Come si misurano le precipitazioni? Con il cambiamento climatico ce ne saranno di più o di meno? Si può far piovere artificialmente? Questo e molto altro nella terza e ultima parte della serie #lameteospiegata dedicata alle precipitazioni.
Nella prima parte di questa serie di blog dedicate alle precipitazioni, abbiamo visto che alla base della formazione delle precipitazioni c’è la condensazione del vapore acqueo, favorita dai moti verticali, dall’orografia, dalle strutture sinottiche (fronti, zone di bassa pressione) e dall'instabilità termica, ci son pure altri fattori che concorrono e aiutano il processo. “Ci sono certamente i moti verticali, ma chiaramente l’umidità, che è ben presente sulle grandi superfici d’acqua del globo, dev’essere spostata per esempio verso le zone dove abbiamo le montagne. Aria umida che deve essere quindi convogliata da correnti, che possono essere a livello regionale, ma anche su scale molto più grandi, continentali e globali, e qui entrano in gioco le oscillazioni naturali. Dobbiamo quindi pensare a tutte le interconnessioni dei processi che abbiamo su scala planetaria, un esempio sono i cicli di El Niño/La Niña visti nell’ultima puntata de #lameteospiegata, dove a dipendenza della fase sono l'Australia e l'Indonesia o viceversa le coste occidentali dell’America Latina che approfittano di precipitazioni importanti, con effetti anche in molte altre zone del mondo. È solo un esempio di queste grandi oscillazioni naturali che sono in grado, per un dato periodo di tempo, di convogliare su una certa regione rispetto a un’altra importanti quantitativi di umidità. Molte parti del mondo sono interessate da queste oscillazioni e altre teleconnessioni naturali. Per l’Europa ad essere preponderante è ad esempio la già menzionata in passato Oscillazione nord atlantica (NAO): quando il suo indice è positivo le perturbazioni e l'umidità vengono deviate maggiormente verso l'Europa settentrionale, mentre con un indice negativo anche il bacino del Mediterraneo può avere un tempo frequentemente uggioso” afferma Luca Nisi.
Partiamo da un dato di fatto: in Europa, e quindi anche in Svizzera, tutte le quantità di precipitazioni sono espresse in millimetri o litri per metro quadrato: “Sono unità equivalenti: un millimetro di pioggia sul territorio, quindi giusto un sottile ‘velo’ di acqua sulla superficie, corrisponde esattamente a un litro distribuito su una superficie di un metro quadrato (e viene denominato con litro per metroquadrato) . Allo stesso modo, se le temperature sono a zero gradi, un litro per metro quadrato/un millimetro di pioggia equivalgono a un centimetro di neve. Però sottolineo, come già visto nella puntata sulla neve, a una temperatura di 0°C, mentre al di sopra o al di sotto di questa soglia i quantitativi cambiano, più è freddo e maggiore sarà l’accumulo e viceversa. Le precipitazioni vengono misurate con il pluviometro o con il pluviografo, dei quali esistono diversi tipi, utilizzati anche a MeteoSvizzera. Per esempio il pluviometro manuale, un recipiente graduato in cui l'acqua entra e si possono leggere quanti millimetri sono caduti in un dato lasso di tempo. Poi abbiamo il pluviografo a doppia vaschetta basculante: l'acqua entra in un contenitore, cade su un bilancino e questo, ogni volta che raggiunge 0,1 millimetri, cambia posizione, fornendo l’input che ci dice che in un dato periodo abbiamo misurato questa quantità. C’è poi il totalizzatore, che viene utilizzato nei luoghi piuttosto discosti, ed è un tipo di pluviometro che viene svuotato solo una volta l'anno: l'acqua non evapora grazie alla presenza di uno strato di olio all'interno. E poi abbiamo i pluviografi di ultima generazione che non sono altro che una bilancia di precisione: in questo caso l'acqua non viene più misurata nel vero senso della parola, bensì viene pesata. Il cambiamento di peso durante una precipitazione in un dato arco di tempo viene poi trasformato con una relazione in millimetri/litri per metro quadrato. I pluviometri e i pluviografi hanno il pregio di fornire una misura diretta della precipitazione, ma restano dei singoli punti in un preciso luogo, manca quindi una visione d’insieme
Questa, così come altre informazioni generali come l’intensità e l’estensione, vengono invece ricavate – seppur in maniera indiretta – dal radar meteorologico, quell’animazione delle precipitazioni che si vede anche sulla nostra applicazione”.
