21 June 2018

Cade la PIOGGIA, la temperatura sale o scende? Scopriamolo insieme

La pioggia cede e assorbe energia mentre cade dalle nubi. Lo sapevate? Qualcuno forse si, ma la maggior parte di noi probabilmente non si è neanche mai posto il problema. Beh, alla New York University non solo hanno dimostrato lo strano processo fisico, ma lo hanno addirittura quantificato.

L’interessante studio è stato condotto da Olivier Pauluis del Courant Institute of Mathematical Sciences della New York University e Juliana Dias della Physical Sciences Division, dell’Earth System Research Laboratory (ESRL/NOAA), di Boulder, nel Colorado, quindi pubblicato qualche tempo fa sulla rivista Science. Ma di cosa si tratta esattamente?

Allora, dovete sapere che una goccia di pioggia che cade dalle nubi incontra la resistenza dell’aria che deve attraversare e che tende a frenare la sua velocità di caduta. Quest’ultima nel vuoto, sarebbe circa il doppio. La frenata genera quindi un attrito che produce un certo quantitativo di calore, il quale a sua volta tende a scaldare il pelo dell’aria a immediato contatto con la goccia.

Il riscaldamento si ferma e rimane poi costante quando la goccia raggiunge una velocità limite di caduta determinata dall’equilibrio tra accelerazione gravitazionale e resistenza aerodinamica. Bene, grazie alle misurazioni satellitari, i ricercatori sono giunti alla conclusione che tra i 30 e i 40 gradi di latitudine l’energia ceduta dalla goccia all’ambiente circostante ammonta a 1,8 Watt per metro quadrato.

Detta così sembrerebbe che ad ogni acquazzone la temperatura dell’aria debba aumentare e in effetti lo fa ma attenzione, noi non lo avvertiamo, in questo caso entrano in gioco altri tipi di energia, altri calori nascosti, per questo detti calori latenti. I cambiamenti di stato che intervengono durante una precipitazione cedono e assorbono calore con l’aria cirostante risultando determinanti nella temperatura finale dell’aria durante una precipitazione.

Senza entrare troppo in particolari tecnici, basti pensare che una goccia d’acqua che cade dal cielo al di sotto della base nuvolosa che l’ha prodotta tende a evaporare, tanto più velocemente, quanto più secca è la massa d’aria che deve attraversare. Il processo di evaporazione, che può essere totale o parziale (altrimenti le gocce di pioggia non raggiungerebbero mai il suolo) sottrae energia all’aria circostante.

Ecco che, in assenza di avvezioni, ovvero di cambiamenti della massa d’aria durante la precipitazione, calore ceduto per attrito e assorbito per evaporazione si giocano l’esclusiva sulla temperatura finale della colonna d’aria interessata dalla precipitazione. Solitamente prevale il raffreddamento evaporativo, dunque, a conti fatti, dobbiamo tenere a mente che, in caso di pioggia, la temperatura dell’aria, soprattutto se si tratta di aria inizialmente piuttosto asciutta, tenderà sempre a diminuire. 

Più la precipitazione è intensa, estesa e duratura e maggiore sarà questo raffreddamento, raffreddamento che poi, sempre se la massa d’aria non cambia, cesserà restituendoci la temperatura di partenza.

Luca Angelini

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