L’esempio del sorbetto per comprendere alcune dinamiche legate al processo del cambiamento climatico

Perché nonostante una maggiore evaporazione dovuta all’aumento globale della temperatura dell’aria, la piovosità media sta diminuendo, favorendo una sempre più diffusa siccità? La preparazione del sorbetto può aiutarci a capire.

Sorbetto
In una macchina per sorbetto, è il movimento continuo delle pale che impedisce la formazione di cristalli di ghiaccio, prevenendo il passaggio allo stato solido.

Il cambiamento climatico in atto si manifesta in molteplici fenomeni tra loro collegati, anche se a volte in modo complicato. Uno di questi fenomeni è la sempre più diffusa siccità.

L’aumentata frequenza delle alluvioni non arriva a compensare minimamente la diminuita piovosità a livello globale.

Un aspetto controintuitivo del fenomeno della siccità è che aumentando la temperatura globale dell’aria e, di conseguenza, aumentando l’evaporazione, sebbene ci sia maggiore umidità in atmosfera, pur tuttavia la piovosità diminuisce, invece di aumentare.

La preparazione del sorbetto, dessert ideale in questo periodo estivo, può aiutare a comprendere questo strano meccanismo.

Il segreto nella preparazione del sorbetto

Partiamo dalla ricetta per fare un buon sorbetto al limone, ad esempio. Ingredienti comuni a tutti i gusti di sorbetto sono acqua e zucchero. Poi aggiungiamo il succo di limone. Una volta ottenuta una miscela in cui tutto lo zucchero è sciolto bisogna raffreddare.

E qui il segreto è raffreddare ma non fare congelare. Si abbassa gradualmente la temperatura della miscela fino sotto i zero gradi ma si continua a mescolare senza interruzione. Se una volta il mescolamento era manuale oggi esistono macchine apposite (si pensi alle macchine da sorbetto che troviamo nei bar come nella figura di copertina) che munite di eliche mantengono la miscela in movimento.

In questa similitudine con il cambiamento climatico vogliamo arrivare proprio al "movimento". Attraverso il movimento le eliche o pale della macchina cedono energia alla miscela impedendo la formazione di cristalli di ghiaccio. Grazie allo zucchero, il quale abbassa il valore di temperatura a cui avviene il congelamento, ma anche grazie al movimento, succede che, anche sotto i zero gradi la miscela rimane allo stato fluido e non solido.

La temperatura di congelamento dell’acqua pura è di zero gradi. Se l’acqua viene zuccherata moderatamente si ha un abbassamento crioscopico per cui congela a -2 o -3 gradi. Se la concentrazione dello zucchero è elevata il congelamento può avvenire anche a -10 gradi. Ma lo stesso vale per l’acqua salata il cui punto di congelamento si abbassa. Questo fenomeno viene sfruttato gettando sale sulle strade per evitarne il congelamento quando sono bagnate.

Quindi, per ricapitolare, il movimento ostacola il passaggio dallo stato liquido a quello solido.

Il movimento, trasferendo energia al fluido, ostacola il passaggio dallo stato liquido a quello solido.

Ora veniamo al caso del cambiamento climatico.

Maggiore evaporazione maggiore siccità

Sappiamo che il cambiamento climatico si manifesta in tanti fenomeni dall'aumento della temperatura dell'aria e degli oceani, allo scioglimento dei ghiacciai all’estremizzazione degli eventi meteorologici (ondate di calore, alluvioni….).

Una di queste manifestazioni del cambiamento climatico è la siccità. In parole semplici, la terraferma contiene sempre meno acqua. La quantità di acqua che arriva sul suolo attraverso le piogge sta diventando minore di quella che il suolo perde attraverso l’evaporazione.

siccità
La quantità di acqua che il suole perde per evapotraspirazione non viene compensata dalle piogge.

Non solo arriva meno acqua (piovana) ma aumenta anche la rapidità con cui il suolo perde la propria umidità.

Il paradosso di una maggiore evaporazione e minore piovosità

La temperatura globale dell’aria sta aumentando. Questo aumento comporta un aumento dell’evaporazione dell’acqua sia dalla superficie degli oceani sia dalla terraferma. In particolare, l’evaporazione sulla terraferma avviene sia direttamente dal suolo, sia attraverso il processo di traspirazione delle piante. Queste assorbono acqua dal terreno col le proprie radici e poi la liberano nell’aria sotto forma di vapore acqueo.

I due fenomeni insieme vengono chiamati evapotraspirazione.

Una domanda che ci si pone frequentemente è del perché sebbene l’evaporazione stia globalmente aumentando piova sempre di meno e quindi aumenti la siccità.

Il vapore d’acqua presente in atmosfera per diventare pioggia e ricadere in superficie deve passare dallo stato gassoso allo stato liquido, quindi trasformarsi in gocce di pioggia.

Umidità
Sebbene la concentrazione di umidità in atmosfera stia aumentando, le maggiori temperature ne ostacolano la condensazioni in nubi e pioggia.

Ecco tornare la parola chiave “movimento”. L’aumento della temperatura dell’aria significa un aumento della velocità media con cui si muovono le molecole di vapore acqueo. Maggiore è il movimento del vapore acqueo più difficile diventa che le molecole si leghino tra loro per condensarsi in gocce di pioggia.

Ciò che risulta è che aumenta la quantità di acqua che dalla terraferma passa in atmosfera ed aumenta anche la concentrazione di vapore d’acqua che rimane in atmosfera, senza però riuscire a condensare in pioggia.

Volendo utilizzare un’immagine molto esagerata è come se a causa del cambiamento climatico sia in corso un graduale trasferimento dell’acqua dalla superficie terrestre alla troposfera, cioè allo strato atmosferico più basso (l'idrosfera si sta trasferendo in troposfera).

Naturalmente, l'aumento del grado di umidità in atmosfera comporta anche fenomeni estremi di pioggia, tutte le volte che si vengono a creare le condizioni locali opportune per il suo condensamento.

Per ricapitolare, l’aumento del movimento del vapore acqueo in atmosfera legato alla più elevata temperatura dell’aria permette all’atmosfera di trattenere più facilmente una maggiore concentrazione di vapore che, non ritornando al suolo sotto forma di pioggia, determina un progressivo asciugamento del suolo e quindi una più diffusa siccità.