Dati e misurazioni delle stazioni al suolo, manuali, automatizzati, del radar meteorologico, del modello numerico o satellitari (grazie anche alla rete di satelliti meteorologici europei EUMETSAT già trattata in un’altra puntata), portano poi i previsori a fare quello che tutti si aspettano… prevedere il tempo. “Le precipitazioni vengono previste essenzialmente da un modello numerico, così come tanti altri parametri meteo. Partendo da opportune condizioni iniziali, si possono infatti risolvere matematicamente tutte le equazioni che compongono il nostro modello, che non sono altro che relazioni fisiche trasformate in calcoli. Chiaramente il presupposto del modello è che ogni processo atmosferico, per esempio una semplice “evaporazione” o “condensazione”, deve prima venire trasformato in un’equazione, altrimenti i computer non riescono a fare le simulazioni. Il modello numerico è in grado di descrivere una grande variabilità di processi atmosferici a differenti scale temporali e spaziali, come per esempio lo sviluppo di un sistema depressionario, l'arrivo di un fronte, una situazione di favonio, l'arrivo di un temporale o di una nevicata e così via. Va però sempre ricordato che la meteorologia non è una scienza esatta, anche e proprio perché queste equazioni che descrivono lo stato futuro dell’atmosfera non sono risolvibili se non introducendo delle approssimazioni. E in questo senso è calzante l’esempio delle precipitazioni convettive (temporali o rovesci da ciclo diurno): sono legate a una maggiore incertezza e quindi a un rischio molto più alto di commettere errori, sia a livello di distribuzione spaziale, che di tempistica e di quantitativi di precipitazione. Penso che tutti abbiano già avuto una qualche (brutta o bella) sorpresa durante la stagione estiva osservando le animazioni delle precipitazioni durante le giornate temporalesche, l’incertezza di luogo e l’ora precisa dei temporali resta infatti molto alta. Le precipitazioni stratiformi e orografiche avvengono invece in situazioni di minore instabilità atmosferica e in questi casi il modello simula tutti i parametri con un minore margine di incertezza e con una previsione più accurata. Riassumendo all’osso, possiamo dire che la previsione delle precipitazioni durante la stagione fredda è mediamente più accurata di quella estiva.
Muoviamo ancora una volta da un dato di fatto scientifico: per ogni grado in più di temperatura globale, risulta un aumento delle precipitazioni pari al 2%. “Chiaramente questo aumento non avviene in modo uniforme sulle varie regioni del mondo, perché abbiamo visto che un conto è avere l'umidità, un altro è avere le correnti che la spostano su una data regione, oppure dei processi che stimolano lo spostamento verso l'alto di queste masse d'aria. Insomma, se è vero che con maggiore umidità il potenziale di precipitazioni più intense e abbondanti aumenta, anche la loro distribuzione - da sempre molto irregolare a livello mondiale – viene ulteriormente influenzata e modificata dal cambiamento climatico. Con una maggiore disponibilità di umidità si potrà inoltre andare verso un'estremizzazione degli eventi e in parte lo vediamo già anche a livello svizzero: gli scenari climatici per il nostro Paese mostrano che in futuro, con proporzioni diverse in relazione all’incisività delle misure di protezione del clima che verranno adottate, le precipitazioni estive tenderanno a diminuire, mentre le precipitazioni invernali ad aumentare. Una tendenza che come già detto renderebbe il regime di precipitazioni della Svizzera, in particolare del sud delle Alpi, sempre più simile a quello del Mediterraneo.
