Atmosfera e clima
prof. Riccardo Andrei ITAS
Treviglio
Il clima
Il CLIMA è l’insieme delle condizioni atmosferiche
(temperatura, umidità, precipitazioni atmosferiche, venti) che
caratterizzano una determinata REGIONE geografica.
La Commissione di Climatologia dell’Organizzazione
Meteorologica Mondiale definisce il clima come, l’insieme
consueto e fluttuante degli elementi fisici, chimici e biologici
che principalmente caratterizzano le condizioni meteorologiche
di una determinata regione della terra e che influenzano la vita
degli esseri che la popolano, siano essi animali che vegetali.
prof. Riccardo Andrei ITAS
Treviglio
Climatologia
La climatologia è una branca della geografia fisica che si
occupa dello studio del clima e delle sue variazioni nel
lungo periodo.
Studia i differenti tipi di clima presenti sulla terra, e come
sono variati nel passato.
Inoltre, studia, registra ed elabora la cadenza con la quale
certi fenomeni climatici si ripetono, dalla cui analisi
dettagliata si riesce a risalire alle cause fisiche che
determinano le variazioni climatiche.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Meteorologia
La meteorologia è la scienza che si occupa
dell’atmosfera e delle sue variazioni; essa si
basa sostanzialmente sull’osservazione dei
fenomeni.
Lo scopo è di stabilire la struttura e le
modificazioni fisiche che intervengono nella
composizione dell’atmosfera attraverso il
rilevamento continuo dell’andamento dei
diversi fenomeni.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Sulla terra esistono una grande variet
à di climi a causa
varietà
di una serie di caratteristiche del nostro pianeta
La terra gira in un anno intorno al sole moto di rivoluzione
2)
Ha forma sferica e gira su se stessa in 24 ore con un moto di
rotazione;
3)
L
’asse di rotazione non è perpendicolare al piano di rivoluzione,
L’asse
ma inclinato di 67
67°°
4)
Ha grandi masse fluide: atmosfera e oceani.
Essendo la terra sferica non tutti i punti di essa ricevono la sstessa
tessa
quantit
dell’equatore, diminuisce
quantitàà di radiazione; max nella fascia dell’equatore,
man mano che ci si sposta verso i poli;
Il fatto che ruoti intorno al suo asse determina ll’alternarsi
’alternarsi del
giorno e della notte;
l’asse N-S
N-S inclinato crea due importanti effetti:
l’asse
1)
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
1)nell’arco dell’anno c’è una successione di stagioni;
2) la lunghezza del giorno varia nei vari mesi secondo
la latitudine
Se l’asse di rotazione fossa perpendicolare al piano di rivoluzione intorno al
sole, ogni punto del pianeta avrebbe un clima uniforme durante tutto
l’anno in funzione della latitudine:
Verticalmente
All’equatore
Sempre più obliquamente
Le fasce latitudinali
L’inclinazione dell’asse di rotazione fa si che la terra riceva i raggi
In maniera difforme: per sei mesi un emisfero è più esposto al sole
Più dell’altro, si inverte nei mesi successivi.
Equinozzi: 21 marzo e 21 settembre
I due emisferi sono irraggiati
In egual
prof. Riccardo
Andreimisura
ITAS Treviglio
L’irraggiamento di un emisfero è al suo massimo quando l’inclinazione
dell’asse porta il rispettivo polo ad essere inclinato verso il sole (21 giugno
emisfero boreale, 21 dicembre emisfero australe)
Il divario tra estate e inverno è tanto maggiore quanto più
Alta è la latitudine: all’equatore è impercettibile
La lunghezza del giorno varia secondo la stagione, ad eccezione
Dell’equatore: giorno uguale alla notte. Se si sale con la
Latitudine si osserva giorni lunghi e notti corti in estate e viceversa
Giorno e notte della stessa durata si osservano
In tutte le latitudini solo nel giorno degli equinozi.
