INTERAZIONI TERRA‐LUNA

La luna è un satellite, diametro 3480 km, massa pari a 1/81 della Terra.Orbita ellittica, rivoluzione antioraria, rotazione antioraria

407.000 km 356.000 km

Il periodo di rivoluzione della Luna intorno alla Terra è di circa 27,5 giorni o mese sideraleRispetto al Sole il periodo di rivoluzione è di 29,5 giorni o mese sinodico (tale variazione è dovuta alla variazione della posizione Terra Sole durante la rivoluzione terrestre).

Quest’ultimo determina l’aspetto della Luna nel cielo e molti caratteri delle maree

La posizione reciproca Luna‐Terra‐Sole influenza sia l’aspetto della luna nel cielo (fasi) sia le maree terrestri.

Possibile eclissi di Sole, rara poiché la luna è piccola e l’orbita è inclinata di 5°

Possibile eclissi di Luna, se il cono d’ombra della Terra investe la Luna

La quadratura (angoli di 90° tra Sole e Luna rispetto alla Terra)  si verifica 2 volte ogni mese sinodico

Le fasi lunari

Dipendono dalle condizioni di 

illuminazione reciproche della Luna e della Terra. 

Metà della Luna è sempre illuminata ( l T )(come la Terra) 

ma le condizioni di visibilità vanno dalla 

totale illuminazione alla totale oscurità

29,5 giorni0 giorni

3,7 giorni

22,5 giorni

26 giorni

Luna calante Falce diretta

7,5 giorni

11,3 giorni

14,7 giorni

18,5 giorni

Luna crescente

Falce rivolta a ovest

Falce diretta ad est

Le maree

La marea è il ritmico alzarsi (flusso) ed abbassarsi (riflusso) del livello del 

mare provocato dall'azione gravitazionale della Luna e 

del Sole

Si tratta di un fenomeno a carattere universale, 

persistente e periodico, le cui cause sono 

prevalentemente astronomiche.

La massima elevazione dell'acqua è detta alta marea mentre bassa marea è lo stato di estremo abbassamento. Il dislivello tra un'alta e una bassa marea consecutive è l'ampiezza o escursione della marea.

L'unica influenza della Luna sulla Terra, provata in modo certo, è quella di tipo gravitazionale. L'attrazione che la Luna esercita sul nostro pianeta, combinata con quella del Sole, provoca deformazioni della Terra (dette maree terrestri) e genera variazioni periodiche del livello dei 

mari (maree oceaniche o semplicemente maree). 

Relativamente alla Terra, tenendo conto delle distanze e delle masse, solo il Sole e la Luna sono corpi in grado di causare forze di marea apprezzabili; il Sole, benché più distante, agisce per la sua enorme massa, la Luna, pur essendo molto più piccola, per la breve distanza. La forza di 

attrazione del Sole è tuttavia meno della metà (0,46) rispetto a quella della Luna. 

la forza gravitazionale combinata del Sole e della Luna sugli oceani terrestri cambia con il mutare della posizione relativa tra Terra, Sole e Luna. Essa cambia continuamente durante il ciclo delle fasi lunari, a causa della rivoluzione della Luna attorno al nostro pianeta. Quando la Luna è piena o nuova (fasi dette "sigizie") l'attrazione gravitazionale del Sole e della Luna si somma, rafforzandosi e dando luogo a maree più forti del solito. Queste maree si chiamano “sigiziali". Quando invece la Luna e' al primo o all'ultimo quarto, l'attrazione gravitazionale del Sole e della Luna si esercita lungo direzioni diverse, quindi e' complessivamente minore e da luogo a maree meno ampie ("maree di quadratura").

La distanza tra Terra e Luna cambia nel tempo per l'ellitticità dell'orbita lunare. La forza mareale esercitata dalla Luna sugli oceani cambia in modo inversamente proporzionale al cubo della sua distanza dalla Terra. Una volta ogni 29 giorni (mese sinodico), quando la Luna è al perigeo (il punto di massimo avvicinamento alla Terra della sua orbita) la forza mareale esercitata è maggiore, mentre quando si trova all'apogeo (punto di massima lontananza) è minore. 

Una cosa analoga avviene per la componente solare della forza mareale: quando la Terra è più vicina al Sole (perielio) la forza mareale da esso esercitata è maggiore, mentre quando è più lontana (afelio) è minore 

il piano dell'orbita lunare è inclinato di circa 5 gradi su quello dell'orbita terrestre, il quale a sua volta è inclinato di circa 23 gradi e mezzo rispetto all'equatore terrestre. Questo significa che la Luna, percorrendo la propria orbita, passa da un'inclinazione massima a un'inclinazione minima rispetto all'equatore terrestre (in termini astronomici l'inclinazione rispetto all'equatore, misurata perpendicolarmente allo stesso, è detta "declinazione").

Il periodo base di un'onda mareale non e' di 24 ore, ma di 24 ore e 50 minuti, cioè il giorno lunare. Questo perché in 24 ore, mentre la Terra compie una rotazione su se stessa, la Luna si sposta lungo la propria orbita di circa 1/29esimo di giro, pari a 12,2 gradi. Così, per vedere la Luna culminare sullo stesso luogo del giorno precedente, la Terra deve ruotare per altri 12.2 gradi, cosa che fa in circa 50 minuti. In totale, tra due culminazioni successive della Luna su uno stesso punto del globo trascorrono 24 ore e 50 minuti, periodo che viene detto "giorno mareale".

