Stima dell'evapotraspirazione effettiva ed evapotraspirazione potenziale

Nel fenomeno dell'evapotraspirazione conviene fare una distinzione tra l'evapotraspirazione effettiva e quella potenziale.

L'evapotraspirazione potenziale è quella che si avrebbe se l'energia disponibile fosse l'unico fattore limitante. Essa è quindi legata, in ultima analisi, soprattutto alla temperatura.

L'evapotraspirazione effettiva è quella che si ha in realtà quando sussistono limitazioni d'altro genere, tra cui fondamentale è la disponibilità d'acqua.

Quando non esistono limitazioni nella disponibilità d'acqua, l'evapotraspirazione effettiva uguaglia quella potenziale.

Per il calcolo dell'evapotraspirazione potenziale può essere adoperata la formula di Thornthwaite:

E_p

j=1,6(10 T_j/I)α (19) dove:

E_p

j è l'altezza di evapotraspirazione del mese j espressa in mm T_j è la temperatura media, in gradi centrigadi, del mese considerato I è un indice dato da:

I= ∑∑∑∑ j= 0 12 i_j (20) con i_j=(T_j/5)^1,514 (21)

α è un esponente espresso dalla:

α=0,49239+1792*10^-5 I -771*10^-7I² +675*10^-9 I³ (22) I valori di E_p

j calcolati secondo la (19) devono essere corretti tramite dei coefficienti K che tengono conto del numero dei giorni e delle ore comprese tra l'alba ed il tramonto di ogni mese.

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Serra ha proposto di semplificare le formule di Thornthwaite, che darebbero una precisione illusoria ponendo

i=(T/5)^1,5 =0,09 T^1,5 (22') e

α=0,5 + 1,6*10^-2I (22') Formule diverse sono state proposte dallo stesso Serra e da altri Autori. L'evapotraspirazione effettiva si stima facendo intervenire anche un fattore che tenga conto della disponibilita' idrica.

Lucien Turc ha concepito una formula che fa comparire la disponibilità idrica sotto forma di altezza di precipitazione

E_e= ^A (

√⎯⎯⎯

E_e è l'altezza annua di evapotraspirazione effettiva, espressa in millimetri

A è l'altezza di precipitazione annua in millimetri;

L è un parametro dipendente dalla temperatura media annua T,espressa in gradi centigradi, espresso dalla:

L=300 + 25 T + 0,05 T³

Questa formula è stata confrontata con le misure eseguite su numerosi bacini ed ha dato risultati soddisfacenti.

Anche per il calcolo dell'evapotraspirazione effettiva sono state date altre formule, alcune delle quali consentono il calcolo dell'evapotraspirazione anche per periodi più brevi dell'anno.

Purtroppo la formula di Turc da solo l'evapotraspirazione totale annua, spesso, invece occorre il suo valore mensile o stagionale.

Un metodo, tratto dal Réméniéras per il calcolo dell'evapotraspirazione reale tramite la formula di Thornthwaite é quello riportato nel flow-chart e nella tabella seguente.

In essi si sono adottati i seguenti simboli: j indice del generico mese;

D differenza tra precipitazione ed evapotraspirazione potenziale E umidità del terreno

1) se le precipitazioni del mese (colonna b della tabella seguente) sono superiori all'evapotraspirazione potenziale:

a) l'evapotraspirazione reale (colonna g) è uguale a quella potenziale; b ) l'eccedenza (colonna e) delle precipitazioni sull'evapotraspirazione

potenziale è immagazzinata nell'umidità del suolo. Ciò avviene sino al raggiungimento della saturazione che Thornthwaite ammette raggiunta quando le riserve superficiali1 cumulate sommano a 100 mm d'acqua (indicazione che si ritiene valida anche nel caso specifico).

c) la parte dell'eccedenza che supera l' eventuale riserva cumulata di 100 mm ammessa qui sopra costituisce il "water surplus" ed è disponibile per lo scorrimento superficiale (deflussi superficiali) o sotterranea (alimentazione falde).