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Atmosfera e clima
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Regioni atmosferiche
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
La sede in cui si
manifestano tutti i
fenomeni meteorologici
che danno luogo ad un
determinato tipo di
clima è l’atmosfera
terrestre.
Il clima influenza la
vita, esso si può
ritenere abbastanza
costante se viene
valutato in un lungo
periodo di tempo.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Natura dei fenomeni atmosferici
Fisica: barici, termici, idrici, elettrici e
luminosi.
Chimica: derivanti dalla presenza di sostanze
chimiche utili o dannose presenti
nell’atmosfera (CFC, CO2,, CH4, NO2, O3).
Biologica: presenza nell’atmosfera di
microrganismi utili o dannosi.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Gli elementi del clima:
Radiazione solare
(effetto termico e
luminoso)
Idrometeore
Atmosfera
(composizione e venti)
I fattori di influenza:
Inclinazione asse terrestre
Latitudine
Altitudine
Grandi masse d’acqua
Esposizione
Morfologia terrestre
Grandi masse di vegetazione
L’elaborazione di questi parametri mira a
descrivere il clima di una regione; il
rilevamento necessita di un lungo periodo
d’osservazione,
trent’anni.
prof. Riccardominimo
Andrei ITAS Treviglio
Stagioni astronomiche
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Solstizi
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
La radiazione solare
Effetto luminoso
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
La radiazione solare
Il sole emette energia di tipo radiante, che
giunge sulla terra attraverso lo spazio, mediante
onde elettromagnetiche.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Lunghezza d’onda=
è la distanza fra due
punti corrispondenti
di un’onda
eletttromagnetica,
ad es. due creste
(nm).
Frequenza= è il
numento di volte in
cui un fenomeno si
ripete nell’unità di
tempo (Hz)
Spettro radiazioni elettromagnetiche
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Regioni atmosferiche
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Radiazione solare
Ultravioletto, visibile e infrarosso
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Ultravioletto
L’U.V. ha lunghezza d’onda compresa tra 230
e 400 nm.
È invisibile all’occhio umano.
Ha scarso apporto energetico (1,9%).
Ha potere battericida e sterilizzante.
Dove attraversa lo strato di O3 è assorbita
dall’atmosfera.
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Visibile
Costituisce i colori, ed è visibile dall’occhio
umano.
Fornisce il 48,1% di energia che giunge al suolo.
Ha lunghezza d’onda compresa tra 400 e 750 nm.
È la fonte energetica di tutti i processi
fotosintetici.
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Infrarosso
È invisibile all’occhio umano.
Ha lunghezza d’onda compresa tra 750 e 4000
nm.
Il suo apporto energetico corrisponde al 50%
della radiazione solare totale.
Influenza il riscaldamento del suolo e lo stato
termico dei corpi.
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Radiazione terrestre
È il fenomeno che permette alla superficie
terrestre, dopo aver assorbito radiazione
infrarossa solare, di reirradiare radiazione
infrarossa terrestre nello spazio.
È di tipo infrarosso, ha spettro emissivo
compreso tra 4000 e 40000 nm.
Si nota principalmente dopo il tramonto del
sole e durante tutta la notte, quando cessa ogni
apporto di energia solare.
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Effetto serra
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
L'effetto serra è un fenomeno climatico che
consiste nel riscaldamento degli strati inferiori
dell'atmosfera per effetto della schermatura
che offrono alcuni gas in essa contenuti.
L’energia irradiata dalla terra in parte viene
assorbita dai gas-serra (CFC, CO2, e N2O), che
la irradiano nuovamente verso il suolo; così si
ritarda la diffusione di energia nello spazio e si
mantiene una temperatura stabile al suolo, che
permette la vita.
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Bilancio energetico
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Bilancio della radiazione
La costante solare (energia della radiazione
solare al di fuori dell’atmosfera terrestre) è di
circa 1350 W/m2.
Solo una parte di questa energia giunge al
suolo poiché attraversando l’atmosfera si filtra
quasi completamente la radiazione ultravioletta
(U.V.) e una parte di quella infrarossa (I.R.).
