principi del funzionamento delle frequenze e del livello di potenza dei primi radar.

Nel 1922 Guglielmo Marconi avanzò l'idea di un radiotelemetro per localizzare a distanza mezzi mobili e nel 1933, in un incontro riservato, ne propose la realizzazione a un gruppo di militari italiani, tra i quali il col. Luigi Sacco; quest'ultimo, convinto della validità e dell'importanza dell'idea, la affidò all'ing. Ugo Tiberio, un giovane e brillante ufficiale, che negli anni seguenti portò avanti le ricerche e realizzò diversi prototipi, ma non ottenne le risorse e i fondi necessari per arrivare a un sistema radar operativo; i vertici della Marina non credettero fino in fondo al progetto di Tiberio e solo dopo la disfatta di capo Matapan (28-29 marzo 1941), dovuta anche all'uso del radar da parte degli inglesi, la ricerca sul radiotelemetro ebbe finalmente i fondi necessari per realizzare i primi radar italiani, denominati Gufo e Folaga.

Prima della seconda guerra mondiale, sviluppatori americani, tedeschi e francesi, e principalmente britannici, tentarono di sfruttare il radar come sistema di difesa contro gli attacchi aerei a sostituzione dei precedenti aerofoni. Nel 1936 l'ungherese Zoltán Bay fu il primo a produrre un modello funzionante nei laboratori di Tungsram.

La guerra portò ad un'accelerazione della ricerca al fine di trovare la migliore risoluzione e portabilità per le nuove esigenze difensive. Nel dopoguerra l'uso del radar si è ampiamente diffuso anche in ambito civile per il controllo del traffico aereo civile, il controllo meteorologico e il controllo delle velocità automobilistiche.

Dalla metà del secolo scorso il radar è stato sempre più spesso impiegato come strumento utile alla navigazione per sfruttare le sue insostituibili prestazioni. I radar sono stati installati a bordo delle navi con lo scopo di aumentare la sicurezza della navigazione.
Il radar può essere paragonato ad un occhio artificiale che esplora la zona circostante e riporta sullo schermo tutto ciò che rileva.

Il radar (RAdio Detection And Ranging = radio rilevazione e localizzazione) è un apparato radiotecnico che permette la rilevazione di bersagli in grado di riflettere le radioonde, e ne valuta distanza e rilevamento con continuità.
Questo ausilio può funzionare anche in condizioni di scarsa visibilità come nebbia o cattivo tempo.
Il radar trova maggiore impiego nelle seguenti situazioni:
- navigazione con scarsa visibilità e con pericolo di collisione
- navigazione sotto costa
- navigazione in zone ristrette
- navigazione in zone con molto traffico
L'impiego del radar ha aumentato la sicurezza della navigazione dando la possibilità di conoscere con continuità la propria posizione rispetto ai bersagli presenti nella zona

Il funzionamento del radar è semplice: un trasmettitore invia delle radioonde ad elevata potenza che, incontrando un ostacolo (denominato bersaglio), vengono riflesse verso la loro fonte; un ricevitore le converte e le invia come segnali ottici sullo schermo. I dati ottenuti vengono rappresentati su uno schermo, chiamato PPI (plain position indicator).
L'energia elettromagnetica irradiata è di tipo impulsivo ed è direzionale, la sua frequenza è compresa nelle bande UHF e SHF.
Dato che la velocità di propagazione delle onde radar nello spazio è nota, è possibile ottenere la distanza del bersaglio calcolando il tempo intercorso tra l'emissione e la ricezione del segnale (eco).
I radar impiegano le frequenze delle bande S (10 cm) e X (3 cm).
La potenza irradiata, chiamata potenza di picco, è compresa fra i 25 e i 50 kw, il tempo di irradiazione, detto impulso varia fra 0,01 e 2 microsecondi (corto e lungo); la cadenza (pulse repetition rate = PPR) varia fra 500 e 4000 impulsi ogni secondo.
Solitamente durante la navigazione viene utilizzato l'impulso lungo, mentre durante le manovre è preferibile utilizzare l'impulso corto per avere una visualizzazione migliore di ciò che circonda la nave.
L'irradiazione dell'energia elettromagnetica avviene attraverso l'antenna, altamente direttiva e rotante orizzontalmente a 360°. Il solido d'irradiazione (beam) è molto ridotto nel piano orizzontale (lobo orizzontale) circa 1-2 gradi, mentre il lobo verticale è di circa 20-25 gradi.
L'antenna è sfruttata sia per la trasmissione, sia per la ricezione degli echi. Il guadagno (gain) è la capacità dell'antenna di canalizzare l'energia nel solido di irradiazione, il guadagno viene espressi in decibel. I radar a banda S polarizzano l'energia verticalmente,mentre i radar in banda X hanno una polarizzazione vericale, orizzontale e circolare.
La propagazione dell'energia elettromagnetica impiegata subisce un'attenuazione: maggiore sono la frequenza e la rifrazione, maggiore sarà l'attenuazione.
Gli oggetti rilevati (targets) dal radar vengono rappresentati sul PPI.

Questo indicatore è detto anche planimetrico o topografico; questo offre una rappresentazione della zona circostante la nave in tutti i 360° d'orizzonte, su diverse scale.
Il PPI rappresenta la posizione dei bersagli, che vengono rappresentati come punti fluorescenti, tramite coordinate polari e ne indica la distanza. Sul monitor vengono rappresentati tutti gli echi di ritorno della zona, visualizzandone così una completa rappresentazione. In questo modo appare la conformazione della costa e la posizione dei vari target come immagini luminose, mentre il mare appare di colore scuro.

