Dal 3D al 2D
E’ stato necessario nel tempo, per poter navigare in sicurezza, riportare l’immagine del globo terrestre su un piano, rendendo quindi più facile disegnare rotte e determinare la posizione di punti di interesse.
Frisio
Contributi importanti per lo sviluppo delle carte nautiche vennero da matematico e cosmografo Gemma Frisio (Gemma Friusius – 1508/1555) di origine fiamminga, che applicò le sue conoscenze in matematica all’astronomia, alla geografia e alla costruzione di mappe. Insegnò anche all’università.
Mercatore
Un allievo di Frisio all’università fu il filosofo e geografo fiammingo Geral Krammer (1512-1594), detto Mercatore che si dedicò allo studio della matematica e dell’astronomia. Da lui nasce il modello della moderna carta nautica, detta appunto proiezione di Mercatore.
Come sviluppare una carta nautica che permetta di determinare dove ci troviamo
La battaglia navale
Per rendere più semplice il concetto di Carta Nautica, pensiamo al gioco della battaglia navale. La prima cosa che si fa per giocare a battaglia navale è disegnare un reticolato, impostando due lati di riferimento: uno con le lettere (il lato verticale) e uno con i numeri (il lato orizzontale).
Se si vuole determinare la posizione del bersaglio, quindi dove sparare il colpo nel gioco, bisogna dare due distanze: una dal lato della verticale (che è 3 nell’esempio in grafica) e uno dal lato dell’orizzontale (che è C).
- Dire quindi C-3, determinerà la posizione del bersaglio.
Dalla battaglia navale alla carta geografica e nautica
Lo stesso schema grafico e lo stesso procedimento logico della Battaglia navale viene applicato nella realtà per determinare la posizione di un oggetto sul globo terrestre attraverso le carte geografiche e le carte nautiche.
Anche in questo caso infatti bisogna disegnare un reticolato.
Forma della Terra
Ricordiamo che il pianeta Terra in realtà non è sferico, ma è schiacciato ai poli, questo perché il raggio equatoriale è pari a 6.378,388 km, mentre, il raggio polare è pari a 6.358,988 km, con una differenza di 19,7 km maggiore all”equatore.
Il reticolo geografico
Il reticolo geografico è l’insieme delle linee immaginarie orizzontali e verticali, disegnate sulla superficie terrestre
Il reticolo geografico, insieme alle coordinate geografiche serve per individuare un punto specifico sulla Terra.
Il reticolo geografico è composto da linee verticali, i meridiani e da linee orizzontali, i paralleli. Queste linee si incrociano formando un angolo di 90° .
I meridiani
I meridiani sono le semicirconferenze immaginarie verticali che uniscono il Polo Nord al Polo Sud.
I meridiani hanno tutti uguale lunghezza.
I meridiani sarebbero teoricamente delle semicirconferenze infinite, ma per avere dei riferimenti certi ne vengono presi in considerazione 360 (riprendendo il numero di parti in cui i Babilonesi suddividevano una circonferenza).
Il meridiano di riferimento
Il numero totale di meridiani si conta a partire dal meridiano di riferimento, il Meridiano di Greenwich, quello che passa per l’omonima cittadina inglese vicino a Londra.
Il numero di meridiani
Il Meridiano di Greenwich è il meridiano zero e partendo da esso si contano 180 meridiani verso Est (a destra di Greenwich) e 180 meridiani verso Ovest (a sinistra di Greenwich).
La distanza tra i meridiani
La distanza tra due meridiani non è costante. Essendo la Terra una sfera e partendo tutti dai poli, questa distanza è massima all’equatore e diminuisce man mano che ci si avvicina ai poli.
I paralleli
I paralleli sono le circonferenze immaginarie orizzontali che vengono tracciate attorno alla sfera terrestre. Anche i paralleli teoricamente sarebbero infiniti, ma ne vengono presi in considerazione 180 per poter ricavare dei riferimenti geografici.
Il parallelo di riferimento
Il parallelo di riferimento è quello che passa al centro orizzontale della Terra, l’Equatore (detto anche “circolo massimo”) Dall’Equatore si ripetono 90 paralleli verso nord (verso su) e 90 paralleli verso sud (verso giù).
L’Equatore è il parallelo zero. Gli altri si contano da zero a 90 (l’ultimo è il parallelo che corrisponde al Polo Nord o al Polo Sud).
Lunghezza dei paralleli
Il parallelo dell’Equatore è quello più lungo. Man mano che si va verso il Polo Nord o il Polo Sud i paralleli diminuiscono di lunghezza.
Le coordinate geografiche
Le coordinate geografiche insieme al reticolo geografico sono valori utili a individuare una posizione sulla superficie terrestre. Le coordinate geografiche si chiamano Longitudine e Latitudine.
Misure angolari e non lineari
La posizione di un punto sulla Terra è l’incontro in un punto di un meridiano e di un parallelo. La Terra è sferica, quindi per calcolare la posizione di un punto è necessario usare una misura angolare e non una misura lineare. Pertanto le coordinate geografiche, la latitudine e la longitudine sono misure angolari.
Longitudine e Latitudine
Longitudine e Latitudine sono dunque le distanze angolari attraverso la cui combinazione è possibile individuare con precisione un punto sulla Terra.
- La Latitudine è la distanza angolare verticale di un punto dall’Equatore. Le Latitudini si classificano in base alla posizione rispetto all’Equatore: Latitudine Nord, sopra l’Equatore (Emisfero Boreale) e la Latitudine Sud, sotto l’Equatore (Emisfero Australe).
- La Longitudine è la distanza angolare orizzontale di un punto dal Meridiano di Greenwich. Le Longitudini si classificano in base alla posizione rispetto al Meridiano di Greenwich, pertanto esistono le Longitudini Est (a destra del Meridiano di Greenwich) e le Longitudini Ovest (a sinistra del Meridiano di Greenwich).
Ad esempio, il paese sardo di Dorgali si trova a: 40°- 17′-19″ di latitudine NORD e 9°- 35′- 51″ di longitudine. EST
Le coordinate che vedi in Google Maps (come 40.28872, 9.59750) sono in gradi decimali (DD).
Per trovare gradi (°), primi (′) e secondi (″) bisogna convertire i decimali.