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Perdite di radiazione
Riflessione: nubi, terreno, mare, fiumi, piante,
neve ecc…, riflettono circa il 32% delle onde
elettromagnetiche che giungono al suolo
(fenomeno dell’albedo).
Assorbimento: vapore acqueo, CO2, O3
assorbono circa il 15% della radiazione.
Diffusione: i gas atmosferici (CO2, O3, O2, N2
e vapore acqueo) respingono circa il 6% della
radiazione.
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Quindi ………
32%
Rad. Riflessa
Rad. Assorb.
47%
Rad. Diffusa
6%
15%
Rad. che giunge al
suolo
Solo il 47% della radiazione solare, che giunge al
limite dell’atmosfera, arriva al suolo; viene definita
radiazione direttaprof.oRiccardo
insolazione.
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Principali flussi di radiazione
Tipo di radiazione
Strum.di misura
La r. diretta è quella che proviene direttamente dal sole.
Pireliometro.
La r. diffusa è quella che arriva a terra non direttamen. dal
sole ma per effetto dell’atmosfera (gas, nubi ecc…).
Piranometro con banda
ombreggiante.
La r. globale è l’insieme della r. diretta e quella diffusa, i loro Piranometro.
rapporti sono determinati dalle condizioni atmosferiche.
La r. riflessa è la radiazione solare riflessa dalle superfici
terrestri. Il rapporo r.riflessa su r.globale dà l’albedo.
Piranometro su piano
orizzontale ma rivolto
verso il basso.
La r. netta è la differenza tra r. globale e r. riflessa.
Due piranometri uno
rivolto verso l’alto e
uno verso i basso.
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Misura della radiazione elettromagnetica
Viene espressa come:
- intensità istantanea: [Jm-2s-1] oppure [Wm-2] ;
- irradiamento (quantità di energia ricevuta da una superficie
in un dato tempo): [Jm-2d-1].
Parametri radiazione solare: aspetto luminoso
Intensità (come illuminamento), ovvero la quantità di
flusso luminoso espresso in lux. È misurata con i luximetri.
Qualità, quindi le lunghezze d’onda che costituiscono la
radiazione.
Durata, cioè il periodo di luce e buio espresso in unità di
tempo. Viene misurata con l’eliofanografo.
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Pireliometro per misura della
radiazione diretta
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Piranometro per misura della
radiazione diffusa
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Piranometro per misura della
radiazione globale
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Piranometro per misura della
radiazione netta
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Eliofanografo di Campbell-Stokes
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Eliofania
L’eliofania indica la durata di soleggiamento,
cioè il tempo in cui il sole, durante la giornata,
è risultato visibile al suolo non essendo
coperto da nuvole.
L’eliofanografo è costituito da una sfera di
vetro ottico che concentra i raggi solari su
apposita carta graduata, poggiata su un
supporto dello strumento posto in posizione
equatoriale, rispetto alla sfera, ed a distanza
focale.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Dal punto di vista agronomico ci
interessa l’eliofania relativa (n/N).
Per misurarla dobbiamo considerare:
Eliofania assoluta (n) cioè la somma degli intervalli di
tempo in cui il sole è visibile dal suolo.
Durata media giornaliera delle massime possibili ore di
soleggiamento (N).
Con questi parametri si ricava n/N.
Es. N=11 ore
n=9,5 ore
n/N= 9,5/11=0,86
L’n/N è determinata per poter calcolare, successivamente,
l’evapotraspirazione.
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Aspetto luminoso
All’interno dello spettro elettromagnetico, la luce (400750 nm), rappresenta la radiazione assorbita dai pigmenti
clorofilliani e trasformata in energia di legame chimico.
Oltre al processo fotosintetico la luce influenza:
l’induzione alla fioritura, la sintesi di pigmenti,
l’allungamento dei fusti, l’espansione della lamina
fogliare, il fototropismo, l’eliotropismo, l’eziolamento, la
tuberizzazione ecc… .
