LA RUGIADA: IL MONDO IN UNA GOCCIA, FOTO SPETTACOLARI

LA RUGIADA

La rugiada, è una precipitazione atmosferica in forma liquida che compare sul suolo e sulla vegetazione, quando il vapore acqueo contenuto nell'aria viene a contatto con superfici rese fresche dall'irraggiamento e quindi condensa in gocce d'acqua; la temperatura delle superfici non deve essere troppo bassa altrimenti il vapore si deposita come brina.



Nella stagione calda, la rugiada si forma per lo più su superfici che meno risentono del riscaldamento del terreno, come erba, foglie, tetti. La rugiada non deve essere confusa con la guttazione, che è il processo con cui le piante espellono l'acqua in eccesso.


Formazione



La quantità di vapore acqueo che l'aria può contenere dipende dalla temperatura. La temperatura alla quale l'aria è satura di vapore è chiamato punto di rugiada. Quando la temperatura delle superfici cala e raggiunge il punto di rugiada, il vapore acqueo contenuto nell'atmosfera condensa per formare piccole gocce sulle superfici. Questo processo distingue la rugiada da quelle precipitazioni che si formano direttamente nell'aria che si raffredda al punto di rugiada (intorno ai cosiddetti nuclei di condensazione), come le nuvole o la nebbia.


Punto di rugiada



In generale, con l'espressione punto di rugiada (in inglese dew point) si intende un particolare stato termodinamico (rappresentato dalla temperatura e dalla pressione) in corrispondenza del quale una miscela bifase multicomponente liquido-vapore diviene satura di vapore. In altre parole, oltre il punto di rugiada (cioè a temperatura maggiore e/o a pressione minore) si ha la presenza solo di vapore, mentre sotto il punto di rugiada (cioè a temperatura minore e/o a pressione maggiore) il sistema è bifase (costituito da un liquido in equilibrio con il suo vapore).


Punto di rugiada e punto di ebollizione



Nel caso dei sistemi monocomponente (cioè costituiti da una sola sostanza chimica, allo stato puro) il passaggio di fase liquido-gas avviene attraversando il punto di ebollizione. Il punto di ebollizione si trova quindi a cavallo tra la zona di esistenza del gas (o vapore) e la zona di esistenza del liquido.



Nel caso di sistemi multicomponente (cioè costituiti da più sostanze chimiche, ad esempio aria e acqua) invece il passaggio di fase liquido-gas avviene attraversando una zona bifase liquido-gas, che è delimitata da due condizioni, dette "punto di rugiada" e "punto di bolla". Il punto di rugiada in particolare si trova a cavallo tra la zona di esistenza del gas (o vapore) e la zona di esistenza della miscela gas-liquido, mentre il punto di bolla si trova a cavallo tra la zona di esistenza del liquido e la zona di esistenza della miscela gas-liquido.



Esempi di possibili diagrammi temperatura-concentrazione per sistemi bicomponente. Il punto di bolla (vapore saturo) corrisponde alla curva tratteggiata (a temperatura maggiore), mentre il punto di rugiada (liquido saturo) corrisponde alla curva continua (a temperatura minore). Le condizioni per cui il punto di rugiada e il punto di bolla coincidono (nel secondo e nel terzo diagramma) sono detti "punti di azeotropo".


Punto di rugiada dell'aria



In meteorologia con l'espressione temperatura di rugiada si intende la temperatura alla quale, a pressione costante, l'aria (o, più precisamente, la miscela aria-vapore) diventa satura di vapore acqueo.



Essa indica a che temperatura deve essere portata l'aria per farla condensare in rugiada, senza alcun cambiamento di pressione. Se il punto di rugiada cade sotto 0 °C, esso viene chiamato anche punto di brina.



Qualsiasi eccedenza di vapore acqueo ("sovrasaturazione") passerà allo stato liquido. Allo stesso modo, il punto di rugiada è quella temperatura a cui una massa d'aria deve essere raffreddata, a pressione costante, affinché diventi satura (ovvero quando la percentuale di vapore acqueo raggiunge il 100% della quantità possibile nell'aria a quella temperatura) e quindi possa cominciare a condensare nel caso perdesse ulteriormente calore.



Ciò comporta la formazione di brina, rugiada o nebbia a causa della presenza di minuscole goccioline di acqua in sospensione. Questa temperatura viene trovata sul diagramma psicrometrico tracciando una linea a titolo costante fino a toccare la curva di saturazione.


Descrizione



Per un dato livello di pressione, ma indipendentemente dalla temperatura, il punto di rugiada indica la frazione molare del vapore acqueo nell'aria, in altre parole l'umidità specifica dell'aria. Se la pressione dell'aria aumenta senza cambiare frazione molare, aumenterà anche il punto di rugiada. La riduzione della frazione molare causerà il ritorno del punto di rugiada allo stato iniziale. Per questo motivo, lo stesso punto di rugiada a Roma e sul Monte Bianco indica che sul Monte Bianco c'è più vapore acqueo che a Roma per frazione d'aria.



