La Red de Mareógrafos

1.¿Qué es un mareógrafo?

Un mareógrafo es un medio o instrumento que nos permite registrar de forma numérica, gráfica o digital los movimientos verticales del mar.

2.¿Por qué se produce la marea?

El movimiento más visible del mar es el oleaje, producido generalmente por fenómenos atmosféricos, como el viento, y variable en función de la configuración geográfica costera.

El movimiento vertical de subida y caída de agua, que puede observarse dos veces en algo más de una día, es la marea.

2.1 La marea astronómica

Las interacciones gravitatorias generan fuerzas de atracción que son mayores en los puntos más cercanos a los centros de masa y menores en los más alejados. Si se considera la Tierra como una esfera sin continentes y rodeada totalmente de agua estas fuerzas transforman la masa de agua en un elipsoide cuyo eje mayor siempre se dirige al cuerpo más cercano. Por ello, los rangos y periodos de marea se ven afectados por la posición que en cada momento tengan el Sol, la Luna y la Tierra en los movimientos de sus respectivas órbitas.

  • El periodo de rotación de la Tierra sobre su eje es el día medio solar, y su duración de 24 horas. Durante este periodo las mareas generan dos máximos y dos mínimos alternos cada seis horas.
  • El periodo de rotación de la Tierra sobre su eje respecto a la luna es el día medio lunar y su duración es de 24,84 horas solares. Las mareas experimentan dos máximos y dos mínimos alternos cada 6,21 horas.

Fases de la Luna

Las posiciones relativas Sol-Tierra-Luna alteran la amplitud de las mareas.

  • Marea muerta o de cuadratura
    Se da cuando la Luna está en cuarto creciente o en cuarto menguante. El Sol, la Tierra y la Luna se encuentran en cuadratura.
    Los rangos de marea máximos y mínimos son menores.
  • Marea viva o sizigia
    Es la marea de Luna llena y Luna nueva. El Sol, la Tierra y la Luna se encuentran alineados.
    La marea es de mayor amplitud, registrándose los valores más altos y bajos.
Mareas vivas

Declinación

La inclinación del eje de rotación de la Tierra respecto al plano de la eclíptica en su movimiento alrededor del Sol da lugar a las estaciones y provoca que las fuerzas de atracción con respecto al ecuador sean asimétricas.

La inclinación del plano orbital de la Luna respecto al ecuador de la Tierra genera desigualdades diurnas en la marea.

La Luna, por su cercanía a la Tierra, hace que estas desigualdades sean mayores que las del Sol.

Declinación

 

Esto da lugar a dos máximas diarias de marea que dependen de la latitud del lugar:

  • En latitudes medias, la pleamar en un punto es mayor que la que tiene lugar 12 horas más tarde. En esta zona tienen lugar mareas mixtas.
  • En el Ecuador, las dos pleamares son prácticamente iguales. Estas mareas se denominan semidiurnas.
  • En latitudes altas, sólo existe una marea alta al día dándose las mareas diurnas.

El plano orbital de la Luna está inclinado 5,145º respecto a la eclíptica. Los dos puntos donde cruza a la eclíptica se denominan nodos lunares: nodo ascendente, cuando cruza de sur a norte, y nodo descendente, cuando lo hace de norte a sur. Esta declinación también provoca desigualdades diurnas en la marea.

Visto desde el hemisferio norte, la Tierra gira alrededor del Sol, la Luna alrededor de la Tierra y la Tierra sobre su eje en el sentido contrario a las agujas de un reloj. Pero el movimiento de los nodos lunares sobre la eclíptica en el sentido de las agujas provoca una regresión de éstos. Son necesarios 18,61 años para que el nodo complete su recorrido y vuelva a su posición original. Este fenómeno va variando la máxima declinación lunar durante el periodo del ciclo nodal. El resultado es una pequeña variación de los rangos de marea y desigualdades en las mareas observadas por los mareógrafos. Esta alteración es significativa y puede observarse en un ciclo nodal completo (18,61 años).

Distancia Tierra-Luna

La Luna describe una elipse excéntrica alrededor de la Tierra:

  • Perigeo, punto en el que la Luna está en el punto más cercano a la Tierra. Provoca mayor atracción, dando lugar a rangos de marea más amplios.
  • Apogeo, la Luna está en el punto más alejado de la Tierra provocando amplitudes más pequeñas.