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La luce
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Livello di saturazione luminosa
Molte piante coltivate presentano una soglia
minima di illuminazione al di sotto della quale
la fotosintesi non avviene; al di sopra di tale
limite, invece, la fotosintesi aumenta
proporzionalmente con l’aumentare
dell’intensità luminosa, ma fino a un valore
massimo, detto livello di saturazione luminosa.
Alle nostre latitudini il valore di saturazione
luminosa oscilla tra 30.000 e 40.000 lux.
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Classificazione delle piante in
funzione dell’intensità luminosa
Eliofile: sono piante di origine tropicale o sub-tropicale,
come il mais e il riso. Avviano la fotosintesi a circa 2.000
lux per aumentare fino a un’intensità di 50.000-60.000 lux.
Sciafile facoltative o eliosciafile: sono rappresentate dalla
gran parte delle piante erbacee e arboree comunemente
coltivate in pieno campo. Raggiungono il livello di
saturazione luminosa tra i 10.000 e i 30.000 lux. Possono
vivere in condizioni di luce non ottimali.
Sciafile obbligate: sono le piante tipiche del sottobosco, che
crescono dove si registra un prolungato aduggiamneto. Per
esse l’abbondanza di luce è un fattore limitante.
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Fattori condizionanti l’intensità
luminosa
Latitudine.
Stagione.
Ora del giorno.
Limpidezza del cielo.
Quota altimetrica, esposizione e pendenza.
Caratteri morfologici e distribuzione delle
piante.
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Eccessi di luce
Si riscontrano principalmente nel sud della nostra penisola e
nelle isole. Si verificano nei giorni e nelle ore di massima
insolazione. Eccessi di luce (100.000 lux) sono sempre
accompagnati da eccessi di calore. Provocano:
Rallentamento processo fotosintetico, in seguito
all’accumulo di prodotti creati tra le diverse reazioni.
Foto-inibizione, eccesso di fotoni che porta la pianta a
ridurre la resa fotosintetica.
Fotorespirazione, processo respiratorio che ha luogo solo
nelle cellule fotosintetiche e in presenza di luce, che si
aggiunge alla normale respirazione. Determina il consumo
di O2, e la liberazione di CO2; si intensifica notevolmente
all’aumentare dell’intensità luminosa e della temperatura.
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Difetti di luce
Riduzione della produzione.
Eziolamento.
Formazione di steli poco lignificati, con internodi
lunghi, quindi rischio di allettamento, ma produzione
di fieni più appetibili.
Ingiallimento e caduta anticipata delle foglie.
Scarsa o mancata ramificazione.
Rischio di sterilità.
Produzione di frutti con qualità organolettiche ridotte.
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Mezzi per migliorare l’utilizzazione
della radiazione luminosa
Scelta di specie C4, sono piante di origine tropicale, (mais,
sorgo) hanno alta efficienza fotosintetica, un limite di
saturazione luminosa di 50.000-60.000 lux e
fotorespirazione assente o molto limitata.
Incremento del livello di assimilazione, aumentando la
quantità di clorofilla nel mesofillo fogliare; effettuando una
concimazione ottimale (N-Mg).
Evitare rallentamenti nel processo fotosintetico, dovuti
all’accumulo di prodotti nel sito di formazione. Per ottenere
una buona traslocazione è fondamentale avere delle
variazioni di temperatura tra giorno e notte.
Aumentare l’intercettazione della luce nel tempo e nello
spazio.
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Come aumentare l’ intercettazione
della luce nel tempo?
Eseguire semine precoci, con semi di qualità che si
sviluppino velocemente.
Preferire semine autunnali a quelle primaverili.
Nelle semine primaverili scegliere specie e varietà
che germinano a basse temperature, quindi essere
seminate in anticipo.
Difendere le piante da avversità (biotiche e abiotiche)
e mantenerle in ottimo stato nutrizionale, per
prolungarne la vita.
