La patente nautica Varrone Terenzio - Come superare l'esame per il Comando delle imbarCazioni a vela e a motore
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Varrone Terenzio
La patente nautica
Come superare l’esame per il comando delle
imbarcazioni a vela e a motore,
entro e oltre le 12 miglia, e imparare a navigareProgramma d’esame per il conseguimento delle abilitazioni al
comando e alla condotta di unità da diporto a motore nonché
delle unità a vela con o senza motore ausiliario e motovelieri,
per la navigazione entro 12 miglia dalla costa.
Prova teorica
1.a) Elementi di teoria della nave, limitatamente alle strutture principali
dello scafo. Elica, timone. Effetti dell’elica sul timone.
1.b) Teoria della vela (solo per l’abilitazione alla navigazione a vela).
1.c) Attrezzatura e manovra delle imbarcazioni a vela (solo per l’abilitazio-
ne alla navigazione a vela).
L’esame teorico sulla vela di cui alle precedenti lettere b) e c) è svolto con-
Legenda
temporaneamente alla prova pratica.
Argomenti previsti per il conseguimento della patente 2.a) Funzionamento dei motori a scoppio diesel.
entro le 12 miglia e della patente senza alcun limite dalla costa 2.b) Irregolarità e piccole avarie che possono verificarsi durante il loro fun-
zionamento e modo di rimediarvi.
Argomenti previsti per il conseguimento 2.c) Calcolo dell’autonomia in relazione alla potenza del motore e alla
della sola patente senza alcun limite dalla costa quantità residua di carburante.
3.a) Regolamento di sicurezza con particolare riferimento a:
• tipi di visite e loro periodicità;
• dotazioni di sicurezza in relazione alla navigazione effettivamente svolta.
3.b) Provvedimenti da adottare in caso di sinistro marittimo (incendio, fal-
la, collisione, incaglio, uomo in mare).
3.c) Provvedimenti per la salvezza delle persone a bordo in caso di sinistro
marittimo e di abbandono nave.
3.d) Precauzioni da adottare in caso di navigazione con tempo cattivo.
3.e) Assistenza e soccorso, segnali di salvataggio e loro significato.
4.a) Regolamento per evitare gli abbordi in mare e norme di circolazione
in acque interne.
4.b) Precauzioni in prossimità della costa o di specchi d’acqua in cui si svol-
gono altre attività nautiche (nuoto, sci nautico, pesca subacquea ecc.).
5) Bollettini meteorologici per la navigazione marittima, strumenti meteo-
rologici e loro impiego.
© 2008 Nutrimenti srl 6.a) Coordinate geografiche.
6.b) Orientamento e rosa dei venti.
Prima edizione febbraio 2008 6.c) Carte nautiche. Proiezione di Mercatore.
Quarta edizione maggio 2013 6.d) Bussole magnetiche.
www.nutrimenti.net 6.e) Rotta e prora: correzione e conversione, effetto del vento e della cor-
via Marco Aurelio, 44 - 00184 Roma rente sul moto della nave (deriva e scarroccio).
6.f) Elementi di navigazione stimata: tempo – spazio – velocità.
Art director: Ada Carpi 6.g) Elementi di navigazione costiera: concetto di luogo di posizione (con
ISBN: 978-88-6594-261-1 esclusione del carteggio).
ISBN: 978-88-6594-122-5 (ePub) 6.h) Solcometri e scandagli.
ISBN: 978-88-6594-123-2 (mobiPocket)6 La patente nautica – Programma di esame Pogramma di esame 7
Prova pratica 4.b) Precauzioni in prossimità della costa o di specchi d’acqua in cui si svol-
La prova pratica può essere effettuata in mare, nei laghi o, per l’abilitazione a gono altre attività nautiche (nuoto, sci nautico, pesca subacquea ecc.).
motore, nei fiumi. 5.a) Cenni sulla meteorologia in generale – Atmosfera: pressione, tempe-
Durante la prova pratica il candidato deve dimostrare di saper condurre ratura, umidità e strumenti di misurazione – Venti – Correnti – Lettura della
l’unità alle diverse andature, effettuando con prontezza d’azione e capacità, carta del tempo.
le manovre necessarie, l’ormeggio e il disormeggio dell’unità, il recupero 5.b) Bollettini meteorologici per la navigazione marittima – Previsioni me-
dell’uomo a mare, i preparativi per fronteggiare il cattivo tempo e l’impiego teorologiche locali.
delle dotazioni di sicurezza, dei mezzi antincendio e di salvataggio. 6.a) Coordinate geografiche: differenza di latitudine e di longitudine – La-
titudini crescenti.
Programma d’esame per il conseguimento delle abilitazioni al 6.b) Orientamento e rosa dei venti.
comando e alla condotta di unità da diporto a motore nonché 6.c) Elementi di magnetismo terrestre e navale.
delle unità a vela con o senza motore ausiliario e motovelieri, 6.d) Bussole magnetiche: compensazione e tabella delle deviazioni residue.
per la navigazione senza alcun limite dalla costa. 6.e) Rotta e prora: correzione e conversione – Effetto del vento e della
corrente.
Prova teorica 6.f) Concetto di ortodromia e lossodromia.
1.a) Elementi di teoria della nave, limitatamente alle strutture principali 6.g) Cenni di astronomia: riconoscimento della stella polare – Cenni sulla
dello scafo. misurazione dell’altezza degli astri e degli angoli con l’uso del sestante e con
1.b) Teoria della vela (solo per l’abilitazione alla navigazione a vela). l’impiego delle effemeridi nautiche.
1.c) Attrezzatura e manovra delle unità a vela (solo per l’abilitazione alla 6.h) Navigazione stimata: tempo – spazio – velocità.
navigazione a vela). 6.i) Navigazione costiera: risoluzione dei relativi problemi anche in presen-
L’esame teorico di cui alle precedenti lettere b) e c) è svolto contemporane- za di vento e corrente.
amente alla prova pratica. 6.l) Cenni sugli apparecchi radioelettrici di bordo e loro impiego.
1.d) Tipi di elica e di timone e loro effetti. 6.m)Radionavigazione – Sistemi di navigazione iperbolica e satellitare.
1.e) Cenni sul galleggiamento e la stabilità – Centri di spinta e di gravità 6.n) Fusi orari: calcolo dell’ora locale.
delle unità da diporto. 6.o) Carte nautiche, varie rappresentazioni e impiego – Pubblicazioni
2.a) Funzionamento dei motori a scoppio diesel. nautiche.
2.b) Irregolarità e piccole avarie che possono verificarsi durante il loro fun- 6.p) Comunicazioni radiotelefoniche e relative procedure.
zionamento e modo di rimediarvi. 7) Prova di carteggio e di calcolo sulla navigazione costiera.
2.c) Calcolo dell’autonomia in relazione alla potenza del motore e alla 8) Leggi e regolamenti che disciplinano la navigazione da diporto – Codice
quantità residua di carburante. della navigazione per quanto attinente alla navigazione da diporto con parti-
3.a) Regolamento di sicurezza con particolare riferimento a: colare riferimento a:
• tipi di visite e loro periodicità; • il comandante della nave: doveri e responsabilità;
• mezzi di salvataggio e dotazioni di sicurezza, in relazione alla distanza • attribuzioni dell’autorità marittima e della navigazione interna – potere
della costa; di ordinanza;
• prevenzioni incendi ed esplosioni – conoscenza dei sistemi antincendio. • documenti da tenere a bordo delle unità da diporto;
3.b) Provvedimenti da adottare in caso di sinistro marittimo (incendio, fal- • disciplina dello sci nautico;
la, collisione, incaglio, uomo in mare). • cenni sulla locazione e noleggio delle unità da diporto.