La Proiezione di Mercatore
La Proiezione di Mercatore è il trasferimento del Reticolo Geografico da una sfera ad un piano. Il noto geografo fiammingo infatti inventò, attraverso puntuali studi matematici e geografici, a “proiettare” lo schema grafico del Reticolo Geografico applicato su una sfera (la sfera terrestre) su un piano lineare, la cartina geografica.
La tecnica di proiezione
Per trasferire le coordinate geografiche da una sfera ad un piano, Mercatore pose idealmente la Terra all’interno di un cilindro verticale e fece in modo tale che l’equatore fosse tangente ai lati dello stesso.
Mercatore prese la sfera della Terra e il reticolato terrestre e li ha posti all’interno di un cilindro verticale, facendo in modo tale che l’equatore fosse tangente ai lati del cilindro.
- Partendo dal centro della Terra proiettò i meridiani sul lato del cilindro (1).
- Partendo dal centro della Terra proiettò anche i paralleli sul lato del cilindro (2).
- Tagliò i lati del cilindro e lo svolse (3).
- Poi, con delle modifiche analitiche riuscì a rappresentare meridiani e paralleli con delle linee rette che si intersecavano tra loro con angoli di 90 gradi (4).
Le modifiche analitiche sono formule matematiche che trasformano la superficie curva della Terra in un piano.
Mercatore voleva creare una carta di navigazione che mantenesse gli angoli corretti (cioè per rendere la mappa “conforme”) tra le rotte.
La rotta
Definizione di rotta
La rotta è la direzione lungo la quale un mezzo — come una nave, un aereo o un veicolo — si muove rispetto al Nord di riferimento (Nord vero o Nord magnetico).
LA ROTTA è LA DIREZIONE
La rotta è espressa come angolo in gradi da 0° a 360°, misurato in senso orario a partire dal Nord.
In pratica, la rotta indica verso quale punto dell’orizzonte si sta procedendo.
✔️ La rotta è un angolo misurato rispetto al Nord
Rotta ortodromica e lossodromica
In navigazione per raggiungere una destinazione i marinai possono usare due tipi di rotta: la rotta ortodromica e la rotta lossodromica
Differenza tra ortodromico e lossodromico
In navigazione è fondamentale distinguere tra percorso ortodromico e lossodromico.
Il percorso ortodromico (= “che segue una linea retta” o “percorso rettilineo”) è la rotta più breve tra due punti sulla superficie terrestre e segue un arco di cerchio massimo: per questo appare come una curva sulle carte di Mercatore ed è utilizzato per ridurre tempo e consumi nei lunghi viaggi.
Il percorso lossodromico (=“percorso obliquo” oppure “corsa inclinata”), invece, mantiene costante l’angolo rispetto al Nord (rotta costante) e per questo appare come una linea retta sulle carte nautiche tradizionali. Pur essendo più lungo dell’ortodromico, il lossodromico è più semplice da seguire e da calcolare.
Conoscere la differenza tra rotta ortodromica e rotta lossodromica è essenziale per comprendere le strategie di navigazione moderna.
🔹 Confronto utile:
| Tipo di rotta | Nome | Significato | Tracciato su una carta di Mercatore |
|---|---|---|---|
| Ortodromica orto-dromica retto-cammino | dal gr. orthós + drómos (“cammino retto”) | rotta più breve sulla superficie terrestre (cerchio massimo) | appare curva |
| Lossodromica losso-dromica obliqui-cammino | dal gr. lissós (“obliquo”) + drómos (“cammino”) | rotta che taglia tutti i meridiani con lo stesso angolo (direzione costante) | appare retta |
🟡 Rotta ortodromica (linea gialla)
È la rotta più breve tra due punti sulla superficie terrestre.
Segue un arco di cerchio massimo (cioè un cerchio che passa per il centro della Terra).
La direzione della rotta cambia continuamente man mano che ci si sposta, perché la Terra è curva.
⚫ Rotta lossodromica (linea nera)
È una rotta che mantiene costante l’angolo con i meridiani (cioè la stessa direzione sulla bussola).
Sulla Terra (che è una sfera) non è la più breve, ma è più semplice da seguire.
Sulla carta di Mercatore appare come una linea retta, anche se in realtà è una spirale che si avvolge verso i poli.
L’obiettivo di Mercatore
Mercatore voleva una carta in cui:
il marinaio potesse tracciare una rotta con la squadra e il righello,
e quella linea corrispondesse alla stessa direzione costante sulla Terra.
Quindi cercava una proiezione in cui:
“Le lossodromiche diventino linee rette”.
📈 Come ci riesce la proiezione di Mercatore
Nella proiezione di Mercatore:
i meridiani sono linee verticali parallele,
i paralleli sono linee orizzontali parallele,
e gli angoli tra meridiani e paralleli sono mantenuti invariati (proiezione conforme).
➡️ Dato che la lossodromica mantiene un angolo costante con i meridiani,
su questa mappa sarà una linea retta che forma lo stesso angolo costante con le verticali.
Ecco perché diciamo che Mercatore “rettifica” le lossodromiche: trasforma una curva (sulla sfera) in una linea retta (sulla carta).
🧭 In pratica
Su una carta di Mercatore, se vuoi navigare con rotta costante:
Tracci una linea retta dal punto di partenza a quello di arrivo.
Misuri l’angolo che questa linea fa con il nord (i meridiani).
Mantieni quella direzione con la bussola.
Naturalmente, non è la rotta più corta (quella sarebbe un grande cerchio), ma è la più facile da seguire con strumenti di bordo semplici.
✳️ Riassumendo
| Concetto | Sfera (globo) | Carta di Mercatore |
|---|---|---|
| Lossodromica | Spirale verso i poli | Linea retta |
| Angolo con i meridiani | Costante | Costante |
| Grande cerchio (rotta più breve) | Linea curva | Linea curva |
| Utilità | Difficile da tracciare | Facilissima da tracciare |
🚢 Nave vs ✈️ Aereo: confronto delle Rotte
Obiettivo principale
✈️ AEREO
Minimizzare tempo e carburante.
Limitato da spazi aerei controllati, venti in quota (jet stream) e procedure standard.
🚢 NAVE
Minimizzare carburante, ma anche evitare mare grosso, ghiacci, rotte trafficate.
Libertà molto maggiore nel “dove” può passare.
Tipo di rotta “teorica” ideale
✈️ AEREO → ORTODROMICA
Il percorso più corto è sempre l’obiettivo:
👉 gli aerei seguono un grande cerchio, calcolato dal computer di bordo.
