insenature, fiumi e laghi alimentati dallo scioglimento della neve negli Stati Uniti occidentali stanno già esaurendo a metà luglio 2021, con grande preoccupazione degli agricoltori, biologi e idrologi della neve come me. Questo non è sorprendente in California, dove i livelli di neve durante l'inverno precedente erano ben al di sotto del normale. Ma è vero anche in tutto il Colorado e le Montagne Rocciose, che in generale ha ricevuto una quantità normale di neve. Penseresti che se ci fosse una quantità normale di neve avresti molta acqua a valle, Giusto?

Oltre un secolo fa, lo scienziato della neve James Church presso l'Università del Nevada, Reno, iniziò a esaminare come la quantità di neve sulle montagne fosse correlata alla quantità di acqua nei fiumi alimentati dallo scioglimento della neve. Ma come gli idrologi hanno imparato nei molti decenni successivi, le correlazioni tra nevicate e portate fluviali non sono perfette. Sorprendentemente, ci sono molte cose che i ricercatori non sanno su come il manto nevoso sia collegato ai fiumi.

Certo, un inverno secco si tradurrà in scarse portate in primavera e in estate. Ma ci sono altre ragioni per cui la neve dalle montagne non raggiunge un fiume sottostante. Un'area di ricerca in crescita sta esplorando come la siccità può portare a un suolo cronicamente secco che assorbe più acqua del normale. Quest'acqua riempie anche la falda sottostante.

Ma un altro modo meno studiato in cui l'umidità può essere persa è evaporando direttamente nell'atmosfera. Così come la quantità di neve varia ogni anno, così anche la perdita di acqua nell'aria. Nelle giuste condizioni, più neve può scomparire nell'aria di quanta ne si scioglie nei fiumi. Ma il modo in cui le nevicate e la perdita di umidità nell'aria stessa si collegano ai livelli dell'acqua nei fiumi e nei laghi è una parte importante e non ben compresa del ciclo dell'acqua, soprattutto negli anni di siccità.

Perdere umidità nell'aria

Ci sono due modi in cui l'umidità può essere dispersa nell'atmosfera prima che raggiunga un torrente o un fiume.

Il primo è attraverso l'evaporazione. Quando l'acqua assorbe abbastanza energia dal Sole, le molecole d'acqua si trasformeranno in un gas chiamato vapore acqueo. Questo vapore acqueo galleggiante viene quindi immagazzinato nell'aria. La maggior parte di questa evaporazione avviene dalla superficie dei laghi, dall'acqua nel terreno o quando la neve si scioglie e l'acqua scorre su rocce o altre superfici.

Un altro modo in cui l'umidità può essere dispersa nell'atmosfera è quello con cui potresti avere meno familiarità:la sublimazione. La sublimazione è quando un solido si trasforma direttamente in un gas, pensa al ghiaccio secco. Lo stesso può accadere all'acqua quando la neve o il ghiaccio si trasformano direttamente in vapore acqueo. Quando l'aria è più fredda del gelo, la sublimazione si verifica quando le molecole di ghiaccio e neve assorbono così tanta energia da saltare la forma liquida e saltare direttamente a un gas.

Un certo numero di condizioni atmosferiche può portare a un aumento dell'evaporazione e della sublimazione e, infine, meno acqua che arriva a torrenti e ruscelli. L'aria secca può assorbire più umidità dell'aria umida e trascinare più umidità dal suolo nell'atmosfera. I venti forti possono anche soffiare l'umidità nell'aria e lontano dall'area in cui è caduta inizialmente. E infine, l'aria è più calda e più sole che splende, più energia è disponibile affinché la neve o l'acqua si trasformino in vapore. Quando si ottengono combinazioni di questi fattori, come caldo, i venti secchi delle Montagne Rocciose chiamati venti di Chinook:l'evaporazione e la sublimazione possono avvenire abbastanza velocemente. A secco, giorno ventoso, fino a circa due pollici di neve possono sublimarsi nell'atmosfera. Ciò si traduce in circa una piscina d'acqua per ogni area di neve delle dimensioni di un campo da calcio.

La sublimazione è misteriosa

È relativamente facile misurare quanta acqua scorre in un fiume o in un lago. E usando i satelliti e i rilevamenti della neve, gli idrologi possono ottenere stime decenti di quanta neve c'è su una catena montuosa. Misurazione dell'evaporazione, e soprattutto sublimazione, è molto più difficile da fare.

Oggi i ricercatori di solito stimano la sublimazione indirettamente usando equazioni fisiche e modelli del vento e del tempo. Ma ci sono molte incertezze e incognite in questi calcoli. Inoltre, i ricercatori sanno che la maggior parte della perdita di umidità dovuta alla sublimazione si verifica nel terreno alpino al di sopra del limite del bosco, ma gli scienziati della neve raramente misurano la profondità della neve lì. Ciò aumenta ulteriormente l'incertezza sulla sublimazione perché se non si conosce la quantità di umidità con cui è iniziato un sistema, è difficile sapere quanto è stato perso.

Finalmente, il tempo e l'altezza del manto nevoso variano molto di anno in anno. Tutto ciò rende incredibilmente difficile misurare la quantità di neve che cade e poi si perde nell'atmosfera.

Quando gli scienziati sono stati in grado di misurare e stimare la sublimazione, hanno misurato perdite di umidità che vanno da una piccola percentuale a più della metà delle nevicate totali, a seconda del clima e di dove ti trovi. E anche in un punto, la sublimazione può variare molto di anno in anno a seconda della neve e del tempo.

Quando l'umidità viene dispersa nell'atmosfera, cadrà in superficie sotto forma di pioggia o neve alla fine. Ma potrebbe essere dall'altra parte della Terra e non è utile per le aree colpite dalla siccità.

Conoscenze importanti

È difficile dire quanto sia importante la perdita di umidità nell'atmosfera per il ciclo totale dell'acqua in una determinata catena montuosa. I sistemi automatizzati di monitoraggio della neve, specialmente ad altitudini elevate sopra il limite del bosco, possono aiutare i ricercatori a capire meglio cosa sta succedendo alla neve e le condizioni che causano perdite nell'atmosfera.

La quantità di acqua nei fiumi - e quando quell'acqua appare - influenza l'agricoltura, ecosistemi e come vivono le persone. Quando manca l'acqua, si verificano problemi. Con il cambiamento climatico che porta a più siccità e condizioni meteorologiche variabili, è importante colmare un vuoto di conoscenza del ciclo dell'acqua come quello della sublimazione.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.