Una possibilità per valutare le distanze dei bersagli può essere lìutilizzo delle marche di distanza (range markers), cerchi concentrici fissi in corrispondenza di determinate distanze dalla nostra nave; oppure utilizzare una marca mobile che può essere sovrapposta al punto luminoso.
La rappresentazione sullo schermo può essere di due tipi: relativa (relative motion) e vera (true motion).
La rappresentazione relativa si ha quando la posizione della nostra nave è fissa. In questa rappresentazione la direzione degli oggetti è riferita alla nostra nave. La nostra posizione può essere centrata nel PPI oppure spostata rispetto al centro (off center); è inoltre possibile orientare la rappresentazione secondo le direzioni vere (north up) oppure orientare tutto secondo il nostro asse longitudinale poppa-prora (head up). Nei radar moderni è possibile impostare la rappresentazione "course up", una rappresentazione relativa con l'heading line rivolta sempre verso la parte superiore dello schermo.
La SOLAS ha stabilito che per avere a maggiore sicurezza durante la navigazione il radar deve essere impostato come "relative motion - north up".
La rappresentazione vera si ha quando la posizione della nostra nave si sposta secondo la "prora e velocità della nave", in questa rappresentazione la direzione degli oggetti è riferita al nord vero e si muovono secondo la loro vera direzione e velocità, mentre i bersagli fissi rimangono stazionari.
La trasformazione del moto relativo dei bersagli in movimento vero costituisce tutto quel complesso di operazioni chiamato plotting e che è fondato sulla composizione del movimento relativo col moto della nave avvistatrice.
Esistono due tipi di PPI: quelli con schermo a cristalli liquidi (LCD) e quelli classici a tubo catodico (CRT). I CRT assicurano una definizione migliore dei bordi e questo è utile soprattutto quando si naviga sotto costa oppure si deve manovrare in acque ristrette.

La portata teorica del radar è espressa dalla seguente equazione detta equazione del radar: in questa formula alcuni fattori variano a seconda del radar, altri variano a seconda all'ambiente ed al tipo di bersaglio.

La portata del radar, cioè la massima distanza alla quale un oggetto può essere rilevatto in condizioni di propagazione normali, dipende da tre fattori:
- la rifrazione
- l'altezza dell'antenna sul livello del mare
- l'altezza del bersaglio sul livello del mare

Il radar è uno strumento previsto come obbligatorio dall'IMO, ma come ogni strumento ha dei limiti a cui è soggetto:
- deformazione e discriminazione degli echi rappresentati sul PPI (dipesa dalla lunghezza dell'impulso e dalla larghezza del lobo orizzontale e questo vale anche per la rappresentazione costiera che è inoltre soggetta alla posizione della nave rispetto ad essa)
- portata limitata
- echi diversi a seconda dei bersagli colpiti (a causa della forma, dimensione e materiale di costruzione dell'oggetto)
- necessità di ottenere più informazioni planimetriche in base al tempo atte a valutare le situazioni (plotting)
Inoltre il radar non riesce a rilevare oggetti molto bassi al livello del mare quali scogli, secche, boe, relitti affioranti, spiaggia bassa, ecc... e questo implica di fare maggiore attenzione durante l'atterraggio e la navigazione costiera.

Non sempre la rappresentazione dei bersagli può essere nitida, alcui inconvenienti che portano ad una visualizzazione alterata sono:
- disturbi meteorologici (clutter)
- falsi echi causati da un eco di trascinamento
- falsi echi dovuti alla presenza di alte sovrastrutture della nave (eco riflesso = indirect echo)
- echi multipli dovuti ad una riflessione multipla del bersaglio (l'eco viene captato dall'antenna dopo che è partito l'impulso successivo)
- interferenze radar
- disturbi interni (spooking) causati dalla presenza di campi elettromagnetici
- settori ciechi e settori d'ombre

Gli errori a cui è soggetto il radar sono relativi alla distanza ed al rilevamento dei bersagli.
Errori di distanza:
- errore di indice (index error) a causa di un errato sincronismo fra l'invio degli impulsi e la loro ricezione
- errore di calibrazione e di linearità causati da un'eccessiva o troppo limitata capacità del bersaglio di far rimbalzare gli impulsi
Errori di rilevamento:
- errore causato dall'apertura del lobo orizzontale
- errore di parallasse causato dalla errata centratura della rappresentazione del bersaglio sul PPI
- errore di allineamento
- errori dovuti al rollio e beccheggio
Altri errori sono dovuti alla lunghezza dell'impulso impiegato e all'apertura angolare del lobo di emissione (relativa alle dimensioni dell'antenna).

La propagazione delle onde radar è soggetta alle anormalità dovute alle condizioni atmosferiche.
La portata del radar è condizionata dalla rifrazione e dal rapporto segnale-rumore, ed è possibile che vengano captati degli echi da distanze notevolmente più grandi di quelle normali, oppure che la ricezione venga limitata al di sotto delle distanze normali, questo è dovuto a cause di origine meteorologica (clutter).

La ricezione degli echi a valori al di sopra della norma (super rifrazione), è dovuta a:
- formazioni di canali atmosferici formatisi in vicinanza di grandi masse di terra che guidano le onde verso determinate direzioni in modo da consentire la rilevazione di bersagli molto lontani (surface radio duct)
- inversione termica
- hydrolapse (l'umidità diminuisce con la quota)
Le onde radar subiscono un'attenuazione (sub-rifrazione) a causa della presenza di masse di aria calda o venti freddi e ciò comporta:
- presenza di acqua nell'atmosfera
- eccessiva diminuzione della temperatura con la quota
- aumento dell'umidità con la quota
L'attenuazione prodotta dalla pioggia è dovuta ad azioni di assorbimento e dispersione esercitate dalle gocce.
Le onde radar fra i 10 ed i 3 cm vengono influenzate solo in caso di precipitazioni molto forti.
Le gocce di pioggia producono una riflessione che viene visualizzata sul PPI come una luminosità diffusa. La luminosità è tanto più forte quanto più è intensa la precipitazione e questo può mascherare la presenza di macchie luminose degli altri bersagli.