3.c) Provvedimenti per la salvezza delle persone a bordo in caso di sinistro
marittimo e di abbandono nave. Prova pratica
3.d) Precauzioni da adottare in caso di mare cattivo. La prova pratica deve essere effettuata in mare. Durante la prova pratica il
3.e) Assistenza e soccorso – Cassetta dei medicinali di pronto soccorso – candidato deve dimostrare di saper condurre l’unità alle diverse andature,
Segnali di salvataggio e loro significato. effettuando con prontezza e capacità d’azione le manovre necessarie, l’ormeg-
4.a) Regolamento per evitare gli abbordi in mare e norme di circolazione gio e il disormeggio, il recupero di un uomo in mare, i preparativi necessari
in acque interne. per fronteggiare il cattivo tempo e l’impiego delle apparecchiature tecniche8 La patente nautica – Programma di esame
per la navigazione, delle dotazioni di sicurezza e dei mezzi di salvataggio e
antincendio.
Indice
Lezione 1 – Riferimenti geografici fondamentali
Sfera terrestre e suoi riferimenti pag. 19
Coordinate geografiche: latitudine e longitudine pag. 21
Unità di misura della distanza e della velocità pag. 26
Relazione velocità, spazio, tempo pag. 27
Le coordinate sulla carta nautica: uso del compasso pag. 28
Differenza di latitudine e di longitudine pag. 33
Latitudine media pag. 35
Lezione 2 – L’orientamento
Orientamento: principi fondamentali pag. 37
Azimuth e altezza pag. 38
Rosa azimutale e quadranti pag. 38
Direzioni dell’orizzonte: rotta, prora e rilevamento pag. 39
Misura degli angoli e uso delle squadrette nautiche pag. 42
Lezione 3 – La carta nautica
Approfondimenti sulla rotta: ortodromia e lossodromia pag. 49
Carte nautiche: rappresentazione di Mercatore
e proiezione gnomonica pag. 51
Lettura e interpretazione di una carta nautica: tipologia e scala pag. 58
Lettura e interpretazione di una carta nautica: informazioni pag. 61
Lezione 4 – Elementi di magnetismo
Declinazione magnetica pag. 67
Deviazione magnetica pag. 71
Variazione magnetica pag. 72
Conversione e correzione di prora e rilevamenti pag. 7510 La patente nautica – Indice Indice 11
Bussola magnetica pag. 79 Lezione 10 – Abilitazione, documenti, regole di navigazione
Giri di bussola: tabella delle deviazioni pag. 81 Unità da diporto pag. 201
Iscrizione nei registri pag. 204
Lezione 5 – Navigazione stimata Abilitazione, patente e documenti di bordo pag. 204
La navigazione stimata: vettore velocità, velocità propulsiva, Dotazioni di sicurezza e loro uso pag. 209
effettiva, della corrente pag. 83 Navigazione marittima e sicurezza pag. 211
Effetti perturbatori meteomarini: scarroccio e deriva pag. 86 Doveri e attribuzioni del comandante pag. 216
Problema della corrente pag. 90 Eventi straordinari, sinistri marittimi pag. 221
Problema della corrente: esercizi guida pag. 96 Soccorso: assistenza e salvataggio pag. 223
Errori strumentali e di governo pag. 103
Punto nave stimato: zona di incertezza pag. 105 Lezione 11 – Lo scafo e il motore
Pianificazione e condotta della navigazione pag. 106 Elementi costruttivi dello scafo pag. 225
Galleggiamento pag. 227
Lezione 6 – Navigazione costiera Stabilità pag. 228
La navigazione costiera: il punto nave rilevato pag. 109 Il motore pag. 231
Luoghi di posizione di uguale azimuth: rilevamento vero pag. 109 Linea d’asse pag. 235
Rilevamenti polari e grafometro pag. 112 Consumi e autonomia di navigazione pag. 236
Luoghi di posizione di uguale differenza di azimuth pag. 116 Norme antincendio pag. 237
Allineamento pag. 117
Luoghi di posizione di uguale distanza pag. 118 Lezione 12 – Meteorologia nautica e maree
Luoghi di posizione di uguale profondità pag. 120 Meteorologia nautica: generalità pag. 241
Luoghi di posizione isolati: guida e sicurezza pag. 120 Situazione barica: alta e bassa pressione pag. 244
Punto cospicuo isolato: rilevamenti successivi pag. 124 I venti pag. 245
Metodo di tracciamento pag. 127 Circolazione delle masse d’aria pag. 249
Metodo del 45° e 90° pag. 129 Carte del tempo pag. 251
Servizi meteo radiomarittimi italiani pag. 252
Lezione 7 – Elementi strutturali, manovre e teoria della vela Maree e correnti di marea pag. 257
Organi direzionali e propulsivi pag. 131
Manovre fondamentali: ormeggio e disormeggio pag. 134 Lezione 13 – Ancoraggio e condotta in situazioni particolari
Teoria della vela pag. 141 Provvedimenti in caso di cattivo tempo pag. 265
Come eseguire le manovre principali pag. 152 Governo dell’imbarcazione in caso di navigazione
con cattivo tempo pag. 266
Lezione 8 – Fanali e segnali acustici Ancoraggio pag. 269
Generalità pag. 161 Provvedimenti in caso di incaglio e falla pag. 270
Fanali di via pag. 163 Uomo in mare pag. 271
Fanali e segnali diurni speciali pag. 164
Manovre per evitare gli abbordi pag. 165 Lezione 14 – Comunicazioni e navigazione elettronica
Navigazione in acque ristrette pag. 172 Comunicazioni radiotelefoniche (Rtf) pag. 273
Segnali acustici di manovra pag. 175 Messaggi di soccorso, urgenza e sicurezza pag. 275
Messaggio di sicurezza pag. 278
Lezione 9 – Pubblicazioni nautiche e segnalamenti marittimi Rotta d’intercettazione pag. 278
Pubblicazioni nautiche nazionali pag. 183 Sistema globale per la sicurezza e il soccorso pag. 278
Segnalamento marittimo pag. 189 Il radar pag. 279
Pubblicazioni edite da istituti idrografici stranieri pag. 196 Navigazione satellitare Gps pag. 28112 La patente nautica – Indice
Nota dell’editore
Lezione 15 – Navigazione astronomica
Cenni sulla navigazione astronomica pag. 283
Calcolo della latitudine pag. 289
Il sestante pag. 290
La misurazione del tempo pag. 294
Appendice – Esercizi e questionario
Esercizi di carteggio pag. 301
Risposte esercizi carteggio pag. 311
Esercizi di carteggio a tempo pag. 317
Risposte esercizi di carteggio a tempo pag. 324
Questionario di preparazione all’esame pag. 327
Domande con risposta multipla. Programma comune
per l’abilitazione entro le 12 miglia e senza limiti. pag. 333
Domande con risposta multipla. Programma solo
per l’abilitazione senza limiti.