Anche se sulla carta Mercatore sembra una curva verso nord, è la rotta reale più corta.
🚢 NAVE → ORTODROMICA
Anche le navi puntano teoricamente al grande cerchio, perché fa risparmiare miglia.
Tipo di rotta “pratica” realmente seguita
✈️ AEREO → Ortodromica spezzettata in aerovie
Gli aerei non possono viaggiare “liberi” come le navi:
seguono aerovie e waypoint,
in Atlantico usano i NAT Tracks, corridoi aerei giornalieri ottimizzati dal vento.
Di fatto la rotta è un’ORTODROMICA, ma realizzata tramite segmenti vincolati.
🚢 NAVE → Ortodromica spezzata in lossodromiche
Le navi non hanno vincoli di spazio come gli aerei, ma:
spesso evitano mare grosso,
pianificano rotte meteorologicamente ottimali,
eseguono un grande cerchio diviso in tratti lossodromici (più facili da governare e da tracciare su carte nautiche).
Di fatto la nave naviga una ORTODROMICA, ma spezzata in lossodromiche.
Influenza del meteo
✈️ AEREO
Molto forte:
approfitta dei venti favorevoli (jet stream),
evita turbolenza e temporali,
quindi la rotta reale può essere deviata anche molto.
🚢 NAVE
Ancora più forte:
devia per evitare onde di 6–10 metri,
cerca correnti favorevoli,
può cambiare rotta di centinaia di miglia per evitare depressioni.
Vincoli operativi
✈️ AEREO
In quota non ha ostacoli fisici.
Deve rispettare spazi aerei, altitudini, corridoi e separazioni.
🚢 NAVE
Piena libertà in alto mare.
Deve solo evitare secche, ghiacci, zone militari, traffico.
✔ RIASSUNTO FINALE
| Tema | ✈️ Aereo | 🚢 Nave |
|---|---|---|
| Rotta ideale | Ortodromica | Ortodromica |
| Rotta pratica | Ortodromica tramite aerovie | Ortodromica spezzata in lossodromiche |
| Rappresentazione su carta | Curva verso nord (Mercatore) | Segmenti quasi retti |
| Vincoli | Controllo del traffico aereo | Meteo e mare |
| Flessibilità | Bassa | Alta |
| Motivo principale delle deviazioni | Jet stream, meteo, ATC | Onde, venti, correnti, sicurezza |
La rotta ortodromica è più corta; la lossodromica è più lunga ma più facile da navigare
Il miglio nautico
Il miglio nautico è l’unità di misura che si usa in navigazione marittima e aerea. Il miglio è definito in base alla latitudine.
In unità metriche:
1 miglio nautico = 1,852 km
Miglio Nautico e Miglio Terrestre
Il Miglio Nautico (NM) non va confuso con il Miglio Terrestre. Quest’ultimo è un’unità di misura terrestre usata nei paesi angloassoni.
Il Miglio Nautico è invece una unità di misura universale che si usano sia in navigazione che in aviazione.
In aviazione si usa lo stesso “miglio nautico” impiegato nella navigazione marittima.
Perché?
Le carte aeronautiche, come quelle nautiche, si basano sulla geografia terrestre: 1 miglio nautico corrisponde a 1 minuto d’arco di latitudine.
È una misura molto comoda per calcolare distanze e rotte sulla superficie terrestre.
Di conseguenza anche la velocità in aviazione è espressa in nodi (knots), cioè miglia nautiche all’ora.
👉 In sintesi: sì, il miglio nautico è usato sia in navigazione marittima sia in aviazione.
🌍 Perché si usa la latitudine come coordinta di riferimento
Sulla Terra, i meridiani (cioè le linee che vanno da polo a polo) hanno tutti la stessa lunghezza, quindi:
la distanza reale tra due paralleli (cioè la distanza “in verticale” sulla carta) è sempre uguale in ogni punto del globo,
perciò è comodo usare la scala della latitudine per misurare distanze.
👉 In pratica:
Se sulla carta nautica misuri un arco di 1 minuto di latitudine, quello corrisponde sempre a 1 miglio nautico sulla superficie terrestre.
🗺️ Come si misura il miglio
Sulle carte nautiche, il bordo verticale (dove ci sono indicate le latitudini) funziona anche da scala di distanza.
Si usa un compasso: si apre per coprire, ad esempio, 5 minuti di latitudine → quella apertura equivale a 5 miglia nautiche in realtà.
🎯 In sintesi
| Unità | Equivalenza | Uso |
|---|---|---|
| 1 grado di latitudine | = 60 miglia nautiche | |
| 1 minuto di latitudine | = 1 miglio nautico = 1,852 km | unità base per misurare distanze |
| 1 secondo di latitudine | = 1/60 di miglio nautico ≈ 30,9 m |
La distorsione delle superfici nella Proiezione di Mercatore
Il mappamondo è una rappresentazione 3D (SFERA) della Terra, la carta geografica di Mercatore è una rappresentazione 2D (PIANO) della Terra.
Non si può passare dalla 3D alla 2D senza distorsioni, perché “aprendo” la sfera geometricamente c’è sempre un parametro che subisce una distorsione (o la forma, o le aree, o le distanze).
La proiezione di Mercatore ha le seguenti caratteristiche:
- Cilindrica – Perché abbiamo proiettato i punti su un cilindro
- Centro-grafica – Perché i punti sono partiti dal centro della terra
- Conforme – Perché mantiene le forme dei paesi
Quindi, le forme dei paesi sono vere. Infatti, le rotte navali sono esatte. Quello che è distorto sono le aree dei paesi, ovvero la superficie: più ci spostiamo verso i poli le distanze aumentano e i paesi sono rappresentati sempre più grandi
La distorsione di un’immagine proiettata
Il problema della distorsione di Mercatore è esemplificata dal concetto di immagine distorta quando la si proietta su una parete. Se io proietto un’immagine sulla parete, l’immagine proiettata risulterà più grande della realtà. E più lontano sposto questa proiezione, più grande è l’immagine.
Ma se voglio rispettare il parametro della mia altezza, devo proiettare anche un metro posto vicino a me e in proiezione il centimetro continuerà ad aumentare: in questo modo la figura proiettata è diversa dalla realtà, ma rispetta le misure.
Se osserviamo la proiezione di Mercatore notiamo che man mano che ci allontaniamo dall’equatore la distanza tra i paralleli aumenta. Non hanno cioè una distanza costante come invece avviene per i meridiani.
