Il livello del mare a Trieste: piani di riferimento e statistiche, 112, (05 ...

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTE
DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA
OM Oceanografia e Meteorologia
RAPPORTO n. 112 OM 05/6
Franco Stravisi
Nicolò Purga
Il livello del mare a Trieste:
piani di riferimento e
statistiche
Trieste, 2005

2
Indice
pag.
I dati mareografici 3
Caposaldi e piani di riferimento 4
La tendenza del livello marino 5
Statistica con i livelli orari 5
Statistica con i livelli massimi annuali 7
Riferimenti 10

3
Il livello del mare a Trieste: piani di riferimento e statistiche
Franco Stravisi e Nicolò Purga
Università di Trieste, Dipartimento di Scienze della Terra
I dati mareografici
La serie mareografica di Trieste costituisce un importante riferimento per
l’Italia e per l’Adriatico in particolare. Ci sono pervenuti i livelli medi annuali
completi dal 1890; i livelli medi mensili relativi agli anni 1905-1915, 1919-1922,
1924 e senza interruzioni dal 1927 (Stravisi e Ferraro, 1986). La serie dei dati
orari di livello è completa dal 1939. La prima stazione mareografica è quella
attualmente posta alla base del Molo Sartorio e gestita dal CNR-ISMAR (già
Istituto Sperimentale Talassografico di Trieste; Ferraro, 1972); dal 1995 è in
funzione al Porto Lido (fig. 1) la stazione mareografica del Dipartimento di
Scienze della Terra (DST) dell’Università di Trieste (Stravisi e Purga; 1997,
2005).
Fig. 1.- Ubicazione delle stazioni mareografiche di Trieste:
(1) Molo Sartorio (IST), (2) Porto Lido (DST).

Caposaldi e piani di riferimento
4
Entrambe le stazioni mareografiche di Trieste sono dotate di un caposaldo
appartenente alla rete di livellazione italiana dell’IGM (Ferraro, 1972; Stravisi e
Purga, 1997, 2005), e precisamente alla linea Ronchi-Rabuiese denominata “Cj”:
Molo Sartorio: caposaldo Cj39 (già detto “CO39”),
Porto Lido: caposaldo CjD1/2 (deviazione 1, cs. 2);
a seguito dei recenti lavori di ristrutturazione dell’edificio situato sul Molo
Sartorio, il caposaldo Cj39 non è più accessibile. Le corrispondenti quote in
centimetri, determinate dall’IGM e riferite allo zero italiano (livello medio del
mare “Genova 1942”), sono riportate nella tab. 1.
caposaldo 1967 2002
Cj39 66.416 69.57
CjD1/2 177.49
CjD1/2 – Cj39 107.92
Tab. 1.- Caposaldi dei mareografi di Trieste (quote IGM in centimetri).
Notiamo che la differenza di quota del caposaldo Cj39 dalla livellazione ufficiale
del 1967 a quella del 2002 è di 3.15 cm.
Con l’entrata in funzione della stazione mareografica DST nel 1995 si è
preferito adottare per le misure del livello del mare un piano di riferimento P0
prossimo allo zero nazionale, con una differenza di quota intera (in centimetri)
rispetto al piano di riferimento del Talassografico (ZIT) per comodità di
conversione dei dati storici:
P0 = ZIT + 167 cm = IGM(1967) + 0.1 cm = IGM(2002) + 3.3 cm .
Molto usato a Trieste è il cosiddetto “piano di riferimento (zero) Müller”,
(corrispondente allo zero dell’Istituto Geografico Militare di Vienna del 1869)
rispetto al quale il Cj39 è stato quotato a 90.8 cm (Acegas, 3/4/2001). Lo “zero
Müller” si trova quindi 24.5 cm al di sotto di P0.
Riassumendo:
P0 = CjD1/2 – 174.23 cm = Cj39 – 66.31 cm = ZM + 24.5 cm .
riferimento simbolo Quota /cm su
CjD1/2 P0
zero Molo Sartorio ZMS −87.5 86.7
zero Müller ZM −198.7 −24.5
livello medio Hopfner 1911 LH −191.2 −17
zero Istituto Geografico Militare Italiano “Genova 1894” IGM0 −199.7 −25.5
zero Istituto Geografico Militare Italiano “Genova 1942” IGM −177.49 −3.3
zero Istituto Talassografico ZIT −341.23 −167
piano di riferimento DST (1995) P0 −174.23
caposaldo IGM Molo Sartorio (CO39) Cj39 −107.92 66.31
caposaldo mareografo DST (Porto Lido, 1995) CjD1/2 174.23
Tab. 2.- Piani di riferimento per le misure mareografiche.