In situazioni di precipitazioni e di moto ondoso, l'energia elettromagnetica inviata dal radar subisce attenuazioni, producendo echi diffusi. Questo fenomeno viene chiamato clutter ed è di due tipi:
- clutter sea (disturbo mare), sul PPI viene raffigurato un insieme di echi limitati alla zona circostante la nave tanto più intensi quanto maggiore è la forza del mare
- clutter rain (distubo pioggia) sul PPI vengono raffigurati moltissimi piccoli echi, tanti da formare una macchia; questo disturbo è tanto più intenso quanto più è forte il fenomeno.
Il problema dei clutters è che possono nascondere echi di oggetti quali boe e imbarcazioni, così tutti i radar sono stati dotati di particolari circuiti che permettono di ridurre il disturbo in modo da evidenziare gli echi dei barsagli. Questi due circuiti sono:
- l'STC (Sensitivity time control) o anticlutter-sea
- l'FTC (fast time constant) o DTC (Diffential time constant) o anticlutter-rain
Un fattore che influisce sulla presenza di clutter è la polarizzazione dell'energia: la polarizzazione che provoca meno clutter è quella circolare, seguita poi da quella orizzontale. I radar in banda S vengono realizzati con polarizzazione verticale, mentre i radar in banda X vengono realizzati con polarizzazione orizzontale o circolare.

Durante la navigazione con il radar vengono solitamente utilizzati questi accorgimenti:
- tenere un radar sempre in funzione e lasciarne un secondo radar in "stand-by"
- in navigazione d'altura usare una scala non inferiore a 12 miglia
- fare il plotting ogni qual volta si identificano nuovi echi
- durante la navigazione costiera usare il radar in banda X, impulso corto
- durante la navigazione in acque ristrette usare il radar in banda X, impulso corto
- in caso di "clutter" usare il radar in banda S e non eccedere nell'uso dei circuiti anticlutter (FTC e STC)
- in caso di echi falsi, ridurli agendo sui circuiti anticlutter
- in caso di una eco di seconda traccia, controllare passando su scale più grandi
- controllare spesso la scala con cui si opera con l'indicatore radar
- ricordarsi che il radar è più preciso nei rilevamenti che nelle distanze
- Utilizzare due radar nella navigazione attraverso punti pericolosi, separazione traffico, stretti, durante la manovra, nell'atterraggio, alla partenza impostandoli su scale diverse e tenendo a mente che lavorano su bande diverse
- sfruttare al meglio gli indicatori ARPA

Il radar viene comunemente impiegato per la condotta della nave nei seguenti modi:
- atterraggio
- navigazione costiera
- navigazione in acque ristrette
- anticollisione

L'atterraggio si articola in tre fasi:
- Ricerca degli elementi della costa: tipo di costa, punti cospicui, presenza di riponditori radar. Può essere effettuata in anticipo consultando le carte nautiche, portolani e radioservizi alla navigazione. Tuttavia questi punti cospicui possono non essere particolarmente visibili al radar, per questo è utile avere una certa conoscenza della zona.
- identificazione della costa: tenere presente che la forma della costa risulta alquanto approssimata e variabile; le distanze di avvistamento radar dei vari punti della costa possono essere previste consultanto la tavola 9 delle Tavole Nautiche
- misurazione degli elementi (Ril e distanza) e trasferire i dati ottenuti sulla carta nautica

La navigazione costiera si effettua quando si è in vicinanza della costa ed è possibile fare un punto nave attendibile sfruttando i vari punti cospiqui (mede, campanili,...). Come già accennato bisogna considerare che la rappresentazione radar della costa è alquanto variabile.
Una volta che la linea di costa è stata riconosciuta è possibile adottare una distanza radar come linea di sicurezza.

Per navigare con maggiore sicurezza in acque ristrette bisogna seguire alcuni accorgimenti:
- impiegare il radar in banda X (3 cm) per avere una maggiore definizione
- individuare i punti cospiqui (boe, mede,...)
In caso di corrente impostare la funzione di compenso (auto-drift) e tenere conto che in caso di marea la linea di costa potrebbe subire una variazione.

La funzione principale del radar è quella di essere impiegato come strumento anti-collisione.
Una cosa fondamentale per il corretto impiego anti-collisione è la scelta giusta della scala utilizzata: una scala troppo bassa non consente un tempo di reazione sufficiente, mentre una scala troppo alta impedisce la visione dei piccoli oggetti.
Appena appare una eco sullo schermo bisogna misurarne il rilevamento e la distanza a brevi intervalli di tempo costanti. Il rischio di collisione si presenta se al diminuire della distanza il rilevamento rimane invariato.
In tutti i casi nei quali si presenta il pericolo di collisione entrano in vigore le note norme regolamentari (norme per evitare gli abbordi in mare) per stabilire quale delle due navi deve manovrare.

