L’altimetro è un dispositivo per misurare la distanza dallo strumento a una superficie di riferimento sottostante.
Gli altimetri possono essere portati con sé, montati su un aereo o trasportati da un satellite in orbita.
Il tipo più comune di altimetro si trova negli aerei e viene utilizzato per misurare l’altezza del velivolo dal suolo. In questo caso, l’altimetro è un barometro che viene impostato a zero sulla pressione dell’aria al suolo.
Altri tipi di altimetri possono utilizzare raggi laser per misurare la distanza dalla superficie sottostante. Questi altimetri laser sono stati utilizzati negli aerei per rilevare il terreno sottostante con una precisione di pochi centimetri. Sono stati in particolar modo fruiti per tracciare i ghiacciai, monitorare le migrazioni delle spiagge e mappare il campo di detriti a “ground zero” dopo gli attacchi terroristici dell’11 settembre 2001 negli Stati Uniti.
Gli altimetri laser sono utilizzati anche a bordo di satelliti in orbita per mappare l’altezza della superficie del mare, la topografia del territorio e le calotte polari. Ciò premesso, l’ostacolo maggiore all’utilizzo di un altimetro laser è la copertura nuvolosa della Terra. I laser non sono in grado di penetrare attraverso le nuvole e la nebbia.
Un altro tipo di altimetro è quello radar. L’altimetro radar è in grado di penetrare attraverso le nuvole e la nebbia che avvolgono gran parte degli oceani della Terra. Per questo motivo sono spesso utilizzati sugli aerei e sui veicoli spaziali. Alcuni altimetri spaziali operano a una frequenza di 36 gigahertz.
Se la posizione del satellite è nota con precisione, l’altezza della superficie del mare può essere misurata con un’accuratezza di circa due centimetri. L’impronta circolare (l’intersezione del raggio con il suolo) di un altimetro radar ha un raggio di circa 9,9 km e viene campionata 0,64 km lungo la traccia terrestre del satellite.
I primi altimetri
Un prototipo di altimetro radar ha volato sullo Skylab, la prima stazione spaziale statunitense, all’inizio degli anni Settanta. Il primo altimetro satellitare di grande successo e utilità scientifica è però stato installato sul satellite Geosat della Marina statunitense, lanciato negli anni ’80 per misurare la forma del geoide terrestre (forma della Terra approssimata come un solido ellissoidale di rivoluzione la cui superficie coincide con il livello medio del mare).
Il geoide è importante nelle considerazioni sull’orbita per il lancio di missili dai sottomarini; da qui l’interesse della Marina statunitense. Inoltre, la topografia della superficie del mare fornisce informazioni sulla circolazione oceanica, poiché le variazioni di altezza della superficie del mare producono gradienti di pressione che guidano le correnti oceaniche.
Tuttavia, una volta che questi dati sono stati declassificati negli anni ’90, hanno fornito una serie di dati scientifici e le prime carte complete e standardizzate della batimetria della Terra (topografia del fondo marino). Poiché l’altimetro di Geosat era in grado di misurare l’altezza della superficie del mare con un’accuratezza di 5 cm, era sufficientemente preciso da fornire dati che hanno permesso di costruire mappe della Corrente del Golfo a partire dall’analisi della topografia della superficie del mare e dall’applicazione dell’equazione geostrofica. Da questi dati sono state identificate anche le caratteristiche della mesoscala (ordine di decine di chilometri nell’oceano, come i vortici).