Risposte alle domande pag. 347 C’è un pericolo sicuro nell’affrontare l’esame per la patente nautica. Quello
di pensare che si tratti solo di un ostacolo burocratico da superare, di un pez-
zo di carta da aggiungere al già nutrito portfolio che molti possono vantare
fra brevetti, licenze, autorizzazioni. Navigare non è un gioco (o almeno non
solo). Molte delle nozioni all’apparenza capziose su cui vi troverete a faticare
si riveleranno domani preziose, in qualche caso persino determinanti nel ren-
dere sicura la vostra navigazione, più piacevole e rilassata la vostra crociera.
Ecco perché questo manuale per la patente nautica si vuole distinguere dai
tanti già in commercio proprio per l’obiettivo di fornire una base più solida
all’abilitazione al comando di un’imbarcazione.
Un obiettivo del resto particolarmente in sintonia con l’esperienza del suo
autore. Il contrammiraglio Terenzio Varrone ha infatti una lunga esperienza
di comando nella Marina militare, compreso il comando della nave scuola
Palinuro, ma anche una lunga esperienza di navigazione diportistica. Questo
manuale è inoltre il frutto di un’esperienza didattica concreta. Nasce infatti
sulla base delle lezioni svolte dall’autore in qualità di direttore didattico pres-
so la scuola di vela Granlasco di Roma. Gli appunti, man mano, hanno preso
corpo diventando un testo di studio organico suddiviso in quindici lezioni.
Si tratta insomma di un testo pensato concretamente per chi voglia impara-
re la difficile arte della navigazione e testato praticamente in una esperienza
didattica pluriennale.
Per questo le lezioni iniziano con la navigazione piana in modo che l’allievo
possa prendere subito interesse e confidenza con il carteggio, evitando di ini-
ziare con la copiosa messe di nozioni (importanti, ma inevitabilmente noiose)
sulle regolamentazioni.
La distribuzione delle varie lezioni è inoltre modulare e permette dunque
una pianificazione flessibile della didattica, a eccezione delle prime sei lezioni
che sono sequenziali.14 La patente nautica – Nota dell’editore
Nota dell’autore
La materia è esposta con concetti essenziali, ma ben articolati, per consen-
tirne lo studio anche agli autodidatti, cosa che è in genere impossibile con
un’esposizione troppo scarna e sintetica, povera di una adeguata spiegazione
minima.
La parte che riguarda la soluzione dei problemi di carteggio è corredata
di ‘esercizi guida’ che illustrano i metodi di calcolo, che saranno sempre gli
stessi, mentre varieranno i dati che saranno diversi da situazione a situazione.
L’elaborazione di questi esercizi è pertanto fondamentale per acquisire una
sufficiente sicurezza di calcolo. Le formule sono quelle strettamente neces-
sarie e raccolte in un’apposita ‘tavoletta di calcolo’ di grande utilità, volta a
facilitare l’esecuzione degli esercizi.
Il manuale è corredato poi di quaranta esercizi ‘autocorrettivi’ per i qua-
li l’allievo troverà la soluzione corretta dopo averli eseguiti. E dieci esercizi
‘autovalutativi’ per i quali, oltre alla soluzione, viene indicato anche il tempo
ottimale di svolgimento. Un modo per verificare la propria preparazione e si-
curezza nell’affrontare una prova di esame. Per capire in sostanza a che punto
si è. Credo che l’umiltà sia una qualità fondamentale soprattutto quando si parla
Non bisogna mai dimenticare che la patente nautica è un’abilitazione al di mare. Sento però di poter rivolgere alcuni semplici consigli a tutti coloro
comando, e le attribuzioni del comandante diportista sono sostanzialmente che si accingono a prepararsi su questo manuale per poi affrontare gli esami
quelle del comandante di unità maggiore e previste dal Codice della navi- per il conseguimento della patente nautica.
gazione. È pertanto opportuno riflettere attentamente e considerare questo • Calma e razionalità sono fondamentali: inutile essere preparati per perder-
studio come base minima, sulla quale costruire l’esperienza e la capacità che si al cospetto della commissione esaminatrice.
un comandante deve avere. • Capire bene le domande poste: ricordarsi che talvolta le risposte sono meno
complicate di quanto si creda.
• Rispondere in modo mirato alla domanda, senza strafare: una risposta ‘al-
largata’ potrebbe contenere inesattezze che a loro volta testimoniano di
qualche lacuna.
• Leggere sempre con grande attenzione le caratteristiche della carta nautica
sulla quale si deve lavorare.
• Leggere e interpretare correttamente il testo in caso di esame scritto: è
meglio perdere un minuto in più che partire a testa bassa nella direzione
sbagliata.
• Carteggiare con metodo e attenzione.
• Durante la prova pratica valutare con calma la situazione e dare ordini
pertinenti, precisi, che devono essere trasmessi con voce chiara e forte: di-
mostrate di avere ‘in pugno’ la situazione!
Colgo qui l’occasione per ringraziare Franco Guerrieri, presidente dell’as-
sociazione Granlasco ed esperto velista, per avermi dato la possibilità di matu-
rare questa esperienza e per i buoni consigli, che sono stati utili nella stesura
della parte di teoria della vela.
Nel testo il termine ‘nave’ ha senso generale che comprende anche le unità
da diporto.
Buon vento a tutti!Lezione 12
Meteorologia nautica
e maree
Meteorologia nautica: generalità
La meteorologia nautica è la scienza che studia i fenomeni atmosferici e la
loro influenza sullo stato del mare, in modo da prevedere l’evoluzione della
situazione in una certa area.
I fattori meteorologici che interessano il navigante sono essenzialmente
tre:
• lo stato del mare, che è influenzato dalla forza del vento;
• la visibilità orizzontale, che dipende dall’umidità e dalla temperatura;
• la forza del vento, che dipende dalla variazione di pressione, cioè dallo
squilibrio (gradiente) di pressione presente sull’area; è un parametro im-
portante perché influisce direttamente sullo stato del mare ed è la forza
motrice per la navigazione a vela.
L’atmosfera è l’involucro gassoso che avvolge la terra. La parte dell’atmo-
sfera in cui si svolgono i fenomeni meteorologici è la troposfera.
I parametri fondamentali che identificano una massa d’aria sono: la tempe-
ratura, l’umidità e la pressione.
Temperatura
La temperatura è l’indice della quantità di calore presente nell’atmosfera. Si
misura sia in gradi Celsius (°C) sia in gradi Fahrenheit (°F).
I due tipi di scala fanno riferimento al punto di congelamento e a quello di
ebollizione dell’acqua alla pressione al livello del mare. Il primo è pari a 0°C,
32°F, il secondo a 100°C, 212°F.
La conversione da gradi Celsius a gradi Fahrenheit e viceversa si ottiene
usando le seguenti formule:
F = 9/5 (C+32)
C = 5/9 (F–32)242 La patente nautica Lezione 12 – Meteorologia nautica: generalità 243
Umidità della forma e dell’altezza tra la superficie e la base. Più avanti nel capitolo è ri-
L’umidità è determinata dalla quantità di vapore acqueo presente portata una classificazione e descrizione delle nuvole, corredata da fotografie.
nell’atmosfera.