Le principali cause di collisione, sono causate da:
- velocità eccessiva
- navigazione sul lato errato
- non osservanza delle norme per evitare gli abbordi in mare
- cause determinate da correnti, venti, moto ondoso
- alterazione di rotta da parte di nave che sta per essere raggiunta

Il radar permette l'individuazione immediata della distanza e del rilevamento di un bersaglio, ma non indica immediatamente la sua rotta e velocità.
Per questo motivo l'osservatore radar deve effettuare un'elaborazione dei dati e dovrebbe essere iniziata alla massima distanza al fine di consentire l'acquisizione di informazioni sicure e di permettere così un'eventuale manovra anti-collisione senza rischi.
La pericolosità di un bersaglio (intesa come possibilità di collisione) viene valutata attraverso:
- il CPA (closest point of approach): la minima distanza a cui si passa dall'ostacolo (viene decisa dal Comandante)
- il TCPA (time of CPA): tempo che intercorre fra la valutazione ed il verificarsi del CPA
- la direzione in cui si verifica il CPA (rilevamento polare)
Questa valutazione viene calcolata effettuando il plotting.
Per risolvere graficamente questi problemi il PPI deve essere munito di reflection plotter.
Ormai esiste un particolare strumento che permette di plottare automaticamente i diversi bersagli rilevati sul PPI: si tratta dell'ARPA (Automatic Radar Plotting Aid).

L'ARPA è un indicatore che elabora le informazioni captate dal radar ed ha la possibilità di:
- può essere impostato con ogni tipo di rappresentazione
- plottare fino a 20 bersagli
- mostrare i percorsi veri (true vecor) o relativi (relative vector) dei bersagli acquisiti
- fornire CPA, TCPA, rotta (vera e relativa), velocità, distanza, rilevamento di ogni bersaglio
- allertare la pericolosità dei bersagli plottati e la perdita di acquisizione
- mostrare le situazioni che si potranno verifcare in base ad una variazione del moto della nave propria
- mostrare le posizioni passate dei target
- stabilizzare la rappresentazione rispetto al fondo
- tracciare elettronicamente, linee ausiliarie di navigazione
L'Ufficiale di guardia deve fornire all'ARPA:
- CPA e TCPA
- lunghezza dei vettori rappresentati.
L'uso del radar è limitato al personale certificato attraverso appositi corsi.

Con il plotting si indicano tutte le operazioni effettuate per misurare (tracciare) il rilevamento e la distanza di un bersaglio e devono essere marcate sull'indicatore radar.
Il riporto delle posizioni permette di determinare gli elementi del moto del bersaglio e le sue variazioni.
Una battuta radar fornisce solamente rilevamento e distanza del bersaglio, per ottenere un'informazione più completa sul moto dell'oggetto rilevato sono necessarie almeno tre battute. Queste battute devono essere eseguite con intervalli di tempo costanti, per avere punti equidistanti, solitamente di 3 o 6 minuti perché sono facilmente divisibili come frazioni di ora: 3 minuti corrispondono ad 1/20 di ora, 6 minuti ad 1/10 di ora.

I risponditori radar sono strumentazioni che migliorano la capacità degli oggetti di restituire una eco quando vengono investiti da un impulso radar e si dividono in due categorie:
- passivi: non aggiungono energia a quella dalla quale sono stati investiti
- attivi: restituiscono energia propria quando investiti da un impulso radar
La loro posizione e le loro caratteristiche di funzionamento sono riportate sulle carte nautiche e nei radioservizi per la navigazione.
Essi sono: riflettori ad angolo, racons e ramark.

I riflettori ad angolo sono risponditori passivi atti a canalizzare l'eco di ritorno. Sono costituiti da superfici metalliche perpendicolari tra loro ed hanno la forma di tetraedri o cluster. Solitamente vengono installati su boe, mede, piccole imbarcazioni e su tutti i punti bassi e poco riflettenti.
Questi riflettori, aumentano in maniera considerevole l'intensità degli echi e la distanza dalla quale questi possono essere ricevuti.

I Racons (radar beacon) sono risponditori attivi, chiamati anche radar indicatori o radar secondari e sono posizionati su apposite strutture.
Il racon non è altro che un trasponder che emette un segnale quando investito da un impulso radar; questo segnale è codificato così da poter individuare il racon stesso individuandone Ril e distanza.
Sullo schermo PPI appare in prossimità di un racon una eco seguita dalla codifica dello stesso. Questa eco si presenta come archi concentrici aventi lo stesso azimuth e riuniti in gruppi di due o tre, oppure come una linea continua o tratteggiata.

I ramark(o ray marker) sono risponditori attivi. Una volta investiti dall'onda radar inviano una eco che sul PPI appare come una traccia radiale che ne indica il Ril. I racon e i ramark sono riportati nelle liste dei radio segnali. Oggigiorno i ramark sono stati quasi tutti sostituiti con i racons.

I riflettori radar intensificano gli echi di punti particolari della costa, di mede o boe aumentando così la distanza di rivelazione. Essi non sono altro che lamine metalliche opportunamente angolate e raggruppate.

Il radar è ormai da tempo, impiegato in installazioni fisse terrestri allo scopo di sorvegliare la navigazione marittima in aree particolari di traffico o in zone portuali. Questi sono i VTS - Vessel Traffic Systems cioè centri operativi costieri, costituiti in genere da più radar nautici, gestiti da autorità nazionali o portuali.
Questi svolgono anche servizi di informazione sul traffico, sul meteo, sullo stato dei mezzi di segnalamento ed offrono assistenza alla navigazione.
Attualmente i VTS operano in quasi tutte le zone dove sono istituiti i sistemi di istradamento del traffico, nelle aree di avvicinamento ed ingresso ai grandi sistemi portuali e negli stretti.

LE PULCI DI MARE

La pulce di mare (classe Malacostraci) abbonda tra i materiali organici trascinati dalle onde sui litorali marini europei a lieve pendio. Al primo accenno di pericolo trova prontamente rifugio nella sabbia umida. Ha corpo appiattito lateralmente e suddiviso in numerosi segmenti dotati di arti adattati sia alla vita terrestre (quelli anteriori) sia a quella acquatica (quelli posteriori, che, utilizzati come remi, conferiscono alla pulce di mare la caratteristica andatura a scatti). Tipiche della pulce di mare sono le migrazioni giornaliere fra la costa e le spiagge sabbiose, effettuate grazie alla capacità di orientarsi in base alla posizione del sole: ogni popolazione segue una direzione di movimento geneticamente determinata e commisurata all’orientamento della costa su cui vive. La dieta della pulce di mare si basa principalmente sulle alghe putride che affollano i bagnasciuga. Esclusive delle acque fredde e temperate che circondano l’America Settentrionale sono Eudorella emarginata ed Eudorella truncatula.