5
La quota IGM0 è ricavata da Morelli (1950) in riferimento a ZMS; la quota IGM è
quella determinata nel 2002 (tab. 1); risulta IGM − IGM0 = 22.2 cm. In base ai
dati annuali riportati dal Permanent Service for Mean Sea Level di Liverpool, la
differenza tra il livello medio del mare di Genova del decennio 1937-1946 “Genova
1942” e quello del periodo 1884-1903 “Genova 1894” è di 5.7 cm.
La tendenza del livello marino
La serie dei livelli annuali del mare a Trieste (1890-2004), riferiti a P0, è
riportata nella fig. 2. Il livello medio di Trieste 1937-1946 risulta 9.5 cm più basso
di “Genova 1942”. L’aumento medio è di 12.8 cm/secolo; dal 1960 il livello è in
effetti quasi-stazionario.
elevazione /cm su P o
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
+ 1.28 mm/a
1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Fig. 2.- Livelli medi annuali del mare a Trieste (1890-2004) riferiti al piano P0.
Medie decennali e tendenza lineare.
Statistica con i livelli orari
Sono stati considerati i dati orari di livello, ovvero le elevazioni campionate
allo scadere di ogni ora, dalle 01:00 del 1 gennaio 1939 alle 24:00 del 31 dicembre
2004. I dati relativi al periodo 1939-1995 si riferiscono alla stazione mareografica
del Molo Sartorio; quelli del periodo 1996-2004 alla stazione del Porto Lido. La
differenza tra le serie orarie 1996 delle due stazioni ha media zero e scarto
quadratico medio di 1 cm.

6
L’istogramma dei valori orari è rappresentato nella fig. 3; l’elevazione media è
di −6.5 cm sul piano P0, pari a 18.0 cm sullo zero Müller. Sono indicati i principali
quantili.
Calcolo dei tempi di ritorno.
Le definizioni sono le seguenti:
[xi , i = 1, N] xi+1 ≥ xi N = 578,568 livelli orari in ordine crescente,
n(x) numero d’ordine dell’ultimo dato ≤ x ,
p(x) = n(x) / (N + 1) probabilità cumulata,
s(x) = 1 − p(x) probabilità di superamento,
T(x) = 1 / s(x) = (N + 1)/(N + 1 − n(x)) tempo di ritorno per un livello > x .
I tempi di ritorno T sono espressi in unità uguali all’intervallo di campionamento
dei dati. I tempi di ritorno calcolati in base al campione dei livelli orari del mare
a Trieste sono rappresentati nella fig. 4 e riportati nella tab. 3. Notiamo che
solamente 5 valori orari in 65 anni hanno superato i 130 cm, e che i due valori
massimi (148 e 193 cm) appaiono alquanto “anomali”; le stime riportate
indicherebbero quindi un limite inferiore per i corrispondenti tempi di ritorno.
densità di occorrenza
elevazione su P0
/cm
tempo di ritorno
/anni
100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
0.58 1.5 3.5 14 >28 >34 >42 >49 >56 >64 >70
Tab. 3.- Tempo di ritorno per livelli orari superiori alla soglia indicata. Dati 1939-2004.
0.016
0.014
0.012
0.010
0.008
0.006
0.004
0.002
0.000
-123 193
-125 -100 -75 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 175 200
livello /cm
media: -6.4 cm
quantili
1%: -77 cm
5%: -59 cm
25%: -28 cm
50%: - 6 cm
75%: 15 cm
95%: 41 cm
99%: 59 cm
Fig. 3.- Istogramma dei dati orari di livello 1939-2004 (riferimento: P0).