Nello spazio libero immediatamente sopra uno specchio liquido (acqua) Nebbia
può essere presente una maggiore o minore quantità di vapore acqueo a se- La nebbia come la nube è formata da minuscole goccioline d’acqua. Un re-
conda dei valori di temperatura e pressione che insistono sullo specchio me- pentino raffreddamento provoca la saturazione e la conseguente condensa-
desimo: più alta è la temperatura e più bassa è la pressione, più risulta elevata zione del vapore acqueo contenuto nell’aria a contatto del suolo. A seconda
la quantità di vapore acqueo libero nell’atmosfera e viceversa. delle modalità di raffreddamento esistono due tipi di nebbia: avvezione e
Per un dato valore di temperatura e di pressione esiste, pertanto, una deter- irraggiamento.
minata quantità di vapore acqueo, che può permanere al di sopra dell’acqua • Avvezione: è la tipica nebbia che si forma, sul mare e sulle coste, a causa
che l’ha generato. In tale condizione l’atmosfera è satura. del lento scivolamento di aria umida a contatto del suolo e della superficie
In meteorologia è usata l’umidità relativa che, per le condizioni di riferi- marina che hanno una temperatura più fredda. L’aria si raffredda fino a
mento considerate, indica il rapporto in percentuale tra l’umidità effettiva e raggiungere il livello di saturazione e quindi la generazione della nebbia.
quella di saturazione: se per esempio l’umidità relativa è al 70 per cento, ciò • Irraggiamento: si forma generalmente con cielo sereno, alta pressione e
significa che nell’atmosfera è presente il 70 per cento della quantità di acqua aria stazionaria. In tali condizioni il suolo disperde per irraggiamento una
che potrebbe essere effettivamente presente in quelle stesse condizioni di tem- notevole quantità di calore, abbassando notevolmente la sua temperatura
peratura e pressione. con conseguente raffreddamento e saturazione dell’aria pressoché ferma a
Gli strumenti per la misura dell’umidità relativa sono l’igrometro a capello bassa quota.
e lo psicrometro. La differenza tra nebbia e foschia è legata esclusivamente alla distanza di
L’igrometro a capello ha come elemento sensibile delle fibre sintetiche che visibilità: la nebbia ha visibilità inferiore a 1 Km mentre la foschia supera tale
variano la propria lunghezza a seconda dell’umidità, permettendo così la mi- limite.
sura diretta dell’umidità secondo una determinata scala.
Lo psicrometro è costituito da due termometri uguali: uno dei due bulbi è Pressione atmosferica
mantenuto umido mediante una garza imbevuta d’acqua. Per una data tempe- La pressione atmosferica è il parametro principale nella meteorologia nautica. 12
ratura di riferimento l’acqua evapora, assorbendo dal bulbo una certa quan- La pressione atmosferica rappresenta localmente il peso della colonna d’aria
tità di calore che determina il raffreddamento del termometro bagnato, sulla che insiste su una superficie unitaria. L’unità di misura è l’ettopascal (hPa),
cui scala si legge una temperatura inferiore rispetto al valore letto su quello pari a 100 Newton per metro quadrato, che ha sostituito il millibar (mb).
asciutto. Tale differenza di temperatura è usata per determinare l’umidità La pressione media al livello del mare è di 1013.3 hPa (o millibar).
relativa mediante l’uso di un’apposita tavola riportata sulle tavole nautiche. Gli strumenti di misura della pressione sono: il barometro e il barografo
La stessa tabella permette anche di determinare la temperatura di rugiada (fig.32).
a partire dalla quale si forma la nebbia. Una massa d’aria umida, in via di
raffreddamento raggiunge il livello di saturazione trasformandosi in nebbia. Il barometro può essere aneroide (senza liquido) o a mercurio: nella nautica
da diporto il tipo aneroide è più diffuso. Esso è costituito da un sensore (cap-
Nuvole sula metallica elastica al cui interno c’è il vuoto) che si deforma al variare del-
Le nuvole si formano per effetto della condensazione del vapore acqueo con- la pressione il cui valore è indicato, su una scala graduata, da una “lancetta”
tenuto in una massa d’aria che giunge in quota in condizioni di saturazione. Figura 1. Alta e bassa pressione, saccatura, promontorio, pendio
Infatti l’aria salendo incontra minore pressione e tende a espandersi con con- ANTICICLONE DEPRESSIONE SACCATURA PROMONTORIO PENDIO
seguente raffreddamento. Tale abbassamento della temperatura consente la 1004
1000
saturazione del vapore acqueo e la formazione della nube, costituita da minu- 1004
1000
996
H
tissime goccioline di condensazione che rimangono in sospensione. Quando 1008
1012 1020
1020
1016
1016 1012
queste goccioline raggiungono le giuste dimensioni cadono, dando luogo alle H L
1012 L H L H
L
1012
1016
varie forme di precipitazione. 1020
1024
Le nuvole hanno aspetti diversi a seconda della quota, della temperatura e a) b) c) d) e)
della rapidità di sollevamento della massa d’aria. Sono classificate in funzione244 La patente nautica Lezione 12 – Situazione barica: alta e bassa pressione 245
collegata al sistema di misura. • saccatura (tendenza di una bassa pressione a insaccarsi in un campo barico
Lo strumento è dotato di un controindice (concentrico all’indicatore della di pressione più alta – figura 1, sezione c).
pressione e ruotabile manualmente) utile per la lettura della tendenza ba- • promontorio (espansione di un’alta pressione in una zona di pressione in-
rometrica nel tempo. Il valore istantaneo della pressione non fornisce utili feriore; le isobare hanno la forma di un cuneo con l’estremità tondeggiante
informazioni sull’andamento della pressione nella zona di interesse. È quindi – figura 1, sezione d).
necessario spostare il controindice fino a sovrapporlo alla “lancetta” e osserva- • pendio (le isobare hanno un andamento parallelo dando luogo a un gra-
re ad intervalli regolari (2-3 ore) di quanto la pressione è aumentata o diminu- diente debole; situazione di pressione livellata – figura 1, sezione e).
ita rispetto al valore della pressione indicata dal controindice. Alcuni esempi,
intervallo di osservazione 2-3 ore: Gradiente barico orizzontale o squilibrio di pressione
• diminuzione della pressione di 2-3 hPa indica un deciso peggioramento del Il gradiente barico rappresenta il valore dello squilibrio di pressione in una
tempo; determinata area. Può essere più o meno forte in funzione della variazione
• diminuzione della pressione di 4-5 hPa indica l’approssimarsi di una della pressione e della distanza tra due punti considerati.
tempesta; Quindi il gradiente barico è definito come il rapporto tra la differenza di
• deboli variazioni di pressione indicano tempo stazionario. pressione tra due isobare vicine e la distanza in miglia che le separa (figura 2):
Il barografo registra l’andamento grafico settimanale della pressione. È co- Gradiente ∆ p diff. pressione
=
stituito da una serie di capsule aneroidi collegate ad una punta scrivente che barico D mg dist. in miglia
registra, su di un apposito stampato applicato intorno alla circonferenza del
tamburo ruotante con un sistema ad orologeria, la variazione temporale della In una determinata zona più alto è il gradiente più forte è il vento.
pressione. Tale parametro è molto utile per capire l’evoluzione del tempo in Quindi:
zona. • alto gradiente = vento forte;
• basso gradiente = vento debole o nullo.