Si tratta di un organismo di tipo planctonico, che quindi ‘nuota' in mare, e che presenta un involucro rigido ricoperto da una sorta di spine poste a difesa del fragile organismo. Proprio queste spine sono la causa delle punture avvertite dai bagnanti.

Le larve non pungono volontariamente la cute dei bagnanti. In realtà restano semplicemente ‘impigliate' in alcune zone del corpo umano, principalmente tra le dita, o spesso tra i costumi da bagno e la pelle, provocando così il pizzicore, simile a quello che si percepisce quando la pelle entra a contatto con la lana di vetro. Tuttavia l'irritazione non è provocata da sostanze urticanti o velenose di cui le larve sono sprovviste. Va detto che è un fenomeno che si ripete ogni anno e che questa estate non presenta particolari incrementi. In ogni caso, questa fase in cui le larve sono protette dall'involucro spinato, dura circa sette o otto giorni ed il libeccio che sta soffiando con forza le porterà probabilmente al largo anticipatamente.

LO TSUNAMI

Il maremoto è la conseguenza di un terremoto sottomarino, misurato con la scala Richter. La velocità di propagazione delle onde dipende anche dalla profondità del mare: è di circa 100 metri al secondo se la profondità è di mille metri. Il maremoto non viene avvertito in mare aperto ma lungo le coste, dove il fondo marino si alza. Qui le onde crescono in altezza e diminuisce la distanza tra l’una e l’altra. Tra i più disastrosi maremoti si ricorda quello di Miyako (Giappone) del 1896, con onde alte 28 metri. Quello di Messina del 1908 provocò onde alte una decina di metri.

Di solito un maremoto si genera in mare aperto dove l'onda rimane poco intensa e poco visibile e concentra la sua forza in prossimità della costa quando l'onda si solleva e si riversa più o meno dentro l'entroterra (una barca in mare aperto può anche non accorgersi del passaggio di un'onda di maremoto).

L'intensità di un maremoto dipende dalla quantità di acqua spostata al momento della formazione del maremoto stesso, intensità valutabile quando l'onda raggiunge le coste: in generale un'onda di maremoto che lungo il litorale non supera 2,5 m in altezza non provocherà grandi danni e i suoi effetti non saranno pericolosi, mentre un'onda di oltre 4–5 m in altezza sarà distruttiva per il litorale investito.

Anche a seguito dello tsunami dell'Oceano Indiano del 2004, è invalso nel mondo l'uso del termine giapponese tsunami come sinonimo di maremoto (composto di mare e moto sul modello di terremoto). Tale espressione è diffusamente utilizzata dai mezzi di comunicazione e dalla comunità scientifica.

L'evidenza sperimentale suggerisce però che un forte sisma non genera necessariamente un maremoto ed allo stesso tempo sismi della stessa magnitudo non generano necessariamente tsunami della medesima intensità: l'occorrenza del maremoto dipende infatti dalle modalità con cui si modifica/altera il fondale oceanico nei dintorni della faglia, cioè dal tipo di scorrimento della crosta oceanica in corrispondenza della frattura tra placche tettoniche.

Alcuni maremoti possono innescarsi anche se l'epicentro del sisma non è localizzato al di sotto della superficie oceanica bensì nell'entroterra costiero a pochi chilometri dalla costa: generalmente ciò avviene con terremoti di intensità elevata o catastrofica, in grado di produrre comunque grandi spostamenti d'acqua anche ad una certa distanza dal mare per semplice propagazione delle onde sismiche dall'entroterra verso la superficie d'acqua o per il moto dell'intera placca.

Lo spostamento d'acqua prodotto si propaga progressivamente in superficie creando onde superficiali molto lunghe (aventi cioè una lunghezza d'onda tipicamente di qualche centinaia di chilometri) e quindi di lungo periodo (qualche decina di minuti) in condizioni di mare aperto. Per confronto le normali onde marine hanno lunghezze d'onda di pochi metri e un periodo di solo qualche secondo, mentre le onde di tempesta hanno lunghezze al massimo 150 m e periodo di una decina di secondi: la lunghezza, l'estensione e il periodo delle onde di un maremoto sono quindi molto superiori a quelle delle comuni onde marine, da cui il nome di onda lunga, mentre solo l'altezza dei due tipi di onda può essere paragonabile tra loro. Inoltre nelle comuni onde marine solo il volume d'acqua degli strati superficiali dell'oceano è direttamente mosso dal vento, mentre nel maremoto il fenomeno dell'onda coinvolge l'intera colonna d'acqua, dal fondale alla superficie.

In virtù di ciò la pericolosità e la devastazione generata da un'onda di tsunami non dipende quindi dalla sua ampiezza sulla superficie marina, quanto dal volume globale di massa d'acqua interessata dal fenomeno, in quanto trattasi di onda molto estesa in profondità. Per questo motivo la massa d'acqua coinvolta in un'onda di tsunami è enormemente maggiore di una qualunque onda di tempesta. Quest'onda può essere semplificata come fenomeno composto da un inviluppo di onde; la lunghezza d'onda di decine di chilometri si riduce notevolmente nei pressi della costa, dove la riduzione della profondità del fondale non permette più l'"accomodamento" del volume d'acqua lungo un'onda con ampiezza ridotta: in altre parole il mantenimento del moto dell'onda e del volume di acqua coinvolto produce una forte crescita in altezza dell'onda, che non viene in alcun modo fermata dalla linea di costa o da eventuali barriere artificiali, progettate sulle dimensioni delle onde di tempesta, riversandosi pesantemente nell'entroterra costiero.