tempo di ritorno /giorni
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
50 60 70 80 90 100 110
livello /cm
7
tempo di ritorno /anni
70
60
50
40
30
20
10
0
100 120 140 160 180 200
livello /cm
Fig. 4.- Tempo di ritorno dei dati orari di livello 1939-2004 (riferimento: P0).
Statistica con i livelli massimi annuali
I massimi livelli annuali registrati a Trieste sono riportati da Polli (1955) per
gli anni 1905-1950 (riferiti al livello medio “Hopfner”del 1911, tab.2); da Ferraro
(1973) per gli anni 1944-1971 (riferiti allo ZIT). La tab. 4 riporta i dati disponibili,
riferiti al piano P0; la serie degli estremi è stata riferita alla tendenza lineare
1905-2004 (0.128 cm/anno).
La serie dei livelli massimi annuali detrendizzati (tab. 4) è rappresentata nella
fig. 5 in funzione del tempo e nella fig. 6 in ordine crescente. Si può anche qui
osservare che i due valori maggiori, 197 cm (193 cm il 26 novembre 1969) e 162
cm (150 cm il 15 novembre 1910) sono anomali rispetto all’andamento
tendenziale della successione.
Calcolo dei tempi di ritorno. Vista la brevità della serie, è stata calcolata la
prima funzione di Gumbel della probabilità cumulata p(x) dei massimi annuali
(detrendizzati), ed i valori G1(x) così ottenuti sono stati interpolati linearmente:
G1(x) ≡ −ln (−ln(p(x))) = α (x − ε) .
Le interpolazioni lineari sono state calcolate (a) per l’intera serie dei massimi
annuali e (b) per la serie privata dei due valori maggiori “anomali” (197 e 162
cm); i corrispondenti parametri α ed ε sono riportati nella tab. 5.
parametri G1 serie (a) serie (b)
α 0.0649 0.0874
ε 101.9 cm 102.8 cm
Tab. 5.- Parametri della retta di regressione per (x, G1(x)); serie completa (a) e serie priva dei due
livelli maggiori (b).

8
osservati detrend. osservati detrend.
1905 108 121 1955 97 103
1906 100 113 1956 84 90
1907 92 104 1957 90 96
1908 101 113 1958 100 106
1909 86 98 1959 123 129
1910 150 162 1960 111 117
1911 101 113 1961 116 122
1912 101 113 1962 92 97
1913 124 136 1963 100 105
1914 102 114 1964 96 101
1915 1965 118 123
1916 1966 127 132
1917 1967 109 114
1918 1968 122 127
1919 92 103 1969 193 197
1920 98 109 1970 111 115
1921 83 94 1971 92 96
1922 109 119 1972 110 114
1923 1973 90 94
1924 1974 88 92
1925 1975 115 119
1926 1976 107 111
1927 114 124 1977 106 109
1928 97 107 1978 102 105
1929 86 96 1979 134 137
1930 98 107 1980 134 137
1931 94 103 1981 124 127
1932 76 85 1982 141 144
1933 112 121 1983 92 95
1934 103 112 1984 111 114
1935 122 131 1985 114 116
1936 124 133 1986 122 124
1937 108 117 1987 117 119
1938 98 106 1988 84 86
1939 82 90 1989 88 90
1940 89 97 1990 107 109
1941 92 100 1991 98 100
1942 85 93 1992 108 110
1943 88 96 1993 123 124
1944 92 100 1994 84 85
1945 98 106 1995 85 86
1946 102 109 1996 98 99
1947 118 125 1997 115 116
1948 128 135 1998 101 102
1949 100 107 1999 106 107
1950 92 99 2000 106 107
1951 135 142 2001 105 105
1952 92 99 2002 108 108
1953 90 97 2003 86 86
1954 110 116 2004 119 119
Tab. 4.- Livelli massimi annuali a Trieste: valori osservati e detrendizzati
espressi in centimetri e riferiti a P0.