Scegliere varietà con alte rese di produzione.
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Come aumentare l’ intercettazione
della luce nello spazio?
Seminare in modo uniforme, con alta densità di semina e
senza fallanze.
Impiantare con regolarità (a quadrato o a quinconce)
evitando di lasciare spazi inutilizzati. Evitare la disposizione
a rettangolo, che avvantaggia la meccanizzazione.
Scegliere con razionalità il sistema di allevamento e di
potatura che garantisca alte efficienze fotosintetiche.
Orientare i filari nord-sud per ridurre l’ombreggiamento.
Scegliere specie con foglie a portamento eretto e non
reclinate.
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Fotoperiodismo
È la risposta delle piante alla variazione di durata del
periodo d’illuminazione giornaliero.
Il fotoperiodo influenza diverse attività delle piante: la
fioritura, la caduta fogliare, la dormienza delle gemme, la
differenziazione dei sessi nelle piante dioiche,
l’ingrossamento di bulbi e tuberi.
Garner e Allard iniziarono studi sul fotoperiodo nel 1920, si
resero conto che alcune piante fiorivano solo in
determinate condizioni l’illuminazione.
Le piante nell’avviamento dell’induzione fiorale sono
vincolate alla soglia critica fotoperiodica.
Oggi le piante vengono classificate rispetto al fotoperiodo
in brevidiurne, longidiurne e neutrodiurne.
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Piante brevidiurne
Sono le specie originarie della fascia intertropicale (30°
e -30° di latitudine), dove il giorno è lungo circa quanto
la notte; sono specie brevidiurne la soia, il tabacco, mais,
sorgo, cotone ecc… .
Le specie brevidiurne fioriscono solo quando la fase
oscura (ininterrotta) supera una certa soglia critica.
In queste specie, il responsabile all’avvio dell’induzione
a fiore è un pigmento presente nelle foglie, il fitocromo.
Questo pigmento viene sintetizzato di notte in forma
attiva, ma di giorno regredisce in forma inattiva, è
quindi necessario un lungo e ininterrotto periodo di buio
per concentrare la necessaria quantità, di fitocromo
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attivo, a indurre laprof.
fioritura.
Piante longidiurne
Sono le specie originarie delle latitudini medie e alte,
dove i periodi idonei alla fioritura sono limitati
all’estate e alla primavera, ovvero quando il giorno è
lungo rispetto la notte; sono specie longidiurne la fava,
lo spinacio, il frumento, la barbabietola e la carota.
Le specie longidiurne fioriscono solo quando la fase
luminosa supera la soglia minima fotoperiodica.
Queste specie fioriscono anche con illuminazione
ininterrotta.
Queste piante si sono adattate all’ambiente di crescita
per poter arrivare in fioritura in un periodo termico
favorevole a permettere la riproduzione della specie.
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Piante neutrodiurne
Sono tutte le piante non sensibili al fotoperiodo,
queste fioriscono a prescindere del numero di
ore di luce e di buio della giornata rientrano tra
queste: il girasole, il pomodoro, la zucca e
diverse varietà di specie brevidiurne.
All’interno delle specie esistono varietà
brevidiurne e neutrodiurne, originatesi
artificialmente o anche naturalmente.
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ALLLUNGAMENTO DURATA DEL GIORNO
Quando il fotoperiodo NATURALE è corto è necessario
interrompere il periodo di buio o allungare il giorno con luce
artificiale per prevenire la fioritura di piante a giorno corto e
stimolarla nelle piante a giorno lungo.
I sistemi usati sono:
ALLUNGAMENTO VERO E PROPRIO DEL GIORNO:fornendo
luce artificiale con lampade a incandescenza dopo il tramonto o
nelle ore antecedenti l’alba;
INTERRUZIONE DELLA NOTTE: si tratta di frammentare il
periodo di buio in due parti, ciascuna delle quali non deve
superare la lunghezza critica;
ILLUMINAZIONE NOTTURNA CICLICA: interruzione del buio
attraverso brevi ed intermittenti interventi d’illuminazione
(lampade a incandescenza o a fluorescenza)
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Applicazioni utili delle conoscenze
sul fotoperiodismo
Controllare la durata del periodo di buio e di luce al
fine di regolare la fioritura delle piante (accorciando o
allungando il giorno).
