Come la pioggia dipende dall'umidità del suolo

Il contenuto d'acqua del suolo influisce notevolmente sul clima regionale. Tuttavia, molte correlazioni sono ancora poco chiare. Insieme a colleghi belgi e olandesi, i ricercatori dell'Istituto di atmosfera e clima dell'ETH di Zurigo hanno studiato quando e dove piove di più nel pomeriggio in estate. Volevano scoprire se le precipitazioni sono maggiori nei giorni in cui il terreno è asciutto o bagnato. E dove esattamente è più probabile che piova in questi giorni. Il loro studio è stato sollecitato da risultati contraddittori ottenuti da altri scienziati. Mentre alcuni ricercatori avevano osservato precipitazioni pomeridiane soprattutto nei giorni di elevata umidità del suolo, altri erano giunti alla conclusione apparentemente opposta. La pioggia cadeva dove il suolo era più secco rispetto all'area circostante.

Il nuovo studio fa ora chiarezza. "In media, piove di più nei giorni con elevata umidità del suolo", spiega il primo autore Benoit Guillod, che ha condotto questo studio nell'ambito della sua tesi di dottorato nel gruppo di Sonia Seneviratne, professoressa di dinamica del clima terrestre, e ora lavora all'Università di Oxford. "Tuttavia, la maggior parte delle precipitazioni cade nella parte della regione più secca". Questo fenomeno può essere spiegato come segue: Nel corso della giornata, il sole riscalda la superficie terrestre, provocando l'evaporazione dell'acqua presente nei laghi, nei fiumi, negli oceani e nel terreno. Questo vapore acqueo sale sempre più in alto nel corso della giornata, dove incontra strati d'aria più fredda e si condensa. Inizia a piovere. Soprattutto nelle zone lontane dalla costa, il contenuto d'acqua del suolo gioca un ruolo decisivo: maggiore è l'umidità del suolo, maggiore è l'acqua che può evaporare, aumentando così la probabilità di pioggia.

Ma dove cade esattamente la pioggia? Poiché le aree con la minore umidità del suolo producono l'aria più calda all'interno di una regione umida, il vapore acqueo può salire più in alto ed è quindi più probabile che colpisca gli strati d'aria più freddi. Di conseguenza, in questi luoghi piove anche più spesso.

L'umidità del suolo è ancora poco studiata

Per giungere a questa conclusione, gli scienziati hanno dovuto analizzare una grande quantità di dati. Sebbene l'umidità del suolo sia un importante fattore climatico, mancano dati a livello mondiale. Finora, la Svizzera è stata uno dei pochi pionieri: una rete di stazioni di misurazione avviata dall'Istituto per l'atmosfera e il clima (ETH Life). segnalato). Insieme all'Agroscope Reckenholz-T?nikon e a MeteoSvizzera, l'ETH di Zurigo ha analizzato gli effetti delle precipitazioni sull'agricoltura nell'ambito del progetto SwissSMEX (Lo Swiss Soil Moisture Experiment ha installato 19 stazioni con sonde del suolo in tutta la Svizzera. La temperatura e il contenuto d'acqua del suolo vengono registrati a varie profondità.

Tuttavia, misurazioni così dettagliate sono rare in tutto il mondo. Per lo studio, gli scienziati hanno quindi utilizzato i dati satellitari, che hanno fornito informazioni sull'umidità della superficie del suolo fino a una profondità di due o tre centimetri. Tuttavia, questi dati di superficie non sono sufficienti per un'indagine precisa sull'evaporazione dell'acqua. Infatti, gran parte dell'acqua evapora Chi siamo, in quanto le piante trasportano l'acqua dal basso verso l'alto con le loro radici. Gli scienziati hanno quindi stimato l'umidità del suolo fino a un metro di profondità, valutando anche le informazioni sulla radiazione e sulla temperatura, oltre ai dati sulle precipitazioni e sull'umidità superficiale del suolo.

Chi siamo ha analizzato 100.000 eventi pluviometrici

"Abbiamo steso una griglia sulla superficie terrestre, abbiamo usato un algoritmo per identificare oltre 100.000 singoli eventi di pioggia dal 2002 al 2011 e poi abbiamo analizzato l'umidità del suolo prima di questi eventi", spiega Guillod, illustrando il metodo. Gli studi precedenti si erano concentrati solo sull'aspetto spaziale - dove piove - o sull'aspetto temporale - quando piove. "Solo il nostro studio mostra l'intera relazione temporale e spaziale tra l'umidità del suolo e le precipitazioni", afferma Guillod.

Tuttavia, mette in guardia dal saltare alle conclusioni: "La questione del momento esatto in cui si verificano le precipitazioni non è ancora stata chiarita in modo definitivo a causa della complessità dei processi". computer più potenti, simulazioni più dettagliate ed esperimenti di modellazione dovrebbero fornire in futuro ulteriori risposte su quanto gli eventi di precipitazione siano influenzati dall'umidità del suolo e dai processi atmosferici.

Le risposte a queste domande potrebbero anche aiutare a comprendere meglio altri processi climatici in futuro. "Hanno anche un ruolo nell'interazione tra l'umidità del suolo e la crescita delle piante", spiega Sonia Seneviratne. Questi dati potrebbero, ad esempio, servire come base per la ricerca sulle conseguenze dei sistemi di irrigazione su larga scala in agricoltura. Oppure potrebbero fornire informazioni sulla possibilità di ridurre l'espansione delle aree aride attraverso la semina e l'irrigazione.