Situazione barica: alta e bassa pressione
Si definisce alta pressione una pressione il cui valore sia superiore a quello Nelle rappresentazioni bariche le varie isobare sono sempre indicate con 12
medio di 1013 hPa, bassa pressione quando invece è inferiore. l’intervallo di 4 hPa, pertanto la differenza di pressione sarà sempre di tale
Nella pratica, però, ha importanza la differenza di pressione esistente tra valore.
due zone. È quindi più esatto parlare di alta e bassa pressione relative. In altre Il valore del gradiente dipende quindi dalla distanza tra le isobare:
parole, rispetto a una zona con un massimo di pressione di 1010 hPa, una zona • isobare vicine = gradiente alto = vento forte;
contigua con un minimo di 990 hPa è di bassa pressione rispetto alla prima. • isobare lontane = gradiente basso = vento debole.
Le linee che uniscono i punti di uguale pressione si chiamano isobare.
L’anticiclone (figura 1, sezione a) I venti
Figura 2. Gradiente barico è una zona anticiclonica in cui le iso- Il vento consiste nello spostamento di una massa d’aria.
bare si raccolgono intorno a una alta Figura 3. Movimento delle masse d’aria nell’emisfero settentrionale
pressione. È indicato con la lettera A
o H (dal termine high).
La depressione (figura 1, sezione
b) è una zona ciclonica in cui le i-
sobare si racchiudono intorno a una
H A B
bassa pressione. È indicata con la let- H L
tera B o con la lettera L (dal termine
low).
1020 1016
1012
Inoltre, a seconda della distribu-
1008
1004
zione della pressione, si hanno le se-
guenti situazioni:246 La patente nautica Lezione 12 – I venti 247
Bisogna distinguere fra: • nell’emisfero Sud, verso quello destro.
• venti sinottici: sono causati dal gradiente barico e legati alla situazione me- La rotazione dei venti in senso antiorario è indice di peggioramento del
teo su vasta scala; tempo. La rotazione in senso orario indica miglioramento delle condizioni.
• venti costieri o locali (in regime di brezza): sono dovuti essenzialmente alle La forza del vento e la sua rotazione devono essere misurati o apprezzati
differenze di temperatura e di pressione tra terra e mare. lontano dalle coste, perché l’orografia può modificarne velocità e direzione.
La direzione del vento è misurata con l’anemoscopio. La velocità del vento Prima dell’arrivo della perturbazione i venti tendono a disporsi da Sud Est
è misurata con l’anemometro. o comunque dai quadranti meridionali, per ruotare al passaggio del fronte o
subito dopo verso SW, NW, NE ecc.
Venti sinottici Nelle zone anticicloniche il vento può essere forte, ma non raggiunge la
In presenza di uno squilibrio di pressione l’aria è sollecitata a muoversi dall’al- violenza della tempesta. Nelle zone di bassa pressione il vento è di forte in-
ta pressione verso la bassa con maggiore o minore velocità a seconda del tensità e, per quanto possibile, è opportuno evitare di navigare nelle aree
gradiente. depressionarie, aggirandole con opportune rotte, per non andare incontro a
Se la Terra fosse piana e ferma, l’aria tenderebbe a spostarsi dalla alta verso situazione critiche.
la bassa pressione con un percorso perpendicolare alle isobare. In realtà la
rotazione terrestre produce un’accelerazione apparente (detta accelerazione Nelle informazioni meteo è indicata la forza del vento, secondo la scala Be-
di Coriolis) che agisce su tutto ciò che è in movimento sulla superficie della aufort, che a sua volta condiziona lo stato del mare. È corretto dire, per e-
Terra, deviandone la traiettoria: sempio, burrasca forza 8, alla quale corrisponde una determinata velocità
• verso destra, nell’emisfero Nord; del vento, che potrà produrre, lontano dalla costa, un mare forza 5/6 (scala
• verso sinistra, nell’emisfero Sud. Douglas del mare vivo). Le scale Beaufort e Douglas sono riportate più avanti
La forza deviante è massima ai poli e nulla all’equatore. nel capitolo.
Dato che l’aria è in movimento, anche la direzione del vento è modificata Il mare vivo è quello generato dall’azione diretta del vento e l’entità del
dalla presenza della predetta accelerazione. Sulla superficie del mare la devia- moto ondoso dipende dalla forza del vento e dal fetch, cioè il tratto di mare
zione è di circa 15 gradi. sottovento alla costa in cui il vento soffia ma non abbastanza forte da confe-
La figura 3 mostra il movimento della massa d’aria nel nostro emisfero: rire impulso al moto ondoso. 12
• esce ruotando in senso orario dalle zone di alta pressione (anticicloniche); Una volta cessata l’azione del vento, il moto ondoso perde energia e le onde
• entra ruotando in senso antiorario nelle zone di bassa pressione (cicloniche). si allungano sempre di più con il passare del tempo. Il moto ondoso residuo
è il mare di scaduta denominato mare morto o lungo. Esiste anche la scala
Questa dinamica di rotazione dei venti è utile per stabilire la direzione di un Douglas per il mare lungo, che trova applicazione nell’oceano.
centro depressionario, applicando la legge di Buys-Ballot: ponendosi con le
spalle al vento reale e allargando le braccia, la bassa pressione si trova: Venti costieri o locali (in regime di brezza)
• nell’emisfero Nord, verso il braccio sinistro; I venti in regime di brezza sono venti locali generati dalla differenza di tempe-
ratura, diurna e notturna, tra la terra e il mare.
Figura 4. Brezza di mare
Si dividono in:
• brezza di mare (diurna): di giorno il suolo si riscalda più velocemente del
mare; l’aria calda sale verso l’alto (con il cosiddetto moto convettivo ascen-
sionale) e permette l’arrivo di aria più fresca dal mare; in sintesi, sulla terra
si provoca una bassa pressione locale, mentre sul mare la pressione è più al-
ta (aria più fredda) e si genera pertanto uno spostamento di aria (dal mare
verso la terra) che tende a ristabilire l’equilibrio (figura 4);
• brezza di terra (notturna): di notte il ciclo termico e di pressione si inverte,
perché l’acqua del mare si raffredda più lentamente del suolo; il moto con-
vettivo ascensionale di aria calda avviene quindi sul mare, generando uno
spostamento di aria fresca (dall’alta alla bassa pressione locale) dalla terra
Brezza di mare diurna Brezza di terra notturna verso il mare.248 La patente nautica Lezione 12 – Circolazione delle masse d’aria 249
Figura 5. Fronte freddo Figura 7. Formazione dei fronti
Fronte freddo Aria fredda
A)
Linea frontale Contatto tra l’aria fredda e quella
Cirri calda. Inizialmente scorrono paralle-
Altostrati lamente: aria fredda verso w, aria
Cumunembo calda verso E.