Quindi in un giorno lunare si verificano 2 alte e 2 basse maree ognuna a distanza di 6,25 ore dall’altra

A causa della declinazione (5°) la Luna raggiunge lo zenit nell’Emisfero settentrionale circa al Tropico del Cancro, quindi le maree successive risulteranno di ampiezza diversa mentre quelle alterne avranno ampiezze uguali (ineguaglianza diurna) che sarà massima al massimo della declinazione (maree diurne, maree tropicali). Al contrario, quando la Luna ha declinazione 0 (quindi è allo zenit sull’equatore) l’ineguaglianza non si verifica (maree semidiurne, maree equatoriali)

Le variazioni di declinazione possono produrre una diversa ampiezza dei due massimi di marea in certi punti della superficie terrestre, quando la Luna si trova ad alta declinazione. Nell'esempio dell'immagine, nel punto A della superficie terrestre due massimi successivi di marea avranno la stessa ampiezza (in questo caso si parla di "marea semidiurna"). Nel punto B due massimi consecutivi avranno ampiezza diversa (B e B'), situazione detta "marea mista", mentre nel punto C addirittura c'e' un solo massimo mareale in un giorno (in C' non si ha un'onda di marea), cioè la marea è "diurna".

Le maree di tipo semidiurno sono quelle in cui le alte e basse maree si ripetono con la stessa ampiezza

Le maree di tipo diurno (conseguenza della declinazione della Luna) comprende una alta e una bassa marea per ogni giorno lunare

La maggior parte è di tipo misto:‐componente semidiurna prevalente: 2 alte e 2 basse maree con forte ineguaglianza giornaliera

‐componente diurna prevalente 1 alta e 1 bassa marea al giorno con stasi prolungata (marea effimera)

Marea di Perigeo: forza di attrazione della Luna molto maggiore (ampiezza media>15‐20%)Marea di Apogeo: forza di attrazione della Luna molto minore (ampiezza media <20%)

Ognuna si verifica ogni 27,5 giorni (mese siderale).

Le maree più elevate si verificano quando le maree sigiziali corrispondono con quelle di perigeo, mentre le più piccole quando le maree di apogeo corrispondono a quelle di quadratura

Una alta e una bassa marea al giorno

Alaska Giappone (Hokkaido)Kamtchatcka

Gulf of Mexico

Borneo, Indonesia, Sumatra

Western Australia

Due alte e due basse maree al giorno

GroenlandiaLabrador

US east coast

Europa Russia Siberia

America del SudAmerica centrale costa pacificaPatagonia occidentale

AfricaItalia

India costa occidentaleCoreaChina

Australia (costa nord e ovest) New Zealand

Maree in cui le ampiezze successive differiscono notevolmente

US west coastCaraibi

America Centrale costa atlantica

Francia Mediterranea (Provenza, Camargue)

Grecia

Giappone Mare di Okhostk

America del Sud costa pacifica Chile

Costa atlantica Brasile

Grecia Turchia

Oceano IndianoIndia occidentaleGolfo PersicoGolfo di Aden

Costa orientale Madagascar

SumatraPapua Nuova GuineaIndonesia orientale

Australia settentrionalemeridionale

Effetti e fenomeni connessi con le Maree

Correnti di marea

Quando la marea sale si innesca una corrente verso terra detta flusso

Quando la marea scende si innesca una corrente verso mare detta riflusso

Gli apporti fluviali favoriscono il riflusso  e ostacolano il flusso, quindi il primo è generalmente più forte del secondo.

Il Mascaret (o barra fluviale o bore)

Quando l’estuario o il fiume è poco profondo la marea che risale può avanzare controcorrente formando delle vere e proprie onde controcorrente

Dordogne Normandieg

Mont S.Michel

Severn River

Normandie, 1956

Tsientang, China

Fattori locali che condizionano le altezze delle maree

Profondità dell’acqua – Trattandosi di correnti  e di moto di masse d’acqua i fondali bassi hanno l’effetto di smorzare la lunghezza d’onda e rallentare le correnti

Topografia dei fondali – La presenza di irregolarità e rugosità possono avere locali effetti di smorzamento o di amplificazione

Presenza di corsi d’acqua – L’apporto di acqua da parte dei fiumi può contribuire a smorzare o amplificare l’altezza delle maree

Presenza di estuari – Generalmente sono profondi e molto ampi per cui consentono un “prolungamento” dell’effetto delle maree per un tratto all’interno del fiume.

Lungo le coste italiane il mare si alza e si abbassa, durante le maree, al massimo di 1 metro; in Bretagna arriva ad alzarsi di 13 metri; in  Irlanda di 16 metri e sulla Baia di Fundy addirittura di 20  metri. 

Qui le maree possono avanzare alla velocità impressionante di 10,20 km l'ora.

baia di Fundy (Nuova Scozia; Canadà)

20,0 m

foce del Río Gallegos (Argentina)

18,0 m

baia di Frobisher (Canadà) 17,4 m

foce del fiume Severn (Gran Bretagna)

16,3 m

baia del Mont ‐ Saint ‐Michel (Francia)

14,7 m

foce del fiume Fitzroy (Australia)

14,0 m

Saint ‐Malo (Francia) 13,3 m

Bhaunagar (India) 12,4 m

foce del Rìo Colorado (Messico) 12,3 m

Fundy Bay: la marea più alta del mondo

Severn river

Rio Gallego, Patagonia 

Mt. Saint Michel, France

Fitzroy, Australia

Argomenti trattati

-La Luna-I moti della Luna

-La posizione Terra-Luna-Le fasi lunari

-Le Maree: sigiziali, di quadratura, di apogeo, di perigeo-La declinazione della Luna e le diseguaglianze delle maree

-Le maree diurne, semidiurne e miste-Le correnti di marea, il mascaret-Fattori che influenzano le maree

-Geografia delle maree

-Letture consigliate:-Strahler