Meteo, cosa indicano i millimetri nella misura della quantità di pioggia?

Perché nella misura della quantità di pioggia caduta si utilizzano i millimetri e cosa indica ogni millimetro (mm) di accumulo? I millimetri vengono usati in maniera abbastanza uniforme nel mondo della ricerca scientifica perché permettono di risalire facilmente al volume di acqua caduto su una certa superficie.

La misura in millimetri corrisponde alla così detta altezza pluviometrica. Un millimetro di accumulo è pari come quantità a 1 litro caduto su una superficie di 1 metro quadrato. Dire ad esempio che la quantità di pioggia caduta in una certa località è di 20 mm, equivale a dire che su ogni area di 1 metro quadrato in quella determinata località sono caduti 20 litri di pioggia. Se si posizionasse al suolo un contenitore con una apertura di 1 metro quadro, troverei quindi al suo interno 20 litri. Per questo in alcune nazioni gli uffici preposti alla misura delle precipitazioni usano come unità il l/m2 (litro al metro quadrato). Ci sono poi le nazioni che usano il sistema di misura anglosassone, ed invece di usare i millimetri utilizzano i pollici (inches), ma ormai l’uso del sistema metrico è abbastanza uniforme nel mondo.

Questa maniera di misurare le precipitazioni permette facilmente di calcolare i volumi di pioggia caduti su estensioni areali più grandi. Ad esempio, per calcolare la quantità d’acqua che alimenta un determinato bacino idrografico, basterà conoscere i dati medi di pioggia caduta in un anno (in millimetri) su quel bacino e l’estensione areale che esso ha. Moltiplicando i due valori si ottengono i metri cubi di acqua caduti. Si tratta di un calcolo utilizzato anche dagli idrogeologi per calcolare la ricarica delle falde. Un calcolo utile anche per prevenire piene, perché sapendo in tempo reale quanto sta piovendo sul bacino si può prevedere a grandi linee quale sarà il volume della piena fluviale.

Qui però subentra il problema di quanto fitta è la maglia dei pluviometri dislocati sul territorio: in ogni punto infatti piove in quantità diverse, specialmente durante fenomeni temporaleschi caratterizzati da forte eterogeneità. Inoltre c’è molta differenza ad esempio fra zone montane e pianeggianti, ed in generale sulle nostre catene montuose vi è un aumento della quantità di pioggia media mano a mano che si sale di quota. Avere pochi pluviometri a disposizione può portare ad avere un dato sbagliato sulla reale entità delle precipitazioni in atto.

Chiunque può costruire in casa un proprio pluviometro, e chiunque può ricavare i millimetri di pioggia, nel seguente modo: immaginiamo di avere un contenitore con una bocca di una certa dimensione (i pluviometri usati dai Servizi Idrografici regionali hanno un diametro standard di 36 cm e quindi un’area di 0,1 m2) lasciato all’aria aperta sotto un temporale. Al termine della precipitazione si dovrà misurare la quantità d’acqua caduta, ad esempio con un recipiente graduato in centimetri cubi, di quelli che si usano in cucina. Si avrà quindi a disposizione il volume di pioggia. Dopo aver ricavato l’area dell’imboccatura del pluviometro, essa dovrà essere moltiplicata per il volume di acqua raccolta, e si otterrà una misura in metri, o centimetri, da cui facilmente si ottengono per equivalenza i millimetri di acqua caduti. Ricapitolando, l’altezza di pioggia (mm) = area dell’imboccatura del pluviometro X volume di acqua contenuto nel pluviometro.

La misura ottenuta è universale, e non dovranno quindi essere forniti i dati di apertura dell’imboccatura del pluviometro. Detto questo ci sono però delle regole da seguire per il posizionamento dello strumento. I pluviometri dovrebbero essere installati sempre in aree aperte (quindi lontano da edifici o alberi che possano fare da scudo alla pioggia), con la bocca ad 1 metro e mezzo dal suolo. Inoltre non dovrebbero avere mai una imboccatura troppo piccola perché questo comporta un errore in difetto (specie in occasione di pioggia a vento, la bocca troppo piccola potrebbe non raccogliere tutta l’acqua in caduta). È per questo che i pluviometri ufficiali hanno una imboccatura standard di 36 cm di diametro.

La neve e la grandine vengono misurate dopo il loro scioglimento nel contenitore (ma si usa una sorta di equivalenza per la quale 1 cm di neve è uguale a 10 mm di pioggia, anche se si tratta di un calcolo soggetto ad errore). Un dato da considerare se si vuole essere molto precisi è che i pluviometri, essendo situati al di sopra della superficie del suolo, non registrano le cosiddette “precipitazioni occulte”, cioè quella piccola quantità di acqua che arriva al suolo per la presenza di nebbia, rugiada, brina: si tratta però di quantitativi molto piccoli (inferiori al mm), che non incidono in modo particolare sui valori di altezza d’acqua.

Una volta conosciuta l’altezza di pioggia caduta in varie parti del territorio, possono essere costruite le carte di precipitazione, dove vengono tracciate le “isoiete”: così come in una carta geografica esistono le curve di livello (isoipse) per indicare le diverse altezze sul livello del mare, così le isoiete indicano aree dove è caduta una uguale quantità di pioggia. Questo permette una visione di insieme del territorio, e in poco tempo permette di capire in quali aree potrebbero esserci state criticità per piogge molto abbondanti.

Chiunque può esercitarsi calcolando in casa il volume di acqua caduto nella sua zona. Immaginiamo ad esempio il proprietario di un campo agricolo avente un’estensione di 10.000 m2 (un ettaro). Se al centro del suo campo ha posizionato un pluviometro e da esso ricava che in un giorno sono caduti ad esempio 5 mm di pioggia (cioè 0,005 metri), potrà calcolare il volume di acqua caduta nel suo campo in questo modo: 0,005 m x 10.000 m2= 50 metri cubi. E poiché 1 metro cubo di acqua corrisponde a 1000 litri, otterrà la cifra di 50.000 litri di acqua. Di questa quantità una parte si infiltrerà nel suolo alimentando la falda, un’altra parte scorrerà in superficie andando ad alimentare i vicini corsi d’acqua, ed un’altra parte sarà soggetta all’evapotraspirazione (evaporazione durante il giorno e traspirazione attraverso le radici delle piante).

La conoscenza della quantità di pioggia che cade sul territorio ha un interesse enorme per aspetti fondamentali della nostra vita quotidiana. Innanzitutto per il fabbisogno idrico. Una parte di quell’acqua si infiltra nel sottosuolo e va a ricaricare le falde: quanto più piove, tanta più acqua sotterranea avremo a disposizione per il consumo idrico. Quanto meno piove, tanto più dovremo razionare le riserve di acqua presenti. Ovviamente questo fattore dipende anche dalla permeabilità del terreno (se è coperto da cemento o se sono presenti sedimenti impermeabili, non si infiltrerà che una minima parte). In secondo luogo per il rischio idraulico: la parte di acqua che scorre in superficie (cioè che scorre senza infiltrarsi) alimenterà i corsi d’acqua facendone crescere la portata e potrà causare piene, esondazioni. Si tratta perciò di parametri importantissimi da considerare e da tenere costantemente sotto controllo per un miglior rapporto con il territorio.