Proiezione eurocentrica
La distorsione di Mercatore
La proiezione di Mercatore:
mantiene angoli e direzioni corrette (utile ai naviganti),
ma distorce enormemente le superfici, ingrandendo tutto ciò che è lontano dall’equatore.
La distorsione aumenta con la latitudine
Il fattore di scala aumenta con la latitudine. Questo significa che:
all’equatore: scala = 1 → nessuna distorsione
a 45°N (latitudine di gran parte dell’Europa): scala ≈ 1,41 → tutto è gonfiato del 41%
a 60°N: scala = 2 → raddoppio della dimensione
a 80°N: scala ≈ 5,76 → esplosione della superficie (come la Groenlandia che sembra enorme)
➡️ La distorsione aumenta perché sali di latitudine, non perché sei in alto o in basso sulla carta.
Il planisfero di Peters
Mercatore mette l’equatore al centro, ma l’emisfero nord appare molto più grande del sud perché la proiezione dilata le superfici alle alte latitudini.
Peters non dilata le superfici e mostra le dimensioni reali dei continenti, ma storce le forme.
Mercatore continua a essere usata perché è conforme, cioè mantiene angoli e forme locali corretti → indispensabile in navigazione.
🔹 1. La Terra è una sfera (approssimativamente)
Sulla superficie sferica reale, i meridiani (le linee verticali che vanno da polo a polo) si incontrano ai poli e quindi non sono paralleli tra loro.
La distanza reale tra due meridiani diminuisce man mano che ci si allontana dall’Equatore verso i poli.
🔹 2. La proiezione di Mercatore
La proiezione di Mercatore è un tipo di mappa cilindrica.
Immagina di “avvolgere” un cilindro intorno alla Terra, toccandola all’equatore, e poi di proiettare i punti della superficie terrestre su quel cilindro.
- Paralleli: le linee orizzontali
- Meridiani: le linee verticali
Quando si “srotola” il cilindro, otteniamo una carta rettangolare:
I paralleli vengono disegnati come linee orizzontali parallele e equidistanti.
I meridiani diventano linee verticali parallele (e non più convergenti come sulla sfera).
🔹 3. Cosa succede
Per poter disegnare i meridiani verticali e paralleli, la proiezione deforma le distanze:
Vicino all’equatore, la deformazione è minima.
Verso i poli, la scala aumenta enormemente → i meridiani appaiono più distanti tra loro.
Per questo le regioni polari sembrano molto più grandi (esempio: la Groenlandia sembra grande quasi come l’Africa, ma in realtà è circa 14 volte più piccola!).
La scala della carta nautica aumenta
man mano che ci si avvicina ai poli
Nella proiezione di Mercatore le regioni polari sembrano più grandi rispetto all’equatore perché la scala della mappa aumenta progressivamente con la latitudine,
facendo apparire dilatate le aree vicine ai poli.
Nella proiezione di Mercatore la scala non è la stessa ovunque:
all’equatore è “normale”,
man mano che ti sposti verso i poli, la scala aumenta sempre di più.
In pratica:
un tratto di 100 km alla latitudine dell’equatore potrebbe occupare, ad esempio, 1 cm sulla mappa;
alla latitudine della Scandinavia, gli stessi 100 km potrebbero occupare 2 o 3 cm;
vicino ai poli la scala tende addirittura all’infinito.
Quindi:
- all’Equatore 1 km = 1 cm sulla carta → Scala base: 1 : 100.000.
100 km = 1 cm sulla mappa
100 km = tra 2 e 3 cm in Scandinavia
La scala aumenta con la latitudine
🔹 ✅ In sintesi
I meridiani si “allontanano” nella proiezione di Mercatore non perché sulla Terra lo siano, ma perché la proiezione tenta di trasformare una superficie sferica in un piano rettangolare mantenendo gli angoli corretti (ma distorcendo le distanze).
Ecco un’analisi punto per punto:
🔹 1. “Apertura del globo a spicchi”
Corretto:
La Terra (sfera) viene idealmente “tagliata” in spicchi delimitati dai meridiani.
In questa fase, gli angoli tra meridiani e paralleli non sono uguali, perché sulla sfera convergono ai poli.
🔹 2. “Assottigliamento degli spicchi”
Corretto:
Per ottenere una rappresentazione su un piano, gli spicchi vengono assottigliati per rendere più regolari gli angoli tra meridiani e paralleli.
L’obiettivo della proiezione di Mercatore è preservare gli angoli (proiezione conforme).
Si inizia a “distendere” le aree vicino ai poli per mantenere gli angoli a 90°.
🔹 3. “Spicchi omogenei – gli angoli tra meridiani e paralleli misurano tutti 90°”
Corretto anche questo:
Nella proiezione finale, i meridiani diventano linee verticali parallele, i paralleli linee orizzontali parallele.
Gli angoli tra loro sono tutti 90°, ma ciò comporta un’enorme dilatazione delle aree verso i poli (da cui la deformazione classica della proiezione di Mercatore).
⚠️ Nota interpretativa
La grafica non rappresenta un processo “fisico” realmente eseguito, ma una metafora visiva utile per capire l’effetto geometrico.
In realtà, la proiezione di Mercatore deriva da una trasformazione matematica (logaritmica) che “espande” le latitudini man mano che ci si avvicina ai poli.
✅ In sintesi
| Aspetto | Valutazione |
|---|---|
| Idea generale | ✅ Corretta |
| Spiegazione degli angoli | ✅ Corretta |
| Rappresentazione visiva | ✅ Didatticamente efficace |
| Precisione geometrico-matematica | ⚠️ Semplificata, ma accettabile per scopi divulgativi |
| Proprietà | Effetto nella proiezione di Mercatore |
|---|---|
| Angoli locali | ✅ Conservati (proiezione conforme) |
| Aree | ❌ Deformate (enorme espansione ai poli) |
| Distanze tra meridiani | 🔼 Aumentano verso i poli |
| Poli | 🚫 Non rappresentabili (y → ∞) |
L’isogonia della carta nautica
L’isongonia di una carta nautica consiste nella proprietà di una carta nautica di mantenere gli angoli della realtà. Ovvero, l’angolo di rotta disegnato sulla carta nautica è la stessa per quella rotta nella realtà.
