IHRS, il nuovo metodo che sostituisce il livello medio del mare

Le mappe indicano l’altitudine in metri sul livello del mare. Tuttavia, quest’ultimo non è uguale ovunque essendo affetto da fattori che cambiano nel tempo.

Per tale motivo l’Università tecnica di Monaco (TUM) ha sviluppato un sistema di riferimento internazionale che unifica le misurazioni geodetiche sul globo. Tale sistema si è reso necessario per stabilire la reale quota del tetto del mondo: il monte Everest.

Assodata una quota di 8848 metri circa, la misurazione accurata non ha mai trovato un vero accordo tra Cina e Nepal. Sino al 2020, quando una squadra cinese ha scalato la vetta, decretando un’altezza di 8848,86 metri.
Il fatto che sia la Cina che il Nepal riconoscano questo risultato deve essere visto come un successo diplomatico. Ciò è stato possibile grazie al nuovo International Height Reference System (IHRS), utilizzato per la prima volta dagli specialisti geodetici che hanno effettuato la nuova misurazione.

Il nuovo metodo stabilisce un livello zero che sostituisce il livello medio del mare, che tradizionalmente fungeva da livello zero per i topografi e quindi per tutte le carte topografiche. Nonostante il metodo sia stato inventato qualche tempo fa, un articolo pubblicato sul Journal of Geodesy, scritto congiuntamente da scienziati TUM e gruppi di ricerca internazionali, delinea il background scientifico e il concetto teorico, nonché la strategia per implementarlo.

LIVELLI INCOERENTI

Lo standard utilizzato fino ad ora – il livello medio del mare – non è mai stato un riferimento attendibile per ogni luogo del mondo. Ogni paese avrebbe potuto utilizzare misuratori di marea arbitrari per definire il proprio livello zero. Di conseguenza con questo metodo, il livello ufficiale del mare in Germania è 31 centimetri più alto di quello italiano, 50 cm più alto di quello utilizzato in Spagna e in realtà 2,33 m più alto che in Belgio, dove l’altezza zero si basa sulla bassa marea di Ostenda.

Il livello medio del mare

Quando le mappe topografiche vengono utilizzate solo per l’escursionismo, nessuno è infastidito da tali differenze. Ma per gli specialisti di geodetica che cercano di arrivare a un’altezza universalmente accettata, i livelli zero incoerenti sono un problema più grande. E può essere molto costoso quando i progettisti di strutture transfrontaliere come ponti e tunnel dimenticano di controllare le diverse coordinate utilizzate dalle squadre e di convertirle secondo necessità.
Sull’Hochrheinbrücke, un ponte che collega la Germania e la Svizzera, una discrepanza di questo tipo è stata notata appena in tempo.

IHRS, LO ZERO UNIVERSALMENTE ACCETTATO

“L’introduzione di un sistema di riferimento dell’altezza valido a livello internazionale era attesa da tempo“, afferma la ricercatrice TUM Dr. Laura Sánchez del Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut (DGFI-TUM), che ha guidato gruppi di lavoro che studiano gli aspetti teorici e implementano il nuovo sistema di riferimento globale dell’altezza presso l’Associazione Internazionale di Geodesia per diversi anni.

Ciò che serve è ovvio: un livello zero universalmente accettato.

Immagine di pubblico dominio

Il nuovo IHRS definisce il modo in cui può essere calcolato: prende in considerazione la forma della Terra, che è vicina a quella sferica, appiattita ai poli e sporgente leggermente all’equatore a causa della rotazione, e la distribuzione irregolare delle masse all’interno e sulla superficie. Le irregolarità risultanti nel campo di gravità sono la base per il calcolo del sistema in altezza perché la forza e la direzione determinano la distribuzione dell’acqua negli oceani. Se assumiamo che la superficie terrestre sia completamente ricoperta d’acqua, è possibile calcolare con precisione l’altezza di un ipotetico livello del mare e quindi il livello zero dell’intero globo.

Nei progetti di costruzione, anche le più piccole deviazioni possono essere cruciali

“È diventato possibile realizzare l’IHRS solo con la disponibilità di dati globali da missioni satellitari come il satellite di osservazione della terra dell’ESA GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer)“, afferma il prof. Roland Pail della TUM Chair of Astronomical e geodesia fisica (APG). Il suo team ha svolto un ruolo fondamentale nell’analisi delle misurazioni GOCE e nel loro utilizzo per calcolare modelli globali del campo gravitazionale terrestre.

Ogni mappa, quindi, deve essere ridisegnata? Nei paesi industriali, dove si effettuano misurazioni della gravità da decenni, le deviazioni sono piuttosto piccole, nell’ordine dei decimetri. Ma con i progetti di costruzione, ad esempio, anche piccole deviazioni possono causare seri problemi. Di conseguenza, è probabile che il nuovo sistema di riferimento guadagni rapidamente l’accettazione.