Nembostrati Aria fredda
che avanza
B)
Inizia l’ondulazione della superficie
frontale: lingue di aria fredda si
incuneano nell’aria calda e viceversa
C)
All’alba e al tramonto si ha una situazione di equilibrio termico, quindi di L’ondulazione aumenta. L’aria fredda
assenza di vento. insegue quella calda e viceversa. Si
formano il fronte freddo e quello
Un’alternanza regolare di brezza di mare e di terra è indice di buon tempo. caldo. La lettera L indica la bassa
pressione. Con il trascorrere del
tempo il fronte freddo raggiuge e si
La direzione di provenienza della brezza di mare non è costante ma varia sovrappone a quello caldo originando
il fronte occluso.
in sintonia con il movimento ascendente del sole sull’orizzonte (fenome-
no noto come ‘effetto girasole’) e ha un andamento anticiclonico. Al mat-
tino si ha la brezza leggera, che tende a disporsi perpendicolarmente al-
la costa. Il graduale riscaldamento del sole incrementa progressivamente tra 20/40 nodi. Alle alte latitudini, oltre i 60 gradi N o S, sono pressoché ine-
la velocità della brezza, che tende a disporsi parallelamente alla costa, gene- sistenti per la scarsa escursione termica dovuta alla bassa elevazione del sole. 12
ralmente nel tardo pomeriggio, quando il vento locale raggiunge la massima
velocità. Circolazione delle masse d’aria
Quando due masse d’aria (fredda e calda) si incontrano non si mischiano, ma
Inoltre la velocità delle brezze varia con la latitudine del luogo considerato. tendono a rimanere separate e a scorrere tra di loro. La superficie di separa-
Alle medie latitudini le brezze possono raggiungere velocità di circa 5/18 no- zione di discontinuità termica, denominata superficie frontale, è la zona dove
di. L’intensità maggiore è raggiunta dalla brezza diurna. Nella zona equato- avvengono i fenomeni principali. La traccia al suolo di detta superficie è la
riale le velocità sono elevate e possono raggiungere valori massimi compresi linea frontale.
Figura 6. Fronte caldo
Dalla figura 7.c si nota che la pronunciata e continua ondulazione della su-
Fronte caldo
perfice frontale origina i fronti che prendono il nome dal tipo di massa d’aria
Cirri che spinge:
• fronte freddo: è generato dal sopraggiungere di una massa fredda che so-
Cumunembo
spinge una massa calda;
Altostrati • fronte caldo: è generato dal sopraggiungere di una massa calda che sospin-
Aria calda
che avanza Aria fredda ge una massa fredda;
Nembostrati
• fronte occluso: è la sovrapposizione di un fronte caldo e di uno freddo.
L’incontro fra le due masse determina conseguenze meteorologiche diver-
se a seconda del prevalere dell’una sull’altra.Lezione 15
Navigazione
astronomica
Cenni sulla navigazione astronomica
La navigazione astronomica usa il Sole, le stelle e i pianeti per fare il punto
nave in alto mare. Il luogo di posizione usato è la retta d’altezza, che è un’e-
semplificazione del cerchio di uguale distanza (o cerchio di uguale altezza)
già studiato nella navigazione costiera.
Esaminiamo la figura 1 per stabilire la relazione esistente tra un osservatore
e un astro qualsiasi.
Consideriamo un osservatore che in un determinato istante si trovi sul pun-
to P, dal quale è possibile osservare per esempio una stella che ha un’altezza
verticale hv e un azimuth Az. L’altezza e l’azimuth sono coordinate locali
totalmente dipendenti dalla posizione dell’osservatore. Altri osservatori pre-
senti nello stesso istante e nella medesima zona misurerebbero valori diversi
di hv e Az.
La stella considerata non è ferma e la traiettoria del suo punto subastrale
Sb è perfettamente sincronizzata con la traiettoria che essa percorre sulla vol-
ta celeste.
Anche l’osservatore si muove lungo una rotta e varierà via via la sua posizio-
ne. Allora è opportuno trovare la relazione, riferita a una determinata ora di
osservazione, che lega tra loro lo zenith Zn, il punto subastrale Sb e l’altezza
hv. L’ora di osservazione è importante poiché rappresenta l’istante in cui la
sfera celeste è considerata ferma e in cui è possibile ‘fotografare’ la situazione.
Distanza zenitale
Osserviamo la figura 2, che semplifica la situazione illustrata in figura 1.
L’altezza della stella è riferita, per comodità di esposizione, all’orizzon-
te celeste anziché a quello visibile. Si nota chiaramente che tra l’orizzonte
e la direzione dello zenith c’è un angolo di 90°, che potrebbe essere consi-284 La patente nautica Lezione 15 – Cenni sulla navigazione astronomica 285
Figura 1. Relazione derato come l’altezza hv di un astro Nomenclatura
tra un osservatore e un astro
Zenith
che si trova esattamente allo zenith Azimuth Punto subastrale
dell’osservatore. Se iniziamo a con- È l’angolo tra l’osservatore e la direzione È il punto situato sotto un astro ottenuto
Stella
polare tare l’angolo della stella dallo ze- di qualsiasi corpo celeste, misurato in sen- congiungendo il centro della Terra con il
Distanza zenitale so orario da 0° a 360° a partire dal vertica- centro dell’astro considerato. Si muove sulla
90° hv nith, anziché dall’orizzonte, ottenia-
Stella le Nord (esattamente come il rilevamento superficie terrestre con la stessa traiettoria
Pn mo la distanza zenitale zv = 90°–hv,
ϕ vero). che l’astro segue sulla sfera celeste e la sua
hv
che è proprio il raggio del cerchio posizione può essere conosciuta, per tutti gli
S N
d’altezza che contiene lo zenith e Cerchio di uguale altezza astri d’interesse, mediante particolari coor-
P
che ha per centro il punto subastra- È concettualmente identico al cerchio di dinate riportate nelle effemeridi nautiche.
E Az
le Sb. uguale distanza incontrato nella navigazio-
Orizzonte ne costiera. Nella navigazione astronomica
dell’osservatore Zenith Posizione A questo punto il problema po-
l’angolo hv non può essere utilizzato per la
trebbe sembrare risolto, perché di- Sfera celeste
determinazione della distanza, come avvie-
sponendo di più punti Sb si potreb- ne in quella costiera, in quanto per gli astri
È un modello sferico convenzionale che con-
P
S N Stella bero tracciare i rispettivi cerchi per non è possibile conoscere l’altezza lineare
sente lo studio della navigazione astronomi-
polare
determinare la posizione. Ma non è H. La distanza utile per il tracciamento del
ca. La Terra è al centro del sistema ed è con- 15
Punto
siderata ferma, per cui gli astri si osservano
subastrale Pn così, perché i raggi dei cerchi hanno luogo di posizione è calcolata in altro modo.
Sb Azimuth sulla volta celeste dotati di moto da Est verso
valori estremamente grandi che ne Ovest. Sulla sfera sono proiettati gli elemen-
impediscono il tracciamento sulla Nadir ti convenzionali terrestri, che però assumo-
carta con le stesse modalità della na- È il punto opposto allo zenith. no nomi diversi: equatore celeste, paralleli
vigazione costiera. Per dare un’idea di declinazione, cerchi orari (corrisponden-
della grandezza di tali raggi, faccia- Orizzonte celeste o astronomico ti ai meridiani), poli geografici celesti ecc.
mo un esempio relativo a un astro È l’orizzonte che passa per il centro della
che ha un’altezza sull’orizzonte di Terra ed è perpendicolare alla linea dello Zenith
hv 37°00'00". Ebbene, la distanza zenith. Ad esso sono riferiti tutti gli angoli È il punto situato nella sfera celeste sul pro-
verticali, in quanto la Terra può essere con-
zenitale è zv = 90°–hv = 90°–37° = lungamento della verticale dell’osservatore.
siderata puntiforme in relazione all’immen- Se un astro si trova allo zenith, la posizione
Nadir 53°, che corrisponde a un arco di sità delle distanze astronomiche. geografica dell’osservatore e il punto suba-
Figura 2. Distanza zenitale cerchio massimo di 53° x 60 = 3180
strale coincidono.
