LA DECLINAZIONE MAGNETICA Il campo magnetico terrestre

Modello del dipolo magnetico terrestre

La Terra si comporta, in prima approssimazione, come un grande magnete sferico: è circondata da un campo magnetico che però cambia con il tempo e la posizione.
Questo campo è così irregolare che, per avere un quadro soddisfacente della sua distribuzione, deve essere misurato in molti luoghi diversi.
A questo scopo si utilizzano dei satelliti, circa 200 osservatòri magnetici fissi sparsi in tutto il mondo e diversi altri osservatòri in siti temporanei.
Il campo magnetico terrestre può essere visto come quello generato da un dipolo magnetico situato al centro della Terra. L'asse del dipolo forma un angolo di 11,3° con l'asse terrestre.
Attorno ad un qualsiasi magnete esiste un campo di forze, convenzionalmente rappresentato da una fascio di linee.
Le linee di forza del campo magnetico terrestre hanno un andamento irregolare e diverso su tutta la superficie terrestre. Escono dall'emisfero Sud ed entrano nell'emisfero Nord e si diffondono nello spazio circostante formando la cosiddetta magnetosfera.
La proiezione sulla superficie terrestre delle linee di forza del campo magnetico vengono comunemente chiamate meridiani magnetici.
In qualsiasi luogo e tempo, il campo magnetico terrestre è caratterizzato da direzione ed intensità che possono essere misurate.



I poli magnetici

I poli magnetici sono i punti della superficie terrestre dove le linee di forza sono perpendicolari al suolo e dirette verso il terreno nel Polo Nord del dipolo e fuori dal terreno nel Polo Sud del dipolo; in realtà quindi, il polo nord magnetico si trova a Sud e il polo sud magnetico a Nord, ma per convenzione si considera il contrario.
I poli magnetici della Terra non coincidono con i poli geografici, che invece hanno una posizione che può essere considerata fissa (in realtà, a causa dell'oscillazione di Chandler si spostano lungo una circonferenza di 6 metri di diametro ogni 435 giorni).
Inoltre i poli magnetici sono soggetti ad un continuo, seppur lento, spostamento, non costante e non uguale per ognuno di essi.
Infine bisogna precisare che i poli magnetici non sono due punti ideali ben identificabili come i poli geografici, ma zone reali di una certa ampiezza verso le quali convergono le linee di forza del campo magnetico terrestre.
Nelle immagini qui sotto è rappresentata la migrazione del Polo Nord magnetico.

Le posizioni del polo Nord Magnetico (proiezione polare)

Le posizioni del polo Nord Magnetico (proiezione Mercatore)



La declinazione magnetica

Mentre le carte aeronautiche, su cui si esegue la pianificazione di un volo, sono orientate rispetto al Nord geografico, l'ago magnetico della bussola cerca di allinearsi con le linee di forza del campo magnetico, quindi punta il Polo Nord Magnetico e non quello Geografico.

La declinazione magnetica

La declinazione magnetica

Pertanto la sua indicazione deve essere corretta rispetto alla declinazione magnetica (d), che è l'angolo compreso tra la direzione indicata dall’ago della bussola e la direzione del Nord Geografico. In altre parole è il valore dell'angolo, sul piano orizzontale, tra le direzioni del meridiano magnetico e del meridiano geografico del luogo.
Nella figura qui a fianco è rappresentato il globo terrestre su cui sono individuati il polo nord geografico e quello magnetico.
Consideriamo un generico punto P sulla superficie: l'angolo che formano il meridiano geografico è la declinazione magnetica.
Se il punto P si sposta verso i poli o verso il meridiano geografico del Polo nord magnetico, si possono verificare ampliamenti o diminuzioni della declinazione, a seconda dell'andamento del meridiano magnetico in quel punto. La declinazione magnetica varia sia con il luogo sulla superficie terrestre in cui viene misurata, sia a seconda del tempo in cui la misurazione viene eseguita e non esiste una semplice equazione che la metta in relazione con le coordinate geografiche (latitudine e longitudine). Vengono utilizzati modelli matematici complessi elaborati da computer per determinare la declinazione (e gli altri parametri del campo magnetico terrestre) nei diversi punti della superficie della Terra.
La declinazione magnetica può essere tutt'altro che trascurabile, specialmente se si deve seguire una rotta piuttosto lunga. Ad esempio nell'Atlantico centrale essa raggiunge anche i 20° ed è, ovviamente, molto elevata in prossimità dei poli.