D'altra parte, per un dato livello di temperatura, ma indipendentemente dalla pressione, il valore del punto di rugiada indica l'umidità assoluta dell'aria. Se la temperatura aumenta senza cambiare l'umidità assoluta aumenterà anche il punto di rugiada. Ridurre l'umidità assoluta farà regredire il punto di rugiada al suo valore iniziale. Nello stesso modo incrementare l'umidità assoluta dopo un calo della temperatura porta il punto di rugiada al livello iniziale. Questo vuol dire che lo stesso punto di rugiada a Roma e sul Monte Bianco indica che il peso del vapore per metro cubo d'aria è lo stesso.



La quantità di vapore acqueo che può essere contenuta nell'aria dipende dalla sua temperatura e pressione. Un aumento di temperatura consente all'aria di contenerne una maggiore quantità, mentre una riduzione ne riduce il quantitativo sino a raggiungere il punto di rugiada, che rappresenta la condizione alla quale il vapore si condensa e si separa in forma d'acqua. Il punto di rugiada e la pressione del vapore sono tra di loro corrispondenti ed indipendenti dalla pressione totale dell'aria.



Il punto di rugiada è associato all'umidità relativa. Un alto valore di umidità relativa indica che la temperatura è prossima al punto di rugiada. Se l'umidità relativa è 100%, il punto di rugiada coincide con la temperatura. Dato un punto di rugiada costante, un incremento della temperatura porterà una diminuzione dell'umidità relativa. Per questa ragione, i climi equatoriali possono avere basse umidità relative ma essere ugualmente percepiti come molto umidi.



Al raggiungimento del punto di rugiada durante la notte il decremento di temperatura, per irraggiamento termico terrestre, si arresta o diminuisce sensibilmente in virtù della liberazione del calore latente di condensazione (se al di sopra dello zero termico) e/o di quello di brinamento (se al di sotto dello zero termico), lentamente dissipato per irraggiamento anch'esso: l'andamento tipico della temperatura in queste circostanze è quello a dente di sega con trend lievemente discendente.



Tuttavia tanto più basso è tale valore di saturazione tanto meno vapore acqueo è presente in atmosfera, tanto meno vapore è disposto a condensare/brinare, minore sarà la liberazione del calore latente da dissipare e la temperatura può continuare a scendere sia pure ad un tasso più basso o ad un tasso costante nel caso di bassissime temperature; viceversa tanto più alto è tale valore (specie al di sopra dello zero) tanto più il tasso di diminuzione si smorza fino al caso limite della stazionarietà.


Occorrenza



Un raffreddamento sufficiente delle superfici si ha quando queste perdono più energia dalla radiazione infrarossa di quella che ricevono dal Sole, il che avviene soprattutto nelle notti serene. Le superfici più soggette a esser coperte di rugiada sono quelle che perdono calore facilmente, in special modo quando ci sono poche nuvole e poco vapore nell'alta atmosfera per minimizzare l'effetto serra e, viceversa, un certo livello d'umidità in prossimità del suolo.



L'umidità può provenire dall'atmosfera stessa o dal suolo. Nel primo caso, sebbene il vento notturno tenda a portare aria calda dagli strati superiori dell'atmosfera, una certa moderata ventilazione (meno di 5 km/h) favorisce la rugiada perché rimpiazza in continuazione il vapore che condensa. Se, invece, è il suolo a fornire umidità all'aria, il vento è sempre un ostacolo.


Accumuli di rugiada



A causa della dipendenza dal bilancio della radiazione, gli accumuli di rugiada possono raggiungere un massimo teorico di 0,8 mm per notte; i valori misurati, tuttavia, molto raramente superano 0,5 mm. Nella maggior parte del mondo, la rugiada non può competere con la pioggia.


La rugiada e la vegetazione



La rugiada è benefica per la vegetazione, perché mantiene alto il livello di umidità e perché riduce i danni dovuti ad eventuali periodi di siccità; è inoltre utile in quanto nelle zone desertiche questo fenomeno permette il formarsi della falda acquifera che alimenta i pozzi.


Brina, rugiada e rugiada bianca



La brina, che si forma se il punto di rugiada è inferiore a 0 °C, è un fenomeno di brinamento e non deve essere confuso con il ghiaccio prodotto dalla rugiada che, in certe condizioni, congela. Questa formazione di ghiaccio si chiama rugiada bianca.


La guazza



Un fenomeno simile alla rugiada è la guazza che si forma in presenza di nebbia, specie quando questa è densa. A causa del raffreddamento notturno, la nebbia può diventare piovigginosa e lasciare sui corpi uno strato d'acqua che col tempo diventa assai consistente. Gli accumuli sono quindi ben superiori a quelli della rugiada vera e propria.