Zv = 90° – hv Zenith
miglia. È impossibile disporre di u- Orizzonte visibile
na carta nautica con una scala ido- È l’orizzonte dell’osservatore.
nea al tracciamento di tale distanza.
effemeridi nautiche mediante l’orario di osservazione (dato il livello infor-
hv
Pn
A questo punto è necessario tro- mativo è omessa l’enunciazione delle coordinate).
Cerchio
d’altezza
vare un diverso modo per giungere Durante la navigazione sarà sempre possibile conoscere, anche se non è
alla determinazione della posizione molto precisa, la posizione stimata, che è il centro della zona di certezza o
Sb
S
N
astronomica. di incertezza all’interno della quale il navigante ha un’elevata probabilità di
o È bene ripartire dagli elementi trovarsi. Riprendiamo da qui il nostro ragionamento.
Orizzonte celeste
che saranno sempre conosciuti e co-
sì riassunti: Retta d’altezza
• coordinate del Pns (punto sti- Dall’esame della figura 3 è facile rendersi conto che non tutta la cir-
mato) deducibile dalla navigazione conferenza del cerchio d’altezza è utile per la posizione, ma solo quella
stimata; che è contenuta all’interno della zona d’incertezza che ha come centro il Pns
• altezza hv misurata dall’osservatore in un determinato istante; lo strumento e un raggio di 30 miglia. Per semplicità sostituiamo il predetto arco con la sua
usato è il sestante; retta tangente, perpendicolare alla direzione di Sb nel punto D (punto deter-
• coordinate dell’astro, quindi del punto subastrale, ricavabili dalle minativo). Ciò è fattibile in considerazione delle piccole dimensioni della zona286 La patente nautica Lezione 15 – Cenni sulla navigazione astronomica 287
Figura 3. Retta d’altezza Figura 4. Scostamento ∆
Nv
Zona di incertezza
Retta d’altezza
hv Azimuth
Pns
Punto determinativo
∆h D
Sb
Zona Al
d’incertezza Pu
Arco del cerchio d’altezza utile nto
per la posizione sub
Zv ast
=9 ral
0° e
Azimuth del punto Zs -h
v
Pns subastrale =9
Sb 0° 15
-h
s
PS
Distanza zenitale zv = 90° - hv
Retta d’altezza
Punto
determinativo D
di incertezza, a fronte del grande valore del raggio del cerchio di altezza. La Scostamento ∆h
tangente è la retta d’altezza cercata. Oltre alla relazione hv=hs c’è il caso hv>hs o quello hvhs, nel senso contrario se hv288 La patente nautica Lezione 15 – Calcolo della latitudine 289
Figura 5. Triangolo di posizione • si traccia la retta d’altezza per- essendo conosciuti la latitudine ϕ, la longitudine λ (che è correlata con gli
Zn
pendicolarmente alla direzione angoli orari) e la declinazione δ, è possibile ricavare l’altezza hs e l’azimuth
Cϕ
z Z
dell’azimuth nel punto D. Azs mediante l’uso di appropriate formule trigonometriche che legano tra
loro ϕ, λ e δ.
P Pn
Procedendo nello stesso modo I tre parametri, variabili nel tempo perché appartengono a corpi mobili,
ϕ
per tutti gli astri osservati otterre- devono essere riferiti all’ora di osservazione mediante l’uso di un cronometro.
S hv N
mo una serie di rette d’altezza che, Una volta ottenuti hs e Azs è possibile calcolare lo scostamento hv-hs, che
combinate tra loro, permetteranno deve essere riportato lungo Azs tracciato dal Pns.
E la determinazione del punto nave
astronomico. Calcolo della latitudine
La latitudine può essere calcolata:
Triangolo di posizione • di notte, misurando l’altezza della Stella Polare rispetto all’orizzonte;
È bene descrivere, senza dettagliare eccessivamente l’esposizione visto il livel- • di giorno, misurando l’altezza del Sole quando passa al meridiano.
lo informativo di questo argomento, come si perviene al calcolo dell’altezza hs La Stella Polare si trova congiungendo le stelle Merak e Dubhe del Grande
e dell’azimuth Azs ‘visti’ dal punto stimato Pns. Carro o Orsa (figura 6). 15
La figura 5 mostra un triangolo sferico, denominato triangolo di posizione, L’osservazione solare consente anche di determinare la posizione con il
che contiene sia le coordinate degli astri sia quelle dell’osservatore. I vertici metodo dell’anti-meri-pom (figura 7).
del triangolo sono lo zenith, l’astro osservato e il polo elevato Pn, quello Nord Si tratta di effettuare le seguenti osservazioni:
nel nostro caso. • antimeridiana (anti): altezza hv del Sole prima del passaggio sul meridiano
Il lato Zn-astro è la distanza zenitale di cui abbiamo già parlato. dell’osservatore; il Sole ha un Az=150° (30° prima del meridiano);
Gli altri due sono:
Figura 6. Individuazione della Stella Polare
• la distanza polare p = 90°–δ, lato
Pubblicazioni utili per la navigazione Pn-astro;
astronomica
• la colatitudine cϕ = 90°–ϕ, lato
Effemeridi nautiche Zn-Pn.
Riportano le coordinate degli astri usati
nella navigazione astronomica in funzione La distanza polare è la coordina- Mizar
dell’ora di GW (comunemente chiamato Tm, ta ausiliaria della declinazione, rica-
‘ti grande con m’), corrispondente all’istan-
vabile dalle effemeridi nautiche.
te di osservazione. I dati sono tabulati per
un periodo di tre giorni per ogni pagina. So-
La colatitudine è la coordinata
no edite annualmente dall’Istituto idrogra- ausiliaria della latitudine. Cassiopea
fico della Marina militare. Ambedue sono dati noti.
Dubhe
Gli angoli di interesse sono:
Tavole a soluzione diretta H.O. 214 • l’angolo al polo P, coordinata au- Merak
Sono pubblicazioni dell’Hydrographic Of- siliaria dell’angolo orario ricavabile
fice Usa, stampate dall’Istituto idrografico dalle effemeridi;
della Marina militare, che forniscono i va- • l’angolo azimutale Z, coordinata
lori di hs e Azs (altezza ed azimuth misurati
ausiliaria dell’azimuth.
dal Pns) necessari alla determinazione della
Unendo idealmente le stelle Merak e Dubhe si individua, a una distanza approssimata
retta d’altezza. Oggigiorno al posto delle ta-
vole si possono usare semplici calcolatrici, Nella trigonomia sferica, come di circa 4-5 volte la distanza tra le due stelle considerate, una stella isolata che è la Stella
avviene per quella piana, è possibile Polare.
purché siano in grado di risolvere calcoli
Un buon riferimento è anche, quando è visibile perché sopra l’orizzonte, la costellazione
trigonometrici, oppure calcolatori con sof- determinare dati incogniti partendo
di Cassiopea, che assume la forma di una W o M a seconda dei momenti di osservazione.
tware dedicato. da quelli noti. La Stella Polare si trova a mezza via, verso l’alto, tra il Grande Carro e Cassiopea.
