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Misurare l’evaporazione nel mondo: d’ora in avanti si potrà

In chimica l’evaporazione è il passaggio di una sostanza dallo stato liquido allo stato aeriforme o di vapore. Dal punto di vista termodinamico, si può semplificare pensando che le molecole della sostanza, avendo acquistato energia cinetica da una sorgente di calore, abbiano l’opportunità di muoversi con maggiore velocità ed in tutte le direzioni, caratterizzando così la fase aeriforme che, come sappiamo dai testi scolastici, oltre a non avere una forma propria (come accade, del resto, anche per i liquidi), può anche espandersi liberamente occupando tutto lo spazio che ha a  disposizione.

In natura l’evaporazione è un processo fondamentale nel cosiddetto “ciclo dell’acqua”. Dalle superfici liquide terrestri (laghi, mari e oceani), a seguito dell’energia fornita dal Sole, l’acqua si trasforma in vapore che sale a formare le nubi. Queste, a loro volta, raffreddandosi, si condensano e sotto forma di precipitazioni (pioggia o neve) ritornano al suolo, defluendo nuovamente verso laghi e mari, chiudendo così il ciclo.

Schematizzazione del ciclo dell’acqua. Da sottolineare che una parte delle acque meteoriche confluisce direttamente nel sottosuolo ad alimentare la falda acquifera, una quantità d’ acqua che riveste notevole importanza per le attività umane (agricoltura, edificabilità dei terreni, sfruttamento per la potabilizzazione e, non ultimi, per scopi industriali).

Riuscire a misurare le quantità d’acqua coinvolte nei vari passaggi di stato diviene allora un punto estremamente importante per capire non solo in che modo si svolge il processo ma per conoscere eventuali “disfunzioni” che insorgessero, per fenomeni non sempre quantificabili, da poter correggere o sfruttare, a seconda della convenienza.

Ricercatori della Columbia Engineering e della Boston University hanno sviluppato il primo metodo per mappare l’evaporazione a livello globale utilizzando le stazioni meteorologiche, sparse un po’ ovunque sulla Terra, che possono aiutare gli scienziati a valutare la gestione delle risorse idriche e il comportamento recente dell’evaporazione su tutto il globo, nonchè a validare i modelli idrologici superficiali in varie condizioni.

Lo studio è stato pubblicato agli inizi di aprile sulla rivista on line Proceedings of National Academy of Sciences.

“Questa è la prima volta che siamo riusciti a mappare l’evaporazione in modo coerente, sulla base di misure concrete che sono disponibili in tutto il mondo”, afferma Pierre Gentine, docente di Scienze della Terra e di Ingegneria Ambientale alla Columbia. “Questo è un grande passo avanti nella comprensione di come il ciclo dell’acqua sia connesso al mantenimento della vita sulla Terra”.

evaporazione

Acqua che evapora da un lago caldo in una fredda mattina di autunno (da: Sciencedaily)

Il ciclo idrogeologico sulla superficie terrestre comprende, come si è detto, le precipitazioni, il deflusso delle acque e le fluttazioni dell’evaporazione. Si tratta, in definitiva, di analizzare il bilancio tra l’acqua che il suolo riceve e quella che cede, in particolare all’atmosfera, complice l’energia solare.

Le precipitazioni possono essere misurate dagli scienziati in tutto il mondo utilizzando i pluviometri o i dispositivi di telerilevamento a microonde. Per quanto riguarda il secondo parametro, anche il deflusso può essere misurato, nei luoghi in cui le misurazioni sono disponibili. Ma misurare l’evaporazione è da sempre un problema di difficile gestione.

“Misure globali dell’evaporazione sono state una sfida lunga e frustrante per la comunità idrologica internazionale”, spiega Gentine. “Ora, per la prima volta, si dimostra che semplici misure della temperatura e dell’umidità dell’aria da parte delle stazioni meteo possono essere utilizzate in tutto il mondo per ottenere il valore dell’evaporazione giornaliera”.

L’evaporazione è una componente chiave del ciclo idrologico: ci dice quanta acqua abbandona il terreno e quanta invece ne sarebbe necessaria per una vasta gamma di applicazioni, quali l’agricoltura, la gestione delle risorse idriche e le previsioni meteorologiche.

Gentine, che studia il rapporto tra l’idrologia, le scienze dell’atmosfera e il loro impatto sul cambiamento climatico, ha collaborato a questa ricerca con Guido D.Salvucci, professore e presidente del Dipartimento di Scienze della Terra e Scienze Ambientali presso la Boston University, autore principale dello studio.

Utilizzando i dati delle stazioni meteorologiche, i due studiosi si sono concentrati sul fenomeno dell’evaporazione ed hanno scoperto il rapporto che si instaura tra l’evaporazione e l’umidità relativa che ha fornito la velocità di evaporazione.

Gentine e Salvucci prevedono di predisporre mappe giornaliere dell’evaporazione in tutto il mondo, mappe che permetteranno agli scienziati di valutare le variazioni delle quantità d’acqua nelle falde freatiche, di calcolare la richiesta d’acqua per l’agricoltura e di disporre di misure più accurate delle fluttuazioni dell’evaporazione nell’atmosfera.

“Condividere i nostri dati con i ricercatori di tutto il mondo ci aiuterà a saperne di più sul ciclo idrologico della Terra e a valutare le tendenze più recenti; ad esempio, se i fenomeni meteorologici, ed in particolare il riscaldamento globale, stiano accelerando l’evaporazione”, aggiunge Gentine. “L’accelerazione dell’evaporazione, infatti, potrebbe influire notevolmente sul nostro clima, a livello locale, nazionale e globale”.

Leonardo Debbia
27 aprile 2013

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Aggiunto in: Ambiente, Ambiente & Natura

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