La forza distruttiva di un maremoto è quindi proporzionale al volume d'acqua sollevato e dunque un terremoto avvenuto in pieno oceano può essere estremamente pericoloso per le zone costiere limitrofe se in grado di sollevare e spostare tutta l'acqua presente al di sopra del fondale marino anche solo di pochi centimetri. Per questo motivo, a parità di magnitudo, terremoti sottomarini che si originano al di sotto di superfici d'acqua profonde, al limite nei pressi di fosse oceaniche, generano tsunami più devastanti rispetto a sismi che si originano sotto superfici marine meno profonde.

Quando un maremoto si origina e si propaga nei pressi della linea costiera, lo si definisce locale. Altri maremoti riescono invece a propagarsi per migliaia di chilometri attraversando interi oceani: questi sono generalmente di origine tettonica, poiché gli scivolamenti del terreno in acqua e le esplosioni vulcaniche causano di solito onde di minore lunghezza che si attenuano velocemente. La velocità di propagazione dell'onda di maremoto in alto oceano è elevata, dell'ordine delle centinaia di chilometri orari, potendo raggiungere i 500–1000 km/h, con lunghezze d'onda di centinaia di chilometri e altezze centimetriche poco osservabili se non con particolari e apposite strumentazioni. Possono manifestarsi anche effetti non lineari nella propagazione, con fenomeni anti-dispersivi (propagazione solitonica) e su lunghe distanze l'onda subisce inevitabili, ma lenti fenomeni di attenuazione, che tuttavia non evitano la crescita di ampiezza dell'onda al suo frangimento sulla costa. Se la frattura della crosta terrestre è estesa per decine, centinaia, o anche migliaia di km, tendono a generarsi onde piane che hanno un'attenuazione inferiore alle onde sferiche o circolari: esse sono capaci, quindi, di coprire distanze notevolmente maggiori fino ad attraversare interi oceani.

Una volta generata, l'energia dell'onda di maremoto è costante e funzione della sua altezza e velocità, a meno delle attenuazioni sopradette. Come avviene per la comune propagazione ondosa nel mare, quando l'onda si avvicina alla costa incontra un fondale marino sempre più basso e rallenta il suo fronte a causa dell'attrito col fondo oceanico diventando così più corta e, per il principio di conservazione dell'energia, la diminuzione della profondità del fondale di propagazione causa una trasformazione da energia cinetica ad energia potenziale, con sollevamento o crescita in altezza/ampiezza dell'onda (shoaling). In conseguenza di tutto ciò le onde di maremoto in prossimità delle coste rallentano fino a circa 90 km/h con lunghezze d'onda tipiche di vari chilometri, diventando onde alte molti centimetri o addirittura molti metri, fino a raggiungere altezze in alcuni casi anche di decine di metri quando raggiungono la linea costiera.

Nessuna barriera portuale è in grado di contrastare un'onda di questo tipo, che appunto i giapponesi chiamano "onda di porto": i maremoti possono causare dunque gravi distruzioni su coste e isole con perdite di vite umane. Le onde create dal vento, invece, muovono solo le masse d'acqua superficiali, senza coinvolgere i fondali, e si infrangono sulle barriere portuali. Ecco perché anche onde alte diversi metri, perfino una decina di metri (sono numerose sulle coste del Pacifico), provocate dal vento, non trasportano abbastanza acqua da penetrare nell'entroterra. Viceversa un maremoto può rivelarsi devastante, perché la quantità d'acqua che trasporta subito dietro il fronte d'onda gli permette di riversarsi fino a centinaia di metri (talvolta anche per chilometri) nell'entroterra. La penetrazione nell'entroterra è chiaramente facilitata se la superficie è piana e senza barriere naturali come rilievi, colline.

Le zone più a rischio maremoto sono quindi quelle costiere in prossimità di aree sismogeniche, quali quelle presenti vicino ai confini di placche tettoniche dove si registrano i terremoti più forti della Terra: questo corrisponde sostanzialmente all'intera area della cintura di fuoco circumpacifica, su ciascuna costa occidentale ed orientale, e a quella dell'Oceano indiano, meno frequentemente nell'Oceano Atlantico e nel Mar Mediterraneo.

Circa 8000 anni fa un maremoto devastò il Mediterraneo interessando le coste della Sicilia orientale, l'Italia meridionale, l'Albania, la Grecia, il Nord Africa dalla Tunisia all'Egitto, spingendosi sino alle coste del vicino Oriente, dalla Palestina, alla Siria e al Libano. La causa fu lo sprofondamento in mare di una massa di 35 chilometri cubi di materiale, staccatasi dall'Etna, in seguito a un sisma di eccezionale magnitudo. L'onda iniziale che si generò era alta più di 50 metri e raggiunse le propaggini estreme del Mediterraneo orientale in 3 o 4 ore, viaggiando alla velocità di diverse centinaia di chilometri orari. Tale sconvolgimento determinò la scomparsa improvvisa di numerosi insediamenti costieri di epoca neolitica, come è stato dimostrato dai ritrovamenti archeologici sulle coste di Israele. Lo studio che ha portato alla dimostrazione di questo evento cataclismico è stato condotto dall'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, con finanziamento del Dipartimento di Protezione Civile, nel 2006.