Evitare insuccessi colturali dovuti a scelta errata di
specie o varietà non adatte in un nuovo ambiente di
coltivazione.
Selezione di nuove varietà fotoindifferenti.
Permettere a varietà con diverso periodo di fioritura di
fiorire contemporaneamente allo scopo di incrociarle.
Aumentare il numero annuale di generazioni di una
specie a scopo genetico.
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Aspetto termico
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CALORE E TEMPERATURA
CALORE
TEMPERATURA
E’ una forma di energia
che può essere trasferita
da un corpo ad un altro
avente diversa
temperatura.
Grandezza fisica che
definisce il livello (o
l’intensità) del calore
posseduto da un corpo e
rappresenta l’indice del
grado di agitazione
termica delle particelle
costituenti il corpo.
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Generalità della temperatura
Principale fonte di calore sulla terra è la radiazione
infrarossa.
La temperatura è importante dal punto di vista
agroclimatico, in quanto le piante sono in equilibrio
termico con l’ambiente, e risentono delle temperature
in cui vivono.
La t. di un punto di superficie terrestre dipende dalle
caratteristiche fisiche delle superfici irraggiate e
irraggianti (radiazione ricevuta e riemessa).
Il calore ricevuto è assorbito dall’acqua, dal suolo,
dall’aria e speso per l’evaporazione dell’acqua.
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Strumenti di misurazione della
temperatura
Gli strumenti misuratori della temperatura sono:
Termometri, che forniscono la temperatura del
momento.
Termografi, che registrano la temperatura su
appositi stampati in cui sono segnati l’ora, il
giorno, e la settimana corrispondenti al
rilevamento.
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I termometri possono essere:
Termometri a liquido: sono basati sull’espansione
volumetrica di certi liquidi al variare della
temperatura (alcol, mercurio)
Termometri a massima e a minima: sono impiegati
per indicare il valore più elevato e quello più basso
raggiunti dalla temperatura.
Termometri a lamina bimetallica: sono usati
principalmente nei termografi e sfruttano il principio
della diversa dilatazione che subiscono due metalli
diversi in funzione della variazione di temperatura.
(diverso coefficiente di dilatazione termica)
Sensori di temperatura: basati sulle variazioni di
resistenza elettrica di un filo di platino in funzione
della temperatura stessa (es. Pt100)
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Il termometro a minima e massima
È composto da un tubo fatto ad
U entro il quale vi sono alcool
e mercurio.
In corrispondenza delle
dilatazioni o contrazioni
dell'alcool, il mercurio sposta
gli indicatori che misurano
così la temperatura massima o
minima raggiunte.
Per riportarli a contatto con il
mercurio è sufficiente
trascinarli nel capillare tramite
una calamita.
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Geotermometri
Geotermometri a sonda, che segnalano la
temperatura istantanea. (es. geotermometri di:
Fuess, Symons e Salmoiraghi.
Geotermografi che registrano le continue
variazioni termiche per un determinato periodo
di tempo.
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Rapporti tra scale termometriche
°K
373,15
273,15
0
°C
100
0
- 273,15
°F
212
32
- 459,67
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Cento ordinario
Zero ordinario
Zero assoluto
Scale termometriche
Le scale termometriche più usate sono: la Kelvin
(°K) , la Fahrenheit (°F) e la Celsius (°C).
Le scale termometriche adottate sono diverse
perchè partono da origini diverse: la scala
Celsius, centigradata, adotta lo zero ordinario
ossia la temperatura del ghiaccio fondente ed il
cento ordinario corrispondente alla temperatura
di ebollizione dell’acqua distillata considerati
entrambi al livello del mare;
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La scala °K, anch’essa centigradata, adotta lo
zero assoluto corrispondente a 273,15 °C al di
sotto dello zero ordinario.
