Vorrei sapere la formula più attendibile per l’evaporazione da piccoli specchi d’acqua, per esempio quelli che si vengono a creare dopo la costruzione di piccoli sbarramenti.

Come noto, il processo dell’evaporazione consiste nel passaggio della materia, nella fattispecie l’acqua, dallo stato liquido a quello gassoso.
Tale processo dipende da numerosi fattori quali ad esempio la temperatura dell’acqua, quella dell’aria, la profondità dello specchio d’acqua, il vento, l’irraggiamento, l’umidità .
Malgrado l’importanza di questa grandezza negli studi idrogeologici, essa è di difficile valutazione.
Ne sono una prova le molteplici formule proposte da vari Autori quali ad esempio quelle di Thorntwaite-Holzman, di Meyer, di Leather, ecc.
Fra tutte, soprattutto in Italia, trovano ampio utilizzo quelle proposte da VISENTINI.
Esse permettono la stima dell’evaporazione sia su base media mensile che su base media annua e sono le seguenti:

  • Evaporazione media mensile

                Em= 2.25 * Tm1.5          (1)

                        in cui
                            Em= evaporazione media mensile (mm/mese)
                            Tm= Temperatura media mensile (°C)

  • Evaporazione media annua

                Ea= 75 * Ta                  (2) (per specchi d’acqua posizionati in quota tra i 0 e i 200 m s.l.m.).

                Ea= 90 * Ta                  (3) (per specchi d’acqua posizionati in quota tra i 200 e i 500 m s.l.m.).

                Ea= 90 * Ta+300         (4) (per specchi d’acqua posizionati in quota sopra i 500 m s.l.m.).

                        in cui
                            Ea= evaporazione media annua (mm/anno);

                            Ta= Temperatura media annua.

Queste formule sono empiriche e, in quanto tali, portano a risultati soddisfacenti solo nei luoghi in cui sono state effettuate le esperienze che le hanno prodotte.

Infatti, seppure molto usate, esse possono comportare un errore non del tutto trascurabile.

Ad esempio, se considerassimo di voler calcolare l’evaporazione media annua di un lago posto a quota 199 metri s.l.m. e con Ta di 14 °C, applicando la (2) otterremmo Ea=1050 mm/anno.
Se lo stesso lago fosse posto a quota 201 m s.l.m. dovremmo applicare la (3) ottenendo Ea=1260 mm/anno.
Quindi, una differenza in quota di soli 2 m, si ottiene una differenza in evaporazione di ben 110 mm annui.

Inoltre, per uno stesso lago, potremmo calcolare l’evaporazione media annua sia tramite una delle formule (2), (3) o (4) (a seconda della quota) oppure come somma dell’evaporazione media mensile calcolata per ogni mese dell’anno con la (1).
Anche in questo caso otterremmo risultati molto diversi tra loro.

Consideriamo un lago posto a 600 m s.l.m. con la seguente distribuzione media mensile delle temperature:


Mese Gen
Feb
Mar
Apr
Mag
Giu
Lug
Ago
Set
Ott
Nov
Dic
Media
Annuale
Tm (°C)
3
5
7 12 15 19 22
23
19 14 9 5 12,75

L’evaporazione media annua, calcolata con la (4), assume il valore di 1447.5 mm/anno.


Le evaporazioni medie mensili, calcolate con la (1) sono le seguenti:

Mese Gen
Feb
Mar
Apr
Mag
Giu
Lug
Ago
Set
Ott
Nov
Dic
Media
Annuale

Tm (°C)
3
5
7 12 15 19 22
23
19 14 9 5 12,75
Em
(mm/mese)
11,69
25,16
41,67
93,53
130,71
186,34
232,18
248,18
186,34
117,86
60,75
25,16
1359,58


La loro somma fornisce l’evaporazione media annua che è pari a 1359.58 mm, con una differenza di circa 88 mm dal valore ottenuto in precedenza.

Studi recenti eseguiti da Dragoni-Valigi (1994) per i laghi del centro Italia hanno stimato per la (1) un errore fino al 60%. A risultati di maggiore precisione si arriva con l’utilizzo delle (2), (3) o (4) con un errore che si riduce al 10% circa.
Tali studi hanno portato, inoltre, all’elaborazione della seguente formula su base media mensile per la stima dell’evaporazione da un evaporimetro di classe A (1) .
Sui laghi del versante tirrenico dell’Italia centrale l’applicazione di tale formula sembra fornire risultati migliori di quelli ottenibili con le formule di Visentini.

La formula è la seguente:

                E = b * im a1* tia2            (5)

                            in cui:
                                E= evaporazione media mensile (mm/mese)
                                im= indice di Thorntwaite-Mather i = 0,09
* Ti1.5
                                ti = temperatura media mensile (°C)
                                a1, a2 e b = coefficienti con i seguenti valori:

a1 a2 b
3,063 0,486 19,007

I dati ottenuti con l’applicazione della (5) devono essere corretti tramite l’applicazione di un coefficiente di correzione Cw che tiene conto del fatto che l’evaporazione da un evaporimetro è maggiore di quella di un lago. Per i laghi dell’Italia centrale, tuttavia, si può assumere Cw=1.

In ogni caso, qualsiasi sia la formula utilizzata, il valore che si ottiene è solo una stima del valore dell’evaporazione di uno specchio d’acqua poiché il fenomeno, come già precedentemente detto, dipende da tanti fattori che non sono contemplati in toto nelle formule.
Per la conoscenza precisa di questa grandezza occorre semplicemente misurarla tramite gli appositi strumenti chiamati evaporimetri.
Si tratta di recipienti cilindrici metallici poco profondi di dimensioni note.
A intervalli prefissati viene misurata la quantità d’acqua che si perde per evaporazione. Affinché i dati forniti da un evaporimetro siano il più vicino possibile a quelli reali, è necessario che lo strumento sia continuamente controllato, avendo cura che la variazione del livello dell’acqua al suo interno sia dovuta soltanto all’evaporazione e non ad altri fattori.
Per questo motivo lo strumento deve essere ben protetto dagli animali (potrebbero bere l’acqua che contengono e così l’evaporazione potrebbe raggiungere valori esagerati anche in un mese freddo) e la superficie deve essere sempre libera da foglie o quant’altro potrebbe depositarsi su di essa.
È necessario, inoltre, che lo strumento sia posizionato in corrispondenza di un punto appresentativo della zona: ad esempio non deve essere posizionato nei pressi di edifici che potrebbero influenzare l’insolazione o l’arrivo dei venti sullo strumento stesso.

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Note:
1 Gli evaporimetri di classe A sono recipienti con base di 1,14 m2, diametro di 120,6 cm e altezza di 25,4 cm appoggiati al suolo tramite una piattaforma che consente la circolazione dell’aria al di sotto di essi.


Particolare dell’evaporimetro Classe A pan e del pluviometro.


Due evaporimetri Classe A pan.