Nella pratica della navigazione,290 La patente nautica Lezione 15 – Il sestante 291
• meridiana (meri): altezza hv all’istante del passaggio al meridiano; il Sole • lo specchio piccolo, diviso in due parti, una riflettente e l’altra trasparente,
ha un Az=180°; così è possibile vedere contemporaneamente sia l’immagine riflessa
• pomeridiana (pom): altezza hv dopo il passaggio sul meridiano; il Sole ha dell’astro osservato sia l’immagine diretta della linea dell’orizzonte;
un Az=210° (30° dopo il meridiano). • l’alidada, braccio mobile imperniato sul lembo sul quale è fissato lo spec-
chio grande, che è completamente riflettente; l’alidada è dotata di un indi-
Tra la prima e l’ultima osservazione può esserci una differenza di alcune ce rispetto al quale si legge esattamente l’angolo dell’altezza misurata;
ore. È pertanto necessario tenere conto del cammino fatto in tale lasso di tem- • la vite micrometrica, graduata da 0 a 60 primi e fissata sulla parte inferiore
po trasportando, con la stessa tecnica dei ‘rilevamenti successivi’, le rette anti dell’alidada, che consente di leggere con precisione i primi e i decimi di
e meri all’istante della pom. Il grafico è riportato in figura 8. primo;
• i vetri colorati, posti davanti allo specchio grande e a quello piccolo; il loro
Il sestante uso consente di filtrare i raggi luminosi durante l’osservazione del sole;
Il sestante è lo strumento che misura gli angoli compresi tra due direzioni • il cannocchiale è posto esattamente davanti allo specchio grande.
di osservazione. È molto utile nella navigazione per la misurazione sia delle
altezze degli astri sull’orizzonte sia degli angoli tra due punti cospicui costieri.
Errore di indice 15
Il funzionamento si basa sul principio della doppia riflessione dei raggi lumi- L’errore di indice è l’errore che dipende dal non perfetto parallelismo tra gli
nosi (figura 9): un raggio luminoso incidente, quando è riflesso due volte sul specchi. È indicato con la lettera γ (gamma), detta comunemente gamma del
medesimo piano (piano del lembo), forma un angolo h con la direzione della sestante.
seconda riflessione che è esattamente il doppio di quello formato tra le due I due specchi dovrebbero essere perfettamente paralleli quando l’alidada
superfici riflettenti e indicato con β, per cui: è esattamente sul valore zero della graduazione del lembo. Il sestante deve
h = 2xβ ovvero β = h/2. essere maneggiato con cura proprio per non compromettere il parallelismo.
Il nome sestante deriva dal fatto che in origine lo strumento aveva un settore Figura 9. Funzionamento del sestante
circolare ampio 60° (un sesto di angolo giro). Nel tempo è rimasto il nome
anche se i settori circolari hanno ampiezza superiore (120°). Raggio incidente
Le principali parti del sestante sono:
• l’impugnatura, sul lato destro dello strumento;
α
• la struttura metallica, sulla quale sono fissate tutte la altre parti componenti; Specchio mobile
• il lembo, che è la parte inferiore e graduata della struttura metallica;
1ª riflessione α
Figura 7. Metodo anti-meri-pom Figura 8. Metodo anti-meri-pom
Pns Orizzonte h
Punto astronomico
Meridiana
2ª riflessione Osservatore
Specchio fisso
2
Pomeridiana β= h
3 Pomeridiana Meridiana Antimeridiana 2
S
Az = 180° 1 β
Lembo graduato
Antimeridiana Az = 150°
Az 210° Az 150°
Az 180°292 La patente nautica Lezione 15 – La misurazione del tempo 293
Figura 12. Verticale di osservazione
Figura 10. Sestante del sestante con hi (altezza istrumentale o
Astro
Verticale di
osservazione
strumentale).
im
Il valore del γ generalmente non
m
ag
in
supera i pochi primi e può essere
e
de
ll’a
contenuto mediante la messa a pun-
str
o to del sestante, agendo sulle viti mi-
Specchio
mobile crometriche che servono a regolare
Filtri la perpendicolarità degli specchi al
piano del lembo del sestante.
Specchio
fisso
semitrasparente
L’altezza osservata h si ottiene
Punto di
Canocchiale
tangenza quindi nel seguente modo:
Linea dell’orizzonte hi±γ = ho
Filtri Esempio: hi = 49°00'.6 e γ = –1'.1
Occhio
hi = 49°00'.6
± γ = –1'.1 15
= ho = 48°59'.5
14
0
Nella misurazione delle altezze il sestante deve essere tenuto verticalmente
0
13
0
120
20
10 per evitare errori che si ripercuotano sulla posizione. L’osservatore deve quin-
di porre la massima cura affinché il sestante ‘lavori’ esattamente sul piano
110
100 30
90 40
70 60 50
45
verticale passante per lo strumento stesso.
L’individuazione della verticale si ottiene facendo oscillare il sestante, co-
10
40
15
35
5
me mostrato nella figura 12, intorno all’asse del cannocchiale, attraverso il
30
Micrometro
quale si vede l’astro collimato con l’orizzonte. Operando in questo modo è
possibile osservare il Sole percorrere un arco. La lettura deve essere fatta pro-
Prima di usare un sestante è pertanto opportuno controllare se è affetto da prio nel punto in cui il Sole è tangente alla linea dell’orizzonte.
errore di indice.
Un metodo di controllo è quello Correzione delle altezze
di osservare la linea dell’orizzonte Figura 11. Misurazione del gamma Abbiamo riferito l’altezza vera hv di un astro all’orizzonte astronomico. In re-
del sestante
attraverso il cannocchiale e, agen- altà nella prassi la misurazione viene fatta sull’orizzonte visibile, laddove l’os-
do sulla vite micrometrica, portare Immagine servatore è soggetto a una elevazione (e) rispetto al livello del mare. L’altezza
diretta
a coincidere l’immagine diretta con misurata, pertanto, non coincide con l’altezza vera hv.
quella riflessa dell’orizzonte osser- Immagine
riflessa
vato; ad allineamento effettuato, se Per ottenere hv è necessario apportare le seguenti correzioni all’altezza let-
γ = 0, l’alidada è sul valore 0°00'.0. ta sul sestante (altezza istrumentale hi):
Ma il metodo più preciso, e La misurazione del gamma del sestante • C1, correzione in funzione dell’elevazione e;
quindi quello consigliato, consiste con il Sole avviene seguendo tre • C2, correzione in funzione dell’altezza osservata ho;
nell’osservare il Sole portando a passaggi. • C3, correzione dipendente dal lembo, superiore o inferiore, collimato con
Prima lettura: immagine diretta
coincidere l’immagine diretta con l’orizzonte, e dal diametro dell’astro; questa correzione non si usa per le
tangente a quella riflessa.
quella riflessa (figura 11). Seconda lettura: immagine riflessa
stelle perché puntiformi.
Il gamma del sestante può essere tangente a quella diretta.
positivo (+) o negativo (–), cioè deve Calcolo errore indice: sommare le due Le correzioni C1 e C2 sono sottrattive, mentre C2 è additiva. Le correzioni so-
essere aggiunto o sottratto all’altezza letture e dividere per due. no riportate nelle pagine gialle delle effemeridi (sono colorate di giallo), con
misurata dallo strumento, indicata valori sempre additivi: ciò comporta la sottrazione di un grado al risultato.Puoi anche leggere
