Evaporazione e traspirazione

Per ogni 1 °C di riscaldamento, l'aria può contenere circa il 7% di vapore acqueo in più.

Perché la pelle bagnata dà freddo

Esci da una piscina in una giornata ventilata e rabbrividisci, anche d'estate. La NOAA usa questo esempio per spiegare l'evaporazione. Trasformare acqua liquida in vapore richiede energia e l'acqua sulla pelle la sottrae a te. Il sudore funziona allo stesso modo: il corpo usa il proprio calore per farlo evaporare e si raffredda.

Nel ciclo dell'acqua la principale fonte di energia è il Sole. La luce solare riscalda la superficie marina e alcune molecole acquistano energia sufficiente per staccarsi dalle vicine e passare nell'aria. Poiché gli oceani coprono oltre il 70% della superficie terrestre, forniscono la maggior parte del vapore. Lo USGS stima che circa il 90% dell'umidità atmosferica derivi dall'evaporazione di oceani, mari, laghi e fiumi, e circa il 10% dalle piante.

L'aria calda ne contiene di più

La quantità di vapore che l'aria può contenere ha un limite, che dipende dalla temperatura. I meteorologi lo descrivono attraverso la pressione di vapore saturo. Per calcolarla, la NWS usa es = 6.11 × 10^(7.5T ÷ (237.3 + T)) ettopascal, con T in °C. A 15 °C si ottengono circa 17.1 hPa; a 25 °C circa 31.7 hPa, quasi il doppio. Ogni grado aggiuntivo alza il limite di circa il 7%, il valore citato dalla NASA per l'atmosfera nel suo insieme.

Per questo nel modello salgono più punti quando aumenti la temperatura. Si spiega anche un andamento descritto dalla NOAA per un clima che si riscalda: l'aria più calda assorbe più acqua prima che piova, quindi i periodi asciutti possono durare di più e, quando arriva la pioggia, può essere più intensa. Per lo stesso aumento del 7%, l'aria tropicale umida è un enorme serbatoio di energia, che contribuisce ad alimentare gli uragani.

Le piante come pompe

La traspirazione è l'evaporazione dalle foglie. L'acqua entra nella pianta attraverso le radici, risale il fusto ed esce da minuscoli pori chiamati stomi sulla faccia inferiore delle foglie. La NOAA osserva che solo circa l'1% dell'acqua che attraversa una pianta viene usato per crescere; il restante 99% passa nell'aria. Una foresta è quindi una grande pompa silenziosa che solleva acqua dal terreno al cielo. Gli idrologi spesso riuniscono i due processi e li chiamano evapotraspirazione.

Una piccola parte del vapore proviene dal ghiaccio. Nelle giornate fredde, secche e ventose la neve può sublimare, trasformandosi direttamente in vapore: per questo un accumulo di neve può ridursi senza mai fondere. Secondo lo USGS si tratta di una quota molto piccola dell'umidità nell'aria.

Nelle centrali elettriche l'evaporazione viene sfruttata intenzionalmente. Lo USGS descrive torri di raffreddamento al cui interno viene spruzzata l'acqua calda della centrale: l'evaporazione la raffredda prima che torni nel fiume, perché l'acqua calda danneggerebbe la fauna fluviale. Il pennacchio bianco sopra una torre non è fumo: è vapore che condensa di nuovo in goccioline nell'aria più fredda. Su tutto il pianeta, aggiunge lo USGS, la quantità d'acqua che evapora ogni anno è circa uguale a quella che ricade come precipitazioni.