Il ruolo che il vapore acqueo atmosferico svolge nel tempo è complesso e non è chiaramente compreso. Però, I ricercatori dell'Università dell'Arizona hanno iniziato a scoprire la relazione tra l'umidità del suolo mattutina e le precipitazioni pomeridiane in diverse condizioni atmosferiche in un nuovo studio sulla rivista Lettere di ricerca geofisica .

"La saggezza prevalente sulla relazione tra umidità del suolo e precipitazioni è che se hai un terreno più umido al mattino, avrai una maggiore presenza di precipitazioni nel pomeriggio, ma è più complicato di così, " ha detto l'autore principale Josh Welty, uno studente di dottorato UArizona nel Dipartimento di Idrologia e Scienze dell'Atmosfera. "Su scala mondiale, vediamo prove che si possono avere maggiori possibilità di pioggia pomeridiana su condizioni di terreno sia umido che asciutto, a seconda dell'umidità atmosferica."

Il gruppo, che includeva anche ricercatori del Desert Research Institute in Nevada e del Goddard Space Flight Center della NASA, ha utilizzato osservazioni satellitari dell'umidità del suolo e delle precipitazioni pomeridiane nell'emisfero settentrionale degli ultimi cinque anni. Il lavoro è stato supportato dalla NASA e si basa sui dati satellitari della NASA della missione Global Precipitation Measurement e del satellite Soil Moisture Active Passive, così come l'umidità atmosferica e i dati di movimento dall'analisi retrospettiva dell'era moderna per la ricerca e le applicazioni versione 2, o MERRA-2, modello, che incorpora le osservazioni satellitari.

I ricercatori hanno scoperto che nei giorni in cui il vento soffia con poca umidità atmosferica, è più probabile che le piogge pomeridiane si verifichino su terreni più umidi o su un'umidità relativa più elevata. Nei giorni in cui il vento introduce molta umidità atmosferica, le precipitazioni pomeridiane sono più probabili su terreni più asciutti o con umidità relativa inferiore. Il team ha anche scoperto che per entrambe le condizioni, la presenza di precipitazioni pomeridiane è più probabile con il suolo mattutino più caldo o la temperatura dell'aria.

I ricercatori si sono concentrati sui giorni in cui si sono verificate precipitazioni pomeridiane e hanno notato la differenza tra il numero di giorni di pioggia che si sono verificati su un terreno più umido della media e il numero di giorni di pioggia che si sono verificati su un suolo più secco della media. Hanno quindi raggruppato i risultati in tre categorie:alto, trasporto di umidità atmosferica media e bassa da parte del vento.

Questa ricerca si basa su uno studio del 2018 che ha identificato il ruolo dell'umidità del suolo nella quantità di pioggia pomeridiana nelle Grandi Pianure meridionali dell'Oklahoma. Le nuove scoperte mostrano che la relazione tra umidità del suolo, le precipitazioni pomeridiane e l'umidità atmosferica in Oklahoma non si applicano in tutto l'emisfero settentrionale.

"Oltre le Grandi Pianure Meridionali, abbiamo scoperto che quando il vento porta meno umidità, i terreni asciutti sono associati ad aumenti della quantità di precipitazioni; e quando il vento porta maggiore umidità, i suoli umidi sono associati ad aumenti della quantità di pioggia. Nello studio attuale, troviamo che, in realtà, in molte regioni, è vero il contrario per la probabilità di pioggia pomeridiana, " ha detto Welly.

Comprendere il ruolo del vapore acqueo nel tempo è importante perché i suoi effetti si fanno sentire ovunque, secondo il relatore di tesi di Welty e co-autore della carta Xubin Zeng, Agnese N. Haury Endowed Chair in Environment e direttrice del Climate Dynamics and Hydrometeorology Center e Land-Atmosphere-Ocean Interaction Group.

"Per esempio, per le Grandi Pianure Meridionali ci sono molte attività di tornado perché c'è vapore acqueo che si muove dal Golfo del Messico. Anche, sulla costa della California parli di gravi inondazioni da fiumi atmosferici, " che sono corridoi di vapore acqueo concentrato che possono precipitare rapidamente una volta che colpisce una catena montuosa, causando inondazioni di massa, " ha detto Zeng.

"Il vapore acqueo portato dai venti è una fonte importante da capire. In passato, la gente non ci ha prestato abbastanza attenzione nello studio di come le condizioni del terreno influiscano sulle precipitazioni, potenzialmente rendendo i loro risultati fuorvianti. Una volta considerato il movimento del vapore acqueo del vento, i risultati diventano più robusti, " ha detto Zeng.

Comprendere questa relazione è ancora più importante poiché il riscaldamento globale modifica i modelli di umidità atmosferica, umidità del suolo e altro. Tali cambiamenti non avranno solo effetti sul clima e sui disastri naturali, ma anche sull'agricoltura, ha detto Zeng.

"I risultati mostrano davvero la complessità dell'influenza della terra sul tempo e sul clima, ", ha affermato lo scienziato fisico e coautore della carta Joe Santanello del Goddard Space Flight Center della NASA, che presiede il gruppo di lavoro Local Land-Atmosphere Coupling supportato dalla NASA per migliorare i modelli meteorologici e climatici. "Quando si aggiunge il fattore umano dell'irrigazione o dell'uso del suolo che modifica l'aridità o l'umidità dei terreni, che attualmente non rappresentiamo bene nei modelli, potenzialmente abbiamo ulteriori effetti a valle sul tempo e sul clima che non abbiamo previsto".

Il prossimo passo è valutare come queste relazioni si svolgono nei modelli globali di previsione del clima e del tempo.

"I nostri risultati sono osservazionali, ma ora, vogliamo utilizzare la modellazione al computer per aiutarci a capire perché un terreno più secco o più umido potrebbe aumentare la probabilità di precipitazioni, " ha detto Zeng. "Sappiamo che è vero, ma quantitativamente non sappiamo perché."