Nel seguito della pagina verrà spiegato:

• cos'è un mareografo?
• a cosa serve misurare il livello del mare?
• come si misura la deformazione verticale del suolo con i mareografi?
• com'è fatta una stazione mareografica?

Cos'è un mareografo?

Un mareografo (tide gauge, in inglese) misura la variazione del livello del mare nel tempo rispetto ad un riferimento fisso, ancorato sulla terraferma.
Il riferimento (posto sul molo di un porto, su un palo di sostegno, ...) può essere geo-referenziato (tramite GPS) per ottenere la misura assoluta del livello del mare.

A cosa serve misurare il livello del mare?

Il livello del mare non è costante nel tempo.
Le cause di queste variazioni sono dovute a vari effetti tra loro combinati. I principali sono dovuti a:

• marea astronomica: essa è dovuta all'attrazione gravitazionale tra la Terra ed il suo satellite naturale (la Luna) e, in misura minore, a quella tra la Terra ed il Sole.
  L'ampiezza di queste variazioni dipende anche dalla batimetria (la superficie irrregolare del fondale marino) e dalla forma della costa: a Napoli, ad esempio, la componente mareale (astronomica) principale, denominata M2, ha un periodo di 12.4 ore ed un'ampiezza di 15.7 cm;
• effetti meteorologici: pressione atmosferica, vento, ... (❓ approfondisci)
• sesse: sono le oscillazioni libere che si vengono a creare all'interno di un bacino chiuso (tipo, un golfo, un'insenatura naturale o artificiale, ...).
  Nel Golfo di Pozzuoli queste oscillazioni hanno un periodo pari a circa 20 minuti con ampiezza di un paio di cm.
  
  Nota:
  Nel Mar Adriatico la componente principale di questo tipo di oscillazioni ha un periodo di circa 22 ore e, se in fase con la componente astronomica, contribuisce al fenomeno dell'acqua alta a Venezia.
• correnti marine, moto ondoso;
• componente sterica dovuta al riscaldamento climatico globale;
  questo effetto è dovuto alla variazione del volume delle masse d'acqua degli oceani a causa della variazione della loro densità — espansione e contrazione delle masse d'acqua —: variando la salinità (alosterica) e la temperatura (termosterica). Quest'ultima è quella che contribuisce in misura dominante alla componente (globale) della variazione del livello del mare.
  Si stima che il contributo dovuto all'aumento di temperatura degli oceani è di qualche mm all'anno.
• scioglimento dei ghiacci.

Come si misura la deformazione verticale del suolo con i mareografi?

L'Osservatorio Vesuviano (Sezione di Napoli dell'INGV) ha installato le prime stazioni mareografiche, nel Golfo di Pozzuoli, a seguito della crisi bradisismica 1969-1974: 4 stazioni, e quella di riferimento nel porto di Napoli. Erano le prime misure di deformazione eseguite in continuo (in alternativa occorreva, altrimenti, eseguire dispendiose campagne periodiche di livellazione).
La metodologia di analisi dei dati mareografici è molto semplice e affidabile:

per ciascuna stazione mareografica si effettua la media aritmetica su una finestra temporale di 24 ore (giornaliera, dalle ore 00:00 alle 23:59:30) con attribuzione del valore medio alle ore 12:00.
Preliminarmente si verifica se il numero delle registrazioni rilevate (una ogni minuto) nelle 24 ore è significativo, nonché coincidente per la stazione considerata (una di quelle presenti nel Golfo di Pozzuoli) e quella di riferimento.
Successivamente, si calcola la differenza tra il valore medio del livello del mare registrato alla stazione di Napoli e quello di ogni altra stazione.
Questa è la differenza del livello del mare (ovvero della deformazione verticale del suolo) rispetto a Napoli, con un dato (punto di misura) ogni 24 ore.

Un esempio dei risultati ottenuti da questo tipo di analisi è mostrato nella figura seguente:

Com'è fatta una stazione mareografica?

La rotazione della puleggia, indotta dal movimento del sistema galleggiante-contrappeso (vincolati da un'opportuna catena inestensibile), consente la misura della variazione del livello del mare. Essa viene ricavata dalla lettura digitale (soppiantando quella che una volta veniva fatta mediante un sistema di scrittura a pennino su rullo di carta) dell'angolo di rotazione misurato da uno Shaft-Encoder rigidamente connesso alla puleggia (di fatto, la puleggia stessa costituisce lo Shaft-Encoder). Il tubo di calma serve a ridurre le fluttuazioni di livello dovute all'azione del moto ondoso.

Il metodo di misura tradizionale con sistema galleggiante-puleggia-contrappeso, è oggi sostituito con sistemi digitali che effettuano misure di distanza (per esempio dal piano della puleggia alla superficie del mare) tramite la misura del tempo di volo, andata e ritorno, di pacchetti di onde acustiche o radar, oppure da misure di pressione idrostatica effettuate con un sensore ancorato ad un supporto sul fondale marino. In oceano, invece, si utilizza l'altimetria da satellite.