2) Se le precipitazioni del mese (colonna b) sono inferiori all'evapotraspirazione potenziale (colonna a), l'evapotraspirazione reale (colonna g) è la somma delle precipitazioni del mese (colonna b) e di tutto o parte della riserva d'acqua del suolo, questa è supposta mobilizzata come segue:

a) se la riserva anteriore di umidità (colonna c) è tale da colmare l'insufficienza di precipitazioni (colonn b), l'evapotraspirazione è ancora uguale alla potenziale. Le riserve del suolo sono allora ridotte della differenza tra l'evapotraspirazione potenziale e la precipitazione del mese considerato.

b ) se la riserva di umidità del suolo è insufficiente per soddisfare l'evapotraspirazione potenziale, l'evapotraspirazione reale è allora uguale alla somma delle precipitazioni e delle riserve disponibili.

La differenza tra l'evapotraspirazione potenziale e quella reale così calcolata costituisce il deficit d'acqua che talvolta è chiamato "deficit agricolo"; perchè

1 Si tratta qui unicamente della riserva d'acqua costituente l'umidità del suolo e suscettibile di

essere variata dalla vegetazione, questa dipendente dalla struttura del terreno e dalla sua copertura vegetale.

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rappresenta la quantità d'acqua supplementare che potrebbe essere adoperata dalle piante e dal suolo se la disponibilità d'acqua fosse completata con l'irrigazione.

Da quanto sopra visto é evidente che nei mesi estivi i terreni agricoli perdono tutta la loro umidità che viene in quanto i valori della temperatura sono tali che l'acqua contenuta nel terreno é costretta ad evaporare e la stessa evaporazione non raggiunge i valori potenziali in quanto é limitata dalla quantità d'acqua disponibile proveniente dalle precipitazioni meteoriche la cui entità, nei mesi in parola, é inferiore a quella richiesta dalla sola evapotraspirazione.

VARIAZIONE MENSILE DELLA RISERVA D'ACQUA NEL TERRENO AGRARIO A PARTIRE DA UN MESE ( j=1) DI NON ARIDO CON RISERVA MASSIMA

(SATURAZIONE) PARI a 100 mm D'ACQUA

D(j)>0 ^SI NO G(j-1)=0 NO SI G(j)=D(j) G(j-1)<100 G(j)=100 NO SI j=2 G(j-1)-ABS(E(J))>0 NO j=j+1 SI G(j)=G(j-1)-ABS(E(J)) G(j-1)+D(j)<100 SI G(j)=G(j-1)+D(j) NO G(j)=100 D(j)<0 SI G(j)=0 NO G(j)=D(J)

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meseEvapotraspiraz. Precipi- diffe- variazione Umidità disponibile Evapotraspiraz. potenziale tazione renza umidità terreno evaporaz. effettiva

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) a b c d e f g 1 11 58 47 0 100 158 11 2 16 66 50 0 100 166 16 3 31 69 38 0 100 169 31 4 51 64 13 0 100 164 51 5 84 70 -14 -14 86 170 84 6 109 74 -35 -35 51 160 109 7 127 51 -76 -76 0 102 102 8 115 55 -60 -60 0 55 55 9 83 56 -27 -27 0 56 56 10 50 80 30 0 30 80 50 11 24 79 55 0 85 109 24 12 14 82 68 0 100 167 14

Nel grafico che segue (fig. 29 bis) sono riportati gli andamenti mensili delle grandezze più significative del bilancio allabase del calcolo dell' evapotraspirazione, relativo al bacino del Torrente Buonanotte, un corso d'acqua minore che versa sul litorale Adriatico poco a monte del Trigno.

0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 0 100 200 evap.potenz. precipitaz. umid. terreno evap. effet. ANDAMENTO TEMPORALE DELLE EVAPOTRASPIRAZIONE EFFETTIVA CONFRONTATO

mesi

pioggia,evaportaspirazione,umidità (mm)

CON QUELLO DELLA EVAPOTRASPIRAZIONE EFFETTIVA DELLA PRECIPITAZIONE E DELL' UMIDITA' DEL TERRENO

Fig. 29 bis-graficizzazione delle risultanze del bilancio idrologico

La differenza tra l'evapotraspirazione potenziale e quella reale così calcolata costituisce il deficit d'acqua che talvolta è chiamato "deficit agricolo"; perchè

rappresenta la quantità d'acqua supplementare che potrebbe essere adoperata dalle piante e dal suolo se la disponibilità d'acqua fosse completata con l'irrigazione.

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5 IDROGRAFIA, I CORSI D'ACQUA, L'IDROMETRIA, LE MASSIME