In epoca abbastanza recente varie fonti riferiscono di un maremoto a seguito del Terremoto del Val di Noto, del 1693, quando una gigantesca ondata devastò le coste orientali della Sicilia dopo che il mare si era ritirato di centinaia di metri. In questo caso l'epicentro del sisma si ritiene fosse situato sotto il fondo del mare, una trentina di chilometri al largo di Augusta.

Il terremoto di Messina del 1908 innescò un maremoto di impressionante violenza che si riversò sulle zone costiere di tutto lo Stretto di Messina con ondate devastanti stimate, a seconda delle località della costa orientale della Sicilia, da 6 m a 12 m di altezza. Lo tsunami in questo caso provocò migliaia di vittime, aggravando il bilancio dovuto al terremoto.

Un movimento dell'acqua di dimensioni più contenute si verificò nel dicembre 2002 nel Mar Tirreno. L'onda generata dal crollo in mare di un costone del vulcano Stromboli, alta alcuni metri, distrusse parte delle zone costiere abitate dell'isola di Stromboli causando danni e disagi anche alla navigazione.

Preoccupazioni in tal senso sono state espresse più volte dall'INGV riguardo a possibili eruzioni del vulcano sottomarino Marsili nel Tirreno meridionale in grado di generare potenziali e devastanti tsunami sulle coste tirreniche dell'Italia centro-meridionale.

Mentre per i sismi è possibile attuare efficaci procedure di prevenzione attiva del territorio attraverso la realizzazione di infrastrutture ed edifici con rigorose norme e tecniche antisismiche, per il maremoto non è possibile una protezione diretta in quanto, trattandosi di un onda lunga ad enorme portata, qualunque ragionevole barriera eretta lungo la costa verrebbe sopraffatta e scavalcata dall'immensa forza dell'onda. Non potendo quindi evitare efficacemente alcun tipo di danno materiale la sola possibile forma di prevenzione contro i maremoti è la protezione passiva ovvero sistemi di previsione e successiva allerta delle popolazioni potenzialmente vittime cercando quindi di abbattere almeno la perdita di vite umane.

In particolare un evento sismico potenzialmente tsunami-genico può essere predetto da vari istituti di sismologia in varie parti del mondo, tuttavia sperimentalmente si osserva che non tutti i sismi sottomarini ad elevata energia liberata causano un movimento del fondo oceanico tale da innescare poi effettivamente un maremoto con numerosi possibili falsi allarmi.

Pur essendo in corso numerosi esperimenti volti alla determinazione di un modello fisico-matematico affidabile capace di correlare in maniera certa ed efficace il verificarsi di un maremoto, non esiste al momento alcun tipo di modello affidabile in questo senso. Altri studi previsionali sono fatti tramite simulazioni al calcolatore per studiare gli effetti del frangimento di eventuali onde anomale generate da maremoto sulle coste fornendo mappe di pericolosità.

L'unico modo efficace a tutt'oggi per rilevare l'effettiva generazione di un maremoto da parte di un sisma sottomarino è la misurazione diretta della variazione del livello marino subito dopo la rilevazione del terremoto. Attualmente misurazioni per l'inoltro di allarmi precoci, con il necessario livello di attendibilità, possono essere effettuate soltanto tramite l'impiego di sistemi posizionati sul fondo marino e capaci di trasmettere in tempo reale i dati acquisiti. A causa dell'elevata velocità di propagazione del maremoto sugli alti fondali e, supponendo di voler disporre di almeno un'ora di preavviso, è necessario dunque dispiegare piattaforme di rilevazione dell'onda ad una distanza di circa mille chilometri dalla costa che si intende proteggere/allertare. Naturalmente in questo caso la sorgente dovrà necessariamente localizzarsi ad una distanza maggiore.

In nessun caso però eventuali e raffinati modelli teorici di previsione e sistemi di misurazione del livello del mare sarebbero in grado di proteggere da un maremoto se questo fosse invece innescato da un fenomeno sismico molto vicino alla linea di costa in quanto risulterebbe vano ogni tentativo di allertare in tempo la popolazione. In questi particolari casi di rischio come unica, ma efficace misura di prevenzione attiva sarebbe quella di non costruire insediamenti di alcun tipo lungo le coste fino a qualche km nell'entroterra.

Molte città che si affacciano sull'oceano Pacifico, principalmente in Giappone ma anche nelle Hawaii, possiedono già da tempo sistemi di allarme e testate procedure di evacuazione in caso di gravi tsunami, mentre altre zone costiere a rischio risultano ancora scoperte.

A seguito degli eventi catastrofici del 26 dicembre 2004, quando uno tsunami generato da un terremoto sul fondo dell'oceano ha provocato profonde devastazioni e centinaia di migliaia di vittime in diversi paesi costieri del Mar delle Andamane e dell'Oceano Indiano, il governo tailandese ha immediatamente approvato all'unanimità una proposta di intervento per la prevenzione di tali disastri ed ha formulato un programma sistematico per l'evacuazione delle aree nelle province litoranee sul Mar delle Andamane di Thailandia. Il programma d'evacuazione ha previsto l'installazione di un sistema pubblico di allarme immediato e l'indicazione dei punti di riunione ed itinerari per l'evacuazione più brevi dalla zona della spiaggia. In un progetto pilota, un sistema di allarme immediato è stato installato in tre punti strategici lungo la spiaggia di Patong. Successivamente, l'installazione dei sistemi di allarme immediato è stata realizzata in ciascuna delle sei province della Thailandia del sud, tra le quali Krabi. I dati sull'intensità di una possibile onda provocata da un ipotetico terremoto o maremoto saranno elaborati e trasmessi al sistema d'allarme immediatamente via satellite e nel caso in cui ci sia un'alta probabilità di occorrenza di uno tsunami, sarà lanciato un immediato allarme alle zone ad elevato rischio intorno alla Thailandia. Sistemi di avvertimento ed allarme composti da sirene, luci lampeggianti rosse, oltre a messaggi audio-registrati in varie lingue, entreranno immediatamente in funzione. Il sistema d'allarme sarà coadiuvato dalle stazioni radiofoniche (FM 169.696) e dall'invio automatico di oltre 20 milioni di messaggi SMS. L'agenzia meteorologica tailandese, a completamento del sistema, ha installato verso la fine del 2007, tre stazioni abissali nel Mar delle Andamane per la misurazione in tempo reale degli tsunami, al fine di evitare che il possibile reiterarsi di probabili falsi allarmi induca la popolazione costiera a dubitare dell'efficacia del sistema. Gli allarmi generati soltanto sulla scorta di dati sismologici devono, infatti, essere considerati soltanto come "avvisi di probabile Tsunami" e non come allarmi veri e propri.