Distancia Sol-Tierra

La Tierra gira alrededor del Sol describiendo una órbita elíptica y algo excéntrica:

  • Perihelio, punto donde la Tierra se encuentra más cercana al Sol, las fuerzas que generan las mareas son mayores experimentándose los mayores rangos de marea.
  • Afelio, es el punto más alejado del Sol. Aquí las fuerzas son menores y, por lo tanto, los rangos de marea más pequeños.

Constituyentes armónicos de la marea

El carácter astronómico de la marea se genera básicamente por las disposiciones astronómicas que dan las distancias, declinaciones y movimientos relativos de la Tierra, la Luna y el Sol.

El efecto del movimiento de los astros se puede representar como la suma de diversas ondas con diferentes amplitudes y periodos de tiempo. Esto se conoce como constituyentes armónicos de la marea. La composición de los constituyentes permite obtener una marea teórica.

Los principales constituyentes de la marea astronómica son:

Semidiurnos

Semidiurnos

Diurnos

Diurnos
 

2.2 La marea observada

Aparte de los factores de naturaleza astronómica, existen otros factores como los meteorológicos (presión atmosférica, viento, lluvia, aporte de agua de los ríos) que junto con factores físicos (configuración de la costa, profundidad del agua, relieve del fondo marino, salinidad) afectan la marea.

Presión atmosférica

La presión atmosférica actúa a modo de émbolo que empuja la superficie del agua.

Cuando la presión aumenta el agua sufre un empuje mayor, provocando una bajada de nivel del mar y de forma inversa, cuando la presión disminuye, el nivel del agua se eleva.

La variación de 1 mb en la presión altera en 1 cm el nivel del agua.

Presión al nivel del mar

Variabilidad estacional

Es un fenómeno relacionado con la presión atmosférica, el viento predominante en cada época del año y la variación de la temperatura del agua, provocando variaciones en el rango de marea.

Niveles medios mensuales

Comparación marea teórica con marea observada:

Masa teórica y observada

3.¿Para qué se mide la marea?

El nivel del mar es un parámetro que se aplica en el control de procesos dinámicos costeros, de cambio climático, navegación marítima, obras portuarias, aplicaciones geodésicas y medioambientales, control de tsunamis y actividad volcánica…

Además, en la actualidad, la medida del nivel del mar con un mareógrafo y un receptor GPS de forma simultánea en la misma ubicación permite controlar los movimientos verticales de la costa y el cambio global del nivel del mar.

No obstante, el objetivo del IGN con la medida de la marea era obtener un nivel de referencia altimétrico para la cartografía terrestre.

4.Sistema de altitudes nacional

En 1857, el IGN inicia la elaboración del Mapa Topográfico Nacional. La representación planimétrica del territorio nacional necesitaba de un sistema de referencia altímétrico, con un origen materializado con una altitud establecida sobre el que se apoyaría todas las altitudes nacionales.

Las condiciones del mar Mediterráneo en la bahía alicantina, la meteorología y la línea de ferrocarril Madrid-Alicante, en funcionamiento desde 1858 (las líneas férreas eran útiles para los itinerarios de nivelación), se ubicó en Alicante el origen de referencia fundamental de altitud.

NP1 es un disco de bronce que está situado en el primer peldaño de la entrada principal del Ayuntamiento de Alicante, que materializa este origen de altitudes.

El plano de referencia (altitud) quedará definido por el Nivel Medio del Mar en Alicante (NMMA).

cambiar

5.Nivel Medio del Mar en Alicante

Desde julio de 1870 a febrero de 1874, se hicieron observaciones sobre una regla de mareas, situada sobre una señal metálica "Z", recibida en la berma de los cimientos y siempre por debajo del nivel del agua, en una escalera del muelle de Levante del puerto Alicante. El promedio de dichas observaciones estableció el NMM respecto al cero del puerto.

Mediante nivelación de precisión se calculó el desnivel existente entre la señal Z y la NP1, cuya altitud se establecería en 3,4095 m.

Más información