La scala Fahrenheit, formata da 180 unità, dove
0°C=32 °F e 100°C=212°F.
Scale di conversione
°F °C °C= 5/9 (°F-32)
°C °F
°F=9/5 °C+32
°C °K
°K= °C+273,15
°K °C
°C=°K-273,15
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Parametri termici
La t. giornaliera si ricava come media dei 24 valori
orari, o come media della temperatura minima,
massima, delle ore 8 e delle 19.
Grande importanza agroclimatica hanno le t. max e
min, sia giornaliere che di un determinato periodo e
ancora assolute (punte estreme registrate).
L’escursione termica, rappresenta la differenza fra la
temperatura massima e minima di un dato periodo
(giorno, mese, anno).
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Variazioni diurne e stagionali della t.
Variazioni diurne di t., riguardano il bilancio termico nelle 24
ore; tali variazioni permettono il metabolismo vegetale:
fotosintesi, respirazione, sviluppo, traslocazione.
Variazioni annue, sono quelle stagionali che variano in
funzione della latitudine e caratterizzano notevolmente il
clima. Periodi esenti da gelate, la lunghezza di periodo tra
l’ultima gelata primaverile e la prima autunnale rappresenta il
periodo “agelo”.
Variazioni altitudinali, dovute al gradiente termico (0,55
°C/100 m di quota) e all’inversione termica, la quale può
essere per irraggiamento e per convezione.
Variazioni: latitudinali “-0,5°C ogni grado di latitudine”, di
pendenza (inclinazione dei raggi solari), ed esposizione
(periodo più o meno lungo di insolazione).
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Classificazione piante relativamente
alle diverse esigenze di quantità
globale di calore
Microterme, piante con limiti termici bassi.
Mesoterme, piante che vivono in ambienti
temperati.
Macroterme, piante tropicali ed equatoriali.
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La temperatura del terreno
“condiziona: germinazione dei semi, sviluppo,
funzionamento radicale e attività di flora e fauna terricola”.
E’ influenzata dal bilancio termico di
assorbimento alla sua superficie e di
dispersione nell’atmosfera “irraggiamento”,
ceduta all’aria sovrastante per “conduzione e
convezione”, (in parte consumata
nell’evaporazione dell’acqua) e trasmessa al
terreno sottostante “soprattutto per
conduzione”.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Fattori determinanti la T del terreno
1.
2.
Intensità della radiazione incidente:
latitudine, altitudine, stagione, nuvolosità.
Caratteristiche fisiche del terreno:
Inclinazione ed esposizione del terreno,
colore del terreno, stato di umidità,
conduttività termica e copertura vegetale.
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Effetti della temperatura
La temperatura determina direttamente l’intensità con
cui si svolgono le varie funzioni vegetali:
germinazione, assorbimento radicale, fotosintesi,
respirazione, traslocazione, o i processi attinenti lo
sviluppo: fioritura, espressione del sesso, dormienza
di semi e piante, ecc. .
Molto importante è anche la °T del terreno, dalla quale
dipende l’attività della microflora terricola
(nitrificazione, ammonizzazione, umificazione).
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Temperature ottimali, cardinali e
critiche
Ottimali, quelle in cui la pianta esprime il suo
massimo livello delle funzioni vitali.
Cardinali, massime e minime al di sotto o al di sopra
di cui una funzione vitale si arresta per riprenderla in
condizioni migliori.
Critiche, massime e minime al di sotto o al di sopra di
cui si verificano danni irreparabili alle funzioni o agli
organi delle piante.
Queste variano secondo:la specie vegetale, la varietà, le
funzioni vitali, gli organi,la fase di sviluppo.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Termoperiodismo, vernalizzazione e
dormienza
Il termoperiodismo è il ritmo biologico ad andamento stagionale e
giornaliero riscontrabile nei vegetali, in rapporto alle variazioni di
temperatura.