L’isogonia di una carta nautica è una proprietà fondamentale della proiezione di Mercatore.
✔ Significato semplice
Una carta è isogona quando mantiene invariati gli angoli:
le direzioni sulla carta corrispondono alle direzioni reali sulla Terra.
In altre parole:
👉 Gli angoli misurati sulla carta sono uguali agli angoli reali tra le direzioni sul globo.
✔ Cosa comporta questo nella pratica nautica?
Sulla carta di Mercatore:
i meridiani e i paralleli si incontrano sempre con angolo di 90°;
una rotta a prua costante (rotta lossodromica) appare come una linea retta.
Quindi un navigatore può:
tracciare una rotta costante tirando una retta sulla carta,
misurare l’angolo rispetto al nord vero con un goniometro (o il compasso parallelo),
e seguire quella rotta in mare.
👉 Per questo Mercatore è utilissima nella navigazione.
“rotta nautica o aerea” = “direzione di navigazione
la direzione che un’imbarcazione (o un aereo) segue o deve seguire rispetto al Nord geografico o magnetico.
Quindi, la rotta indica l’angolo di prua (espresso in gradi da 0° a 360°) che la direzione del moto forma con il Nord.
Su una carta di Mercatore, seguire la “linea retta” significa seguire una rotta a prora costante.
Esempi
| Rotta | Direzione corrispondente |
|---|---|
| 0° o 360° | Nord |
| 90° | Est |
| 180° | Sud |
| 270° | Ovest |
| 45° | Nord-Est |
| 225° | Sud-Ovest |
👉 Quindi, se la nave ha una rotta 95°, significa che naviga verso Est con una piccola deviazione verso Sud.
In altre parole: direzione 95° rispetto al Nord.
3. Attenzione: “rotta” ≠ “traiettoria”
La rotta è la direzione prevista o teorica da seguire.
La traiettoria reale (cioè la linea che la nave percorre effettivamente) può differire per effetto di:
correnti marine,
vento,
deriva,
errori di governo.
👉 Per questo si parla anche di:
rotta vera (rispetto al Nord geografico),
rotta magnetica (rispetto al Nord magnetico),
rotta effettiva o rotta reale (quella realmente seguita sull’acqua).
ROTTA REALE = è la direzione (angolo) – Indica sempre qualcosa riferito al Nord vero (il Nord geografico)
ROTTA VERA = è la traiettoria (percorso) – Indica qualcosa che è realmente accaduto, effettivamente percorso, di fatto avvenuto
Rotta: 👉 È un angolo. Indica la direzione del moto.
Traiettoria: 👉 È una linea. Indica il percorso disegnato.
La traiettoria è il risultato fisico della navigazione.
La rotta effettiva è l’angolo che descrive la direzione istante per istante di quella traiettoria.
✔ Esempio pratico
Rotta impostata: 090°
C’è corrente verso nord → la nave viene spinta verso l’alto.
La nave avanza, ma la scia non è perfettamente a 090°.
In questo caso:
La rotta effettiva è, ad esempio, 082°
La traiettoria è la linea curva o deviata rispetto alla rotta teorica.
✅ In sintesi
🔹 “Rotta nautica” = direzione di navigazione, espressa in gradi a partire dal Nord.
È il “verso” in cui ci si muove sul mare, non necessariamente la linea realmente percorsa, ma quella teorica o pianificata.
In cartografia nautica o geografica, le rotte si esprimono sempre come angoli misurati dal Nord in senso orario da 0° a 360°:
| Direzione | Gradi |
|---|---|
| Nord | 0° o 360° |
| Est | 90° |
| Sud | 180° |
| Ovest | 270° |
Rotta = percorso pianificato, teorico, direzione da seguire.
Traiettoria = percorso reale realmente seguito.
✔ In aviazione
La rotta è il percorso orizzontale previsto (Route).
La traiettoria include anche l’andamento verticale (salita, crociera, discesa).
Ecco un’analisi punto per punto:
🔹 1. “Apertura del globo a spicchi”
Corretto:
La Terra (sfera) viene idealmente “tagliata” in spicchi delimitati dai meridiani.
In questa fase, gli angoli tra meridiani e paralleli non sono uguali, perché sulla sfera convergono ai poli.
🔹 2. “Assottigliamento degli spicchi”
Corretto:
Per ottenere una rappresentazione su un piano, gli spicchi vengono assottigliati per rendere più regolari gli angoli tra meridiani e paralleli.
L’obiettivo della proiezione di Mercatore è preservare gli angoli (proiezione conforme).
Si inizia a “distendere” le aree vicino ai poli per mantenere gli angoli a 90°.
🔹 3. “Spicchi omogenei – gli angoli tra meridiani e paralleli misurano tutti 90°”
Corretto anche questo:
Nella proiezione finale, i meridiani diventano linee verticali parallele, i paralleli linee orizzontali parallele.
Gli angoli tra loro sono tutti 90°, ma ciò comporta un’enorme dilatazione delle aree verso i poli (da cui la deformazione classica della proiezione di Mercatore).
⚠️ Nota interpretativa
La grafica non rappresenta un processo “fisico” realmente eseguito, ma una metafora visiva utile per capire l’effetto geometrico.
In realtà, la proiezione di Mercatore deriva da una trasformazione matematica (logaritmica) che “espande” le latitudini man mano che ci si avvicina ai poli.
✅ In sintesi
Descrizione di una carta nautica
Ogni carta nautica ha una sua numerazione che troviamo in basso a destra e in alto a sinistra della carta stessa.
Se volessi navigare lungo la costa orientale della Sardegna, da Capo Monte Santo a Capo Carbonara, avrei bisogno della carta nautica n. 44 – “Da Capo di Monte Santu a Capo Carbonara” (Scala 1:100 000).
Le carte nautiche sono classificate secondo il criterio della scala.
Che cosa è la scala su una carta nautica
La distanza di circa 270 km per la Sardegna si riferisce alla misura in linea retta nord-sud, quindi corrisponde alla linea blu dello schema — non a quella nera diagonale.
Ecco la spiegazione dettagliata 👇
⚫️ Linea nera → distanza “obliqua” o diagonale
Rappresenta un percorso non perfettamente lungo il meridiano, quindi leggermente più lungo.
Se misurata lungo questa direzione o seguendo la costa occidentale, la distanza aumenta (≈ 290–310 km, a seconda della rotta esatta).