Declinazione magnetica sulla pista di Ali di Classe (2016)

Declinazione magnetica positiva (E) nulla e negativa (W)

Declinazione magnetica positiva (E) nulla e negativa (W)

Si ha declinazione positiva quando il meridiano magnetico si trova a Est di quello geografico, quindi se la punta nord dell’ago magnetico devia, ovvero declina, verso est rispetto al meridiano geografico (posizione in cui avviene il rilevamento).
Si ha invece declinazione negativa quando il meridiano magnetico si trova a Ovest di quello geografico, quindi se l’ago della bussola devia verso ovest rispetto al meridiano geografico.
Per facilitare la correzione dell’indicazione della bussola vengono tracciate le linee isogone che sono linee sulla superficie terrestre lungo le quali la declinazione ha lo stesso valore costante. Le linee lungo le quali la declinazione è pari a zero sono chiamati linee agoniche.

Sulla pista di Ali di Classe (coordinate: 44° 19' 18" N, 12° 18' 30" E ), nel 2016, si ha:

d = 2° 55‘ E ± 0° 20'

con una variazione di 0° 7' E ogni anno
(valore calcolato tramite un’applicazione nel sito del NOAA – National Oceanic and Atmospherical Administration – con modello matematico WMM2015 - www.ngdc.noaa.gov/)

Linee isogone (2016) Rosso: positive (est del nord) Blu: negative (ovest del nord) Verde: linea di declinazione 0 (linee agoniche)

Linee isogone area mediterranea (2016)



Pianificazione di rotta

In fase di pianificazione di un volo si traccia la rotta su una carta aeronautica che è orientata secondo il Nord Geografico.
La Rotta Vera (True Course) è l’angolo misurato da 0° a 360° in senso orario tra il meridiano vero di un punto e la congiungente di tale punto con quello di arrivo è detto Rotta Vera (RV).
Se per la navigazione ci serviamo della bussola magnetica, dato che il suo ago indica il Nord Magnetico e non quello geografico dovremmo seguire la Rotta Magnetica (RM) che si ricava dalla Rotta Vera sommando algebricamente la Declinazione Magnetica (d) del posto.

Rm = Rv + d

ove: d > 0 se E, d < 0 se W

Per andare dal Campo A al Campo B pianifichiamo la Rotta Vera: RV = 110

Se d = 3° E allora RM = 110 + 3 = 113, cioè per percorrere la RV=110 dobbiamo far indicare alla bussola RM=113



Errore di declinazione magnetica

Errore di rotta

Ma in concreto cosa vuol dire commettere un errore di rotta di 3° E?
Consideriamo la figura qui a fianco.
Supponiamo di voler andare dal punto A al punto B, percorrendo una tratta lunga l.
Per qualche motivo la rotta sia affetta da un generico errore d, così che percorrendo la distanza l ci troveremo in B’, a una distanza e da B.

Essendo AB = AB’ = l, il triangolo BAB’ è isoscele. Tracciamo l’altezza AH relativa al lato BB’. Essa è sia la bisettrice dell’angolo d che la mediana del lato BB’.
I triangoli BHA e B’HA sono triangoli rettangoli e sono congruenti.
Quindi possiamo scrivere:

Cioè:


Esempio:
se l = 100 Km e d = 3° si calcola:

Fonti