Due parole si possono poi certamente spendere sulla siccità che ci sta interessando, in maniera più o meno marcata, nel corso degli ultimi due anni, pensando soprattutto al sud delle Alpi, all’Italia del Nord e a parte della Francia centro-meridionale, e che spesso nell’opinione pubblica viene attribuita al cambiamento climatico: “In realtà la siccità fa parte del clima della regione alpina e in particolare del sud delle Alpi. Prendendo ad esempio il pluviometro di Lugano vediamo che nel 1800 ci sono stati anche 3-4 anni consecutivi addirittura più secchi di quelli che stiamo vivendo, anche se non di molto. La grande differenza è che in passato, ed è qui che invece il riscaldamento climatico gioca il suo ruolo, gli anni molto secchi erano anche piuttosto freschi. La siccità attuale è invece accompagnata spesso da ondate di caldo, non solo durante l’estate, ma anche fuori stagione. L’ultimo inverno, molto secco ma pure mite, ne è un esempio. La siccità attuale non è quindi causata del cambiamento climatico, ma le temperature più elevate sì e questa è un aggravante per la siccità, perché accelera il processo di traspirazione del terreno da parte della vegetazione e perdiamo acqua dal suolo più velocemente”.
In conclusione tocchiamo anche un altro argomento importante e molto discusso, tanto sui media quanto a livello scientifico: la geoingegneria applicata alle precipitazioni. “Scientificamente è in effetti un argomento molto dibattuto, anche perché un conto è un sistema concettuale, un modello teorico ‘da laboratorio’, un altro è applicarlo all'esterno e soprattutto su aree vaste. Bisogna dire che ci sono effettivamente dei metodi di modifica delle nubi per stimolare la condensazione, però gli effetti sono spesso a livello molto, molto locale. Un’altra via percorsa già da diversi decenni riguarda il tentativo di ridurre la dimensione dei chicchi di grandine con ioduro d'argento, con dei metodi che sono stati applicati anche in Svizzera quindi. Con l'immissione di nuclei di condensazione di ioduro d'argento all'interno dei temporali si cercava di creare molte più particelle e quindi molte più gocce d'acqua o chicchi di grandine, ma con dimensioni più piccole. Il modello concettuale funziona probabilmente a livello molto locale, ma già solo la dimensione di una nube temporalesca è un limite in sé, perché per disseminarla completamente servirebbe uno sforzo immane difficilmente immaginabile con gli strumenti e i mezzi odierni. Insomma, i risultati di questi sistemi restano molto dibattuti e con dei risultati molto localizzati. Un altro limite è rappresentato dai metodi utilizzati per valutarne l’efficacia, che sono puramente statistici e quindi poco rappresentativi su larga scala. Senza contare che è ancora più pesante l’onere della ‘controprova’, ovvero riuscire a dimostrare che senza l’immissione ad esempio di ioduro d’argento, quella stessa nuvola avrebbe prodotto o meno chicchi di grandine e di quali dimensioni. In conclusione possiamo dire che la geoingegneria in campo meteo-climatologico è ancora molto difficile da applicare nonostante l’innegabile fermento teorico” conclude Luca Nisi.
Il Quotidiano 08.05.2023, RSI LA1: Deficit idrico nel Mendrisiotto
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#lameteospiegata è una serie RSINews, in collaborazione con MeteoSvizzera, che nasce con l’intenzione di approfondire, una volta al mese, un tema meteorologico non per forza legato alla stretta attualità. La missione: renderlo accessibile e comprensibile.
Altri blog della serie #lameteospiegata dedicati alle precipitazioni:
Le precipitazioni svelate (e spiegate) - Parte 1
Le precipitazioni svelate (e spiegate) - Parte 2
Il blog completo de #lameteospiegata è disponibile sul sito web di RSI.