È utile solo se si considera una rotta reale di navigazione o un profilo costiero.
🔴 Linea rossa → distanza “geodetica verticale” di riferimento
È un riferimento teorico, che evidenzia la componente puramente nord-sud (latitudine), indipendente dalla posizione longitudinale.
✅ In sintesi
| Colore | Tipo di misura | Significato | Lunghezza stimata |
|---|---|---|---|
| ⚫️ Nera | Diagonale costiera | Rotta o linea obliqua | ≈ 290–310 km |
| 🔴 Rossa | Riferimento verticale | Differenza di latitudine pura | ≈ 270 km (identica alla blu) |
Conversione in scala di una carta nautica
Portiamo tutti i valori su una stessa grandezza. Ad esempio portiamo i chilometri in centimetri. Ovvero:
- 270 km → 27.000.000
Quindi avremo due valori:
- U maiuscolo che rappresentano la distanza reale
- u minuscolo che rapprentano la distanza in scala rappresentata nella carta nautica
Sapendo che la scala nautica è definita come un rapporto tra il segmento unitario “u/U” della carta , possiamo dire che abbiamo determinato una scala di uno a centomila (1/100.000)
Scala grande e scala piccola
1️⃣ Cos’è la scala di una carta nautica
La scala indica il rapporto tra una distanza reale sul terreno (o sul mare) e la distanza corrispondente sulla carta:
Scala=distanza sulla cartadistanza reale\text{Scala} = \frac{\text{distanza sulla carta}}{\text{distanza reale}}
Esempio:
Scala 1 : 10 000 → 1 cm sulla carta = 10 000 cm (= 100 m) reali
Scala 1 : 1 000 000 → 1 cm sulla carta = 1 000 000 cm (= 10 km) reali
⚖️ 2️⃣ Scala grande vs scala piccola
Qui sta il punto chiave:
| Tipo di scala | Esempio | Cosa significa | Uso |
|---|---|---|---|
| Scala grande | 1 : 10 000 → 1 : 50 000 | La carta mostra una piccola area ma con molto dettaglio | Porti, baie, approdi |
| Scala piccola | 1 : 500 000 → 1 : 1 000 000 | La carta mostra una grande area ma con meno dettaglio | Navigazione d’altura, pianificazione generale |
➡️ Quindi:
Più grande è il denominatore, più piccola è la scala (meno dettagliata).
📚 3️⃣ Esempi concreti di carte nautiche
| Tipo di carta | Scala tipica | Uso nautico |
|---|---|---|
| Carta d’altura | 1 : 1 000 000 | Rotte oceaniche o tra grandi isole |
| Carta di percorso o di navigazione costiera | 1 : 250 000 – 1 : 100 000 | Navigazione tra porti principali |
| Carta costiera o di approccio | 1 : 50 000 – 1 : 25 000 | Navigazione lungo costa e ingressi portuali |
| Piano nautico (portolano) | 1 : 10 000 – 1 : 5 000 | Dettaglio di porti, ancoraggi, boe, fondali |
4️⃣ In breve
| Espressione | Significato pratico |
|---|---|
| Scala grande → 1 : 10 000 | Piccola area, molto dettaglio |
| Scala piccola → 1 : 1 000 000 | Grande area, poco dettaglio |
📸 Ecco l’analogia:
| Tipo di scala | Effetto “fotografico” | Cosa succede |
|---|---|---|
| Scala grande (1:10 000, 1:25 000) | 📷 Foto da vicino | Rimpicciolisce poco, quindi si vede una zona piccola ma con molti dettagli (porti, fondali, boe, fari, curve di livello ravvicinate). |
| Scala piccola (1:500 000, 1:1 000 000) | 🛰️ Foto da lontano | Rimpicciolisce molto, quindi si vede una zona grande ma con pochi dettagli (solo contorni generali della costa, poche informazioni locali). |
⚙️ Dal punto di vista geometrico
👉 Quindi nella carta 1:25 000 “ci stai dentro” molto più da vicino: ogni centimetro rappresenta una distanza molto più piccola sul terreno.
In sintesi
| Scala | Zona rappresentata | Dettaglio | Analogia |
|---|---|---|---|
| Grande (1:10 000 – 1:50 000) | piccola | alto | 📷 zoom ravvicinato |
| Piccola (1:250 000 – 1:1 000 000) | grande | basso | 🛰️ vista da lontano |
La scala grande “fotografa da vicino” (più dettagli), mentre la scala piccola “fotografa da lontano” (meno dettagli).
⚙️ Il valore “discriminante” principale
👉 Attorno a 1 : 100 000 (1 centimetro = 1 chilometro)
È il punto di riferimento che divide in pratica le carte:
Più grande di 1 : 100 000 → scala grande (dettaglio, usi locali)
Più piccola di 1 : 100 000 → scala piccola (uso generale o d’altura)
4️⃣ In sintesi
| Scala | Esempi | Tipo | Uso |
|---|---|---|---|
| 1 : 10 000 → 1 : 75 000 | porti, baie | grande | approccio, manovra |
| 1 : 100 000 → 1 : 300 000 | coste, isole | intermedia | navigazione costiera |
| 1 : 500 000 → 1 : 1 000 000 | mari e rotte | piccola | altura, pianificazione |
👉 Il valore discriminante più usato tra “scala grande” e “scala piccola”
nelle carte nautiche è intorno a 1 : 100 000.
🌍 Tipologie di Navigazione
In base alla distanza dalla costa e al tipo di mare affrontato, la navigazione marittima si suddivide in quattro categorie principali: oceanica, d’altura, costiera e portuale.