elevazione massima annuale /cm su Po...
max elevazione annuale su Po...
220
200
180
160
140
120
100
80
60
200
180
160
140
120
100
80
9
197 cm
26/11/1969
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Fig. 5.- Massime elevazioni annuali su P0 (1905-2004); dati detrendizzati.
100 anni
Fig. 6.- Massime elevazioni annuali su P0 (1905-2004); dati detrendizzati ed ordinati.
I tempi di ritorno dei massimi livelli annuali (detrendizzati), calcolati in
funzione del livello x tramite la probabilità cumulata:
pG1(x) = exp(− exp(− α ( x− ε ))) ,
ricavata dalla funzione linearizzata di Gumbel I, sono rappresentati nella fig. 7.
La curva a tratto si riferisce alla serie intera (a); la curva intera fornisce tempi di
ritorno maggiori e si riferisce alla serie (b) priva dei due massimi. Le elevazioni
in ascisse si riferiscono al piano P0. Si può ritenere che le due curve
rappresentino i limiti per una stima dei tempi di ritorno dei massimi livelli
annuali (tab. 6).
197
162

tempo di ritorno /anni
10
elevazione su P0 /cm 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
tempo di ritorno /anni 1.4 2.2 3.8 6.7 12 23 44 84 160 305
tempo di ritorno /anni 1.5 2.4 5.0 11.3 26 62 149 360 850 2000
Tab. 6.- Tempi di ritorno per livelli massimi annuali superiori alla soglia indicata; estremi
indicati dalle serie (a,b); dati 1905-2004.
500
400
300
200
100
0
100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
max elevazione annuale /cm su Po
Fig. 7.- Tempo di ritorno dei massimi livelli annuali detrendizzati, riferiti a P0 .
Ulteriori informazioni sull’occorrenza dei livelli estremi a Trieste sono
riportate da Stravisi (1993).
Riferimenti
FERRARO S. (1972): Dati del mareografo di Trieste, Ist. Sper. Talassografico Trieste, n. 477, 15
pag.
FERRARO S. (1973): Livelli marini adriatici e ionici rilevati alle stazioni mareografiche italiane,
Atti Acc. Ligure Sc. Lett., 29, 1-38.
FERRARO S., MASELLI M., CATERINI E. (1995): La marea nel porto di Trieste: dati orari 1989-
1994, CNR, Ist. Sper. Talassografico Trieste, n. 706, 45 pag.
MORELLI C. (1950): Livellazione di precisione nella zona portuale di Trieste e collegamento
altimetrico fra la rete italiana e quella austriaca, Tecnica Italiana, 5, 1, 27-42.
POLLI S. (1938): Livelli medi, capisaldi di livellazione e ampiezze della marea nel porto di Trieste,
CNR, Com. Talass. It., mem. 253, 27 pag.
POLLI S. (1955): Livelli marini estremi registrati nell’Adriatico settentrionale, Arch. Oceanogr.
Limnol., 10, 1-2, 29-46.
STRAVISI F. (1993): Rischio di intrusione marina sull'arco costiero regionale a seguito di acque
alte eccezionali e loro concomitanza con le piene fluviali, Univ. Trieste, DST, n. 29 (OM 93/2), 14
pag.
STRAVISI F., FERRARO S. (1986): Monthly and annual mean sea levels at Trieste (1890-1984),
Boll. Oceanol. teor. Appl., IV, 2, 97-104.
STRAVISI F., PURGA N. (1997): La stazione mareografica di Trieste - Porto Lido, Univ. Trieste,
DST, n. 60 (OM 97/7), 9 pag.
STRAVISI F., PURGA N. (2005): Stazione mareografica di Trieste - Porto Lido: dati 2004, Univ.
Trieste, DST, n. 110 (OM 05/4), 64 pag.