LEGGI ANCHE : http://popovina.blogspot.it/2015/08/i-terremoti.html

Perchè il Mare è Salato?

Se il mare fosse zuccherato ogni iceberg sarebbe un gelato ....

All’origine l’acqua del mare era dolce come quella dei fiumi e la concentrazione di sale (circa 35 grammi per chilo d’acqua) risale “soltanto” a un miliardo di anni fa. Quattro miliardi di anni fa, la Terra ha iniziato a raffreddarsi. Torrenti di pioggia si sono abbattuti sul pianeta per migliaia di anni e l’acqua si è depositata nelle depressioni della crosta terrestre formando i primi mari.
Le acque che, nel frattempo, hanno continuato a scorrere sulla superficie dei continenti, si sono via via arricchite di sali minerali prelevati dalla terra, e li hanno riversati negli oceani in formazione. La salinità dei mari varia anche a seconda della loro profondità ed è sensibilmente più alta verso la superficie, e là dove si verifica una forte evaporazione. Più scarsa è invece in quei mari in cui l’apporto d’acqua dolce è più consistente, per esempio in vicinanza di un estuario.

In realtà dovremmo parlare di sali, visto che nel mare sono disciolti ben 57 tipi: si va dal cloruro di sodio, il comunissimo sale da cucina, al cloruro di magnesio, dal solfato di sodio al solfato di potassio; c'è persino l'oro, in una quantità di 4 kg per chilometro cubo d'acqua marina.

In realtà il sale dei mari non viene dalla pioggia, ma dall'erosione della crosta terrestre a causa degli eventi atmosferici come pioggia, grandine, neve e vento. Attraverso l'evaporazione l'acqua dei mari ritorna nell'atmosfera, mentre i sali rimangono lì.

Una piccola, ininfluente parte dei sali viene utilizzata da alcuni organismi marini che hanno bisogno di calcio e bicarbonato per la costruzione dei gusci.

Un'altra parte di sale torna nell'atmosfera attraverso le onde, che infrangendosi sulle coste nebulizzano l'acqua, compreso il sale contenuto. Ecco perché respirare a pieni polmoni in riva al mare è come fare l'aerosol.

Non tutti i mari hanno lo stesso tasso di salinità, che dipende dall'evaporazione, dall'apporto di acque piovane, da quanto il mare è profondo e dal numero di fiumi che vi sfociano portando acqua dolce.

L'acqua in superficie è più salata perché più soggetta all'evaporazione; per lo stesso motivo sono più salati gli oceani ai tropici che non ai poli.

Mari come il Mar Rosso, il Mediterraneo e il Baltico, che comunicano poco con gli oceani adiacenti, hanno una concentrazione di sale più alta della media. E comunque sono tutti superati quanto a salinità dal Mar Morto, con 350 grammi di sale per litro. Le sue acque sono così dense che è facilissimo galleggiare.

In verità il Mar Morto non è un mare, ma un lago salato, così come il Mar Caspio che con i suoi 371.000 km² è il più vasto del mondo. Seguono il lago d'Aral, il lago Balkhash e il Gran Lago Salato dello Utah.

Con il sale idealmente ricavato dagli oceani si potrebbe coprire tutti i continenti con uno strato spesso 150 metri.

In un tempo lontano il re di Danimarca, ricco, potente e molto amato dal suo popolo, si angustiava per il solo fatto di possedere, fra  tanti tesori, due enormi macine magiche ma di non riuscire ad utilizzarle. Le macine erano in grado di produrre qualunque cosa il re avesse potuto desiderare. Erano però talmente pesanti che nessuno nel regno aveva la forza per farle girare.

Un giorno, si recò in visita presso il re di Svezia e questi gli offrì in dono due gigantesse. Egli allora le portò in Danimarca e le mise a lavorare alle macine. Ordinò loro di produrre oro, argento, pace e gioia e le gigantesse ubbidirono. Lavorarono ininterrottamente per molti giorni e quando furono stanche chiesero al re il permesso di riposarsi. Il re rifiutò e pretese che continuassero a macinare. Le due gigantesse decisero allora di vendicarsi e fu così che smisero di produrre oro, argento, pace e gioia e cominciarono a produrre soldati per i nemici del re. Quando i soldati furono in numero sufficiente invasero il regno e si impadronirono delle macine e delle gigantesse.

I soldati avevano però bisogno di molto sale nella loro terra e mentre erano ancora a bordo della nave che li trasportava a casa ordinarono alle gigantesse di macinare sale,  quelle ubbidirono. Macinarono per ore e ore e tutta la nave si riempì di sale ma nessuno ordinò loro di fermarsi. Alla fine il sale era così tanto che la nave affondò e tutti i membri dell’equipaggio affogarono ma non le due gigantesse che continuarono a macinare sale anche in fondo al mare.

Ad oggi nessuno ha ancora detto loro di smettere e, per questo motivo, l’acqua del mare è salata.