Navigazione oceanica
È quella praticata in pieno oceano, a oltre 200 miglia nautiche dalla costa. Si svolge in assenza di riferimenti terrestri visibili e richiede grande autonomia e competenza. Si utilizzano carte d’altura (scala 1 : 1 000 000 o minore) e strumenti di navigazione astronomica, oltre a GPS e sistemi satellitari. È tipica delle grandi traversate intercontinentali o oceaniche.Navigazione d’altura
Si effettua in mare aperto, ma senza superare generalmente le 200 miglia nautiche dalla costa. I riferimenti terrestri non sono visibili per lunghi tratti, ma la posizione può essere determinata con strumenti elettronici (GPS, radar, AIS, log, bussola). Si usano carte di navigazione generale o costiere (scale comprese tra 1 : 250 000 e 1 : 500 000). È la navigazione tipica tra isole o tra grandi porti del Mediterraneo.Navigazione costiera
Si svolge in vista della costa, entro circa 20–30 miglia nautiche. Consente di utilizzare riferimenti visivi (promontori, fari, boe) insieme a radar e GPS per il controllo continuo della posizione. Si impiegano carte costiere o di approccio (scale 1 : 25 000 – 1 : 100 000). È la forma di navigazione più diffusa nel diporto e nella piccola pesca.Navigazione portuale (o di manovra)
Avviene all’interno di porti, rade o canali d’ingresso, dove è necessario il massimo dettaglio cartografico per evitare bassi fondali, moli e ostacoli. Si utilizzano piani nautici o carte a grande scala (1 : 10 000 o superiore). Gli strumenti principali sono l’osservazione diretta, l’ecoscandaglio, il radar e, spesso, l’assistenza di piloti portuali.
🧭 In sintesi
| Tipo di navigazione | Distanza dalla costa | Scala delle carte | Riferimenti / strumenti principali |
|---|---|---|---|
| Oceanica | > 200 MN | ≤ 1 : 1 000 000 | Astronomici, GPS satellitare |
| D’altura | 20 – 200 MN | 1 : 250 000 – 1 : 500 000 | GPS, radar, bussola, stimata |
| Costiera | ≤ 20 MN | 1 : 25 000 – 1 : 100 000 | Fari, rilevamenti visivi, radar |
| Portuale | In porto o rada | ≥ 1 : 10 000 | Ecoscandaglio, osservazione diretta |
🗺️ Classificazione delle Carte Nautiche in base alla scala
🔴 1. Carte generali
Scala: 1 : 3 000 000 e inferiori
Sono carte a piccola scala, quindi poco dettagliate. Servono per pianificare le navigazioni oceaniche o di lunga distanza, ma non sono adatte per la condotta diretta della navigazione, poiché non riportano informazioni precise sui dettagli costieri o sui fondali.
🔴 2. Carte di atterraggio
Scala: 1 : 1 000 000 e inferiori
Sono impiegate nella navigazione d’altura quando la costa non è ancora visibile, e vengono utilizzate per l’avvicinamento alla terraferma (“atterraggio”). Si abbandonano non appena sono disponibili carte a scala maggiore, più dettagliate.
🔴 3. Carte costiere
Scala: da 1 : 300 000 / 1 : 250 000 fino a 1 : 100 000
Sono considerate le carte nautiche standard per la navigazione costiera. Forniscono un buon compromesso tra ampiezza di copertura e livello di dettaglio, risultando ideali per la transizione tra la navigazione d’altura e quella costiera.
🔴 4. Carte dei litorali
Scala: da 1 : 100 000 a 1 : 30 000
Sono carte a scala maggiore rispetto alle carte costiere, quindi più dettagliate. Sono indispensabili per condurre la navigazione in prossimità della costa, permettendo di conoscere con precisione la morfologia dei fondali, la posizione di fari, boe e punti di riferimento utili alla navigazione.
🔴 5. Piani nautici
Scala: da 1 : 20 000 a 1 : 5 000
Rappresentano porti, rade e aree di approdo. Riportano informazioni molto dettagliate su ormeggi, segnalamenti, pericoli, fondali e infrastrutture portuali, risultando quindi fondamentali per le manovre di entrata e uscita dai porti.
📘 Sintesi generale
| Tipo di carta | Scala approssimativa | Uso principale |
|---|---|---|
| Carte generali | ≤ 1 : 3 000 000 | Pianificazione di navigazioni oceaniche |
| Carte di atterraggio | ≤ 1 : 1 000 000 | Avvicinamento alla costa dopo navigazione d’altura |
| Carte costiere | 1 : 300 000 → 1 : 100 000 | Navigazione costiera e transizione dall’altura |
| Carte dei litorali | 1 : 100 000 → 1 : 30 000 | Navigazione in prossimità della costa |
| Piani nautici | 1 : 20 000 → 1 : 5 000 | Navigazione portuale e approdi |
Punti chiave
- Carta nautica = proiezione di Mercatore
- Come sviluppare una carta nautica = permette di capire dove ci troviamo
- Reticolato terrestre = longitudine e latitudine
- Estrapolare un dato dal reticolato terrestre
- In basso a sinistra della carta nautica troviamo le coordinate di inizio della carta nautica. Ad esempio: 42°19’10″N e 9°55’00” E
- In alto a destra della carta nautica troviamo le coordinate di fine della carta nautica.
- Le coordinate si leggono sempre “Latitudine e Longitudine” (es. 42°19’10″N, 9°55’00″E). Queste misure non sono distanze, ma misure angolari.
La differenza tra distanze e misure angolari
- Misure angolari = indicano posizioni sulla sfera terrestre
- Distanze lineari = indicano spazi reali sulla superficie
🧭 1. Misure angolari = indicano posizioni sulla sfera terrestre
Le coordinate geografiche (latitudine e longitudine) non sono espresse in metri o chilometri, ma in angoli misurati rispetto al centro della Terra.
Unità di misura:
Gradi (°)
Primi (′) → 1° = 60′
Secondi (″) → 1′ = 60″
Latitudine: angolo tra l’equatore e il punto osservato.
Longitudine: angolo tra il meridiano di Greenwich e il meridiano passante per il punto.
📌 Esempio:
Una latitudine di 42° N significa che il punto si trova su un parallelo che forma un angolo di 42° con l’Equatore.
👉 Le misure angolari non danno direttamente una distanza, ma servono per localizzare un punto sulla superficie terrestre.
2. Distanze lineari = indicano spazi reali sulla superficie
La distanza è quanto spazio c’è realmente tra due punti.
Si misura in:
Miglia nautiche (NM) → usate in navigazione marittima e aerea
Chilometri (km) → usati sulla terraferma
Metri (m) per distanze più piccole.
✅ 1 miglio nautico = 1,852 km
📌 Esempio:
Due punti distanti 1° di latitudine l’uno dall’altro sono separati da 60 miglia nautiche, ossia circa 111 km.
✅ 1° di Latitudine = 60 NM = 111,12 Km
✅ 1° di Longitudine = 60 MN × cos(latitudine)
1° di longitudine ≠ 60 NM ≠ 111,12 km (tranne all’equatore)
La distanza tra due meridiani dipende dalla latitudine, perché i meridiani si avvicinano man mano che si va verso i poli.