La vernalizzazione è il fabbisogno in freddo che hanno alcune
specie o varietà di piante per avviare l’induzione fiorale. La
jarovizzazione (dal russo jarovizaia=primavera) è il mantenimento
di semi all’avvio della germinazione a determinate temperature. Es.
il frumento 2-4 °C per 2-3 settimane permettendo la semina
primaverile.
La dormienza è il fenomeno legato alla germinabilità che coinvolge
i semi di molte specie che non germinano se non trascorrono un
periodo di postmaturazione. Viene superata artificialmente
sottoponendo i semi a basse temperature (4-5 °C per 24-48 ore).
Può riguardare le gemme di piante arboree o l’intera pianta
graminacea come Lolium
perenne e Festuca pratensis.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Effetti derivati da basse temperature
Congelamento dell’acqua contenuta nei tessuti,
quando l’acqua scende tanto sotto lo 0°C
(vetrosità).
Disidratazione del liquido protoplasmatico
(allessatura).
Paralisi della funzione assorbente radicale.
Esplosione cellulare, dovuta alla presenza di
gliaccio in caso di grandi escursioni termiche.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Gelate
La gelata è l’abbassamento della temperatura sotto lo
zero.
Il suo effetto è relativo a vari fattori:
1.
Specie e varietà.
2.
Stadio di sviluppo
3.
Stato nutritivo
4.
Modo in cui arriva la gelata.
Gelate precoci autunnali e tardive primaverili (brinate)
sono più pericolose di quelle invernali.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Difesa dalle gelate invernali
Mezzi diretti: forzatura (ripari antivento,
sistemazione superficiale del terreno,
pacciamatura, sfruttamento dell’effetto serra).
Mezzi indiretti: scelta della stagione di semina,
idonea ubicazione delle coltivazioni,
concimazione, impalcatura alta dei fruttiferi.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Difesa dalle brinate:
precoci autunnali e tardive primaverili
1.
2.
Difesa indiretta: scelta di specie e varietà a
maturazione precoce o a risveglio ritardato.
Difesa diretta:
mezzi schermanti: creando uno strato opaco che
scherma l’infrarosso del terreno. Ha efficacia
limitata, e funziona solo nelle brinate per
irraggiamento.
mezzi dinamici: impedendo l’inversione termica
grazie al rimescolamento dell’aria, con ventilatori
(alti 8-10 mt. con elica inclinata di 10-20°, hanno
potenza di 50-180 CV).
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
3.
a)
b)
c)
mezzi termici:
riscaldando l’aria con bruciatori alimentati con
combustibili a basso costo. Hanno scarsa applicazione
visti i scarsi risultati e l’impatto ambientale.
raggi infrarossi, vengono proiettati da generatori sulle
piante riscaldandole. Hanno costo elevato, non
sostenibile.
irrigazione antibrina, sfrutta il calore di solidificazione
dell’acqua (80 cal/g), si pratica creando una pioggia
sottile sulle colture da proteggere, che se ininterrotta
mantiene la temperatura a 0 °C sulle parti di pianta
coperte dai ghiaccioli.
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Scambi energetici nei passaggi di
stato dell’acqua
ASSORBE
80 cal/g
600 cal/g
LIQUIDO
SOLIDO
GASSOSO
EMETTE
80 cal/g
600 cal/g
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
Effetti derivati da alte temperature
Coagulazione delle proteine protoplasmatiche
(54 °C).
Squilibrio tra fotosintesi e respirazione
Scottatura del colletto.
Scottature da sole.
Difesa dalle alte temperature
Mezzi indiretti: far sfuggire le specie dalla alte
temperature quindi scelta di specie precoci e/o
resistenti.
Mezzi diretti: copertura con reti ombreggianti,
prof. Riccardo Andrei ITAS Treviglio
cannicciati, piante
da ombra.