📌 Esempi
Equatore (0°) → 60 NM (111 km) ✔️
30° → 60 × cos(30°) = 52 NM
45° → 60 × cos(45°) = 42 NM
60° → 60 × cos(60°) = 30 NM
Poli (90°) → 0 NM
📌 In sintesi
Latitudine: sempre 60 NM per grado
Longitudine: varia con la latitudine, solo all’equatore vale 60 NM
📐 3. Relazione tra misure angolari e distanze
Sulla Terra:
1° di latitudine = circa 60 NM
1′ (primo) = 1 NM (miglio nautico ≈ 1.852 m)
1″ (secondo) = 1/60 NM ≈ 30,9 m
Per la latitudine questa relazione è costante, perché i paralleli sono equidistanti.
Per la longitudine invece la distanza diminuisce avvicinandosi ai poli, perché i meridiani convergono:
All’Equatore: 1° di longitudine ≈ 60 NM
A 42° N (come nell’esempio): 1° di longitudine ≈ 60 × cos(42°) ≈ 44,6 NM
Ai poli: 1° di longitudine = 0 NM (i meridiani si incontrano).
📊 4. In sintesi
| Aspetto | Misura angolare | Distanza lineare |
|---|---|---|
| Unità | °, ′, ″ | NM, km, m |
| Cosa indica | Posizione sulla Terra | Spazio reale tra due punti |
| Tipo di misura | Angolo al centro della Terra | Lunghezza sulla superficie |
| Costanza tra i gradi | Sì per la latitudine, no per la longitudine | Variabile con la latitudine |
| Conversione tipica | 1′ = 1 NM | 1 NM ≈ 1.852 m |
✅ Esempio pratico
Se due fari si trovano su:
42°00’00″N, 9°00’00″E
42°01’00″N, 9°00’00″E
→ la differenza è di 1′ in latitudine → distanza ≈ 1 NM (1,852 km).
Miglio Nautico e Grado di Latitudine
Il miglio nautico è collegato al grado di latitudine perché nasce proprio dalla geometria della Terra, non da una scelta arbitraria.
Ecco la spiegazione chiara:
🌍 1. La latitudine misura la distanza dal polo sud al polo nord
La latitudine va da:
0° all’equatore
+90° al Polo Nord
–90° al Polo Sud
Ogni grado di latitudine rappresenta una distanza reale sulla superficie terrestre.
E questa distanza è quasi identica ovunque:
👉 1° di latitudine ≈ 111,12 km = 60 NM
🧭 2. Ogni grado è diviso in 60 minuti (′)
Come un’ora:
1° = 60′
1′ è quindi una piccolissima parte del meridiano terrestre.
📏 3. Un minuto di latitudine ha una distanza fisica costante
Se 1° ≈ 111,12 km, allora:
111,12/60 = 1,852 km = 1 miglio nautico
- 1° di latitudine = 111,12 km;
- 1 miglio nautico = 1,852 km;
- 1,852 km x 60 = 1° di latitudine
- 111,12/1,852 km = 60 miglia
Distanza in chilometri di latitudine tra Poli ed Equatore:
1° di latitudine ≈ 111,12 km
Tra Equatore e Polo ci sono 90°
Quindi:
- 111,12×90=9 999 km (circa)≈10 008 km
🚢 4. Perché questa scelta è utilissima in navigazione?
Perché sulla carta geografica (specialmente sulle carte nautiche):
Sposti il compasso verticalmente sulla scala delle latitudini → misuri la distanza in miglia nautiche
Non servono conversioni
La Terra ha una forma che rende il minuto di latitudine quasi costante ovunque
È un sistema naturale, facile, logico e universale.
🎯 In sintesi
✔ Il miglio nautico è stato definito come la distanza corrispondente a 1’ di latitudine.
✔ Questa distanza è quasi identica in ogni punto della Terra.
✔ Per questo 1 NM = 1,852 km.
✔ Ecco perché il miglio nautico è legato alla latitudine, e non alla longitudine (che varia con la latitudine).
Come determinare le distanze su una carta nautica
La misurazione di una altezza, ovvero di una distanza è variabile in base alla distanza, essendo una proiezione, pertanto la misura della distanza va presa solo sull’asse delle latitudini.
Può essere presa sull’asse delle longitudini solo se si naviga lungo l’equatore
Per calcolare le distanze nautiche solo latitudini
Man mano che dall’equatore ci si sposta verso i poli, la distanza tra i meridiani (e i relativi archi di circonferenza) diminuisce, fino ad avere che la distanza ai poli tra i meridiani corrisponde a 0 (zero).
Essendo dunque la misura della longitudine variabile, per misurare le distanze nautiche si considerano solo le misure delle latitudini (la distanza tra il punto e l’equatore). Può essere presa sull’asse delle longitudini solo se si naviga lungo l’equatore. Pertanto, per misurare le distanze marine tra un punto e l’altro della terra si considera solo la scala verticale della carta nautica, quella delle latitudini.
Miglio Nautico ≠ Miglio Terrestre
👉 1 miglio nautico = 1,852 km
È legato alla geometria della Terra, non a misure arbitrarie.
🚗 MIGLIO TERRESTRE (miglio “statuto” anglosassone)
✔ Usato nei paesi anglosassoni (USA, UK) per distanze su terra
👉 1 miglio terrestre = 1,609 km
| Tipo di miglio | Valore in km | Ambito d’uso |
|---|---|---|
| Nautico | 1,852 km | Navigazione (mare, aria) |
| Terrestre | 1,609 km | Strade e distanze a terra (USA, UK…) |
Miglio nautico e miglio terrestre
👉 Il miglio nautico è più lungo del miglio terrestre. Ecco le differenze a confronto:
- 1 Miglio Nautico = 1,852 km
- 1 miglio = 1,609 km
- 1 Miglio Nautico = 1,15 miglia terrestri
I primi e gli archi di latitudine e i gradi
- Un miglio corrisponde a un primo sulla scala delle latitudini della carta nautica e un primo sulla scala delle latitudini corrisponde a un primo delle unità di misura angolari. Pertanto:
- Sui bordi laterali della carta nautica (in proiezione di Mercatore) trovi la scala delle latitudini:
È graduata in gradi (°) e primi (′) di latitudine.
Ogni piccola divisione corrisponde quindi a un primo, ovvero un minuto d’arco di latitudine.
