Climatologia (Giancarlo Balduzzi) - STANGA
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· Generalità sul clima: microclima e macroclima<br />
· Elementi climatici: luce, temperatura, idrometeore, vento<br />
· Strumenti di rilevazione e valutazione degli elementi climatici<br />
· Banche dati<br />
Prof. <strong>Giancarlo</strong> <strong>Balduzzi</strong> - ITA Stanga<br />
1
CLIMA<br />
organizzazione meteorologica mondiale (O.M.M.)<br />
Definisce il clima come l’insieme degli elementi fisici,<br />
chimici e biologici che principalmente caratterizzano le<br />
condizioni meteorologiche di una determinata regione della<br />
terra e che influenzano nel contempo la vita degli esseri<br />
viventi che la popolano, siano essi animali che vegetali.<br />
2
CLIMATOLOGIA<br />
Studio del clima, della sua variabilità nel tempo e nello spazio<br />
e dei vari fenomeni e fattori che lo governano.<br />
La climatologia, inoltre, studia, registra ed elabora la cadenza<br />
con la quale certi fenomeni ed eventi climatici si ripetono.<br />
Diventa quindi uno studio statistico delle condizioni medie<br />
del tempo e delle variazioni dalla media al fine di poter fare<br />
studi e previsioni.<br />
3
METEOROLOGIA<br />
E’ la scienza che studia l’atmosfera e tutti i fenomeni e<br />
processi che interagiscono con essa, modificandone le<br />
componenti fisiche.<br />
4
LIVELLI CLIMATICI<br />
MACROCLIMA: prodotto dell’interazione fra gli elementi del clima ed un<br />
territorio di grande estensione (pianura padana, costiere, dorsali montane);<br />
MESOCLIMA: prodotto dell’interazione fra gli elementi del clima ed un<br />
territorio del macroclima con variabili topografiche più specifiche (fondo<br />
valle, crinale, area più esposta o meno esposta);<br />
MICROCLIMA: prodotto dell’interazione fra gli elementi del clima ed un<br />
territorio del mesoclima con unità morfologiche di modesta dimensione da 1<br />
a 5 ha (appezzamento, versante, pendio, esposizione particolare) in cui si<br />
verificano particolari condizioni climatiche tali da incidere sia sulla vita<br />
stessa che su quella delle avversità delle piante;<br />
BIOCLIMA: è il prodotto dell’interazione fra gli elementi e fattori del clima<br />
e le componenti viventi (fauna e flora) a livello del suolo.<br />
5
a) ELEMENTI DEL CLIMA<br />
Radiazione solare<br />
Acqua - Idrometeore -<br />
luce<br />
calore<br />
6
) IL BILANCIO RADIATIVO<br />
7
c) FATTORI DI INFLUENZA<br />
Latitudine<br />
Altitudine<br />
Grandi bacini d’acqua<br />
Grandi foreste<br />
Correnti aeree (venti) e marine<br />
Esposizione<br />
Morfologia terrestre<br />
9
TROPOSFERA<br />
E’ lo strato di atmosfera (il primo) a contatto diretto con la superficie terrestre.<br />
Il suo spessore varia dai 5-6 km in corrispondenza dei poli ai 15-17 km in<br />
corrispondenza dell’ equatore.<br />
All’interno della troposfera avvengono i più importanti fenomeni meteorologici che<br />
interessano la superficie terrestre (venti, temporali, nuvolosità, pioggia).<br />
La temperatura dell’aria diminuisce mediamente di 5,5 °C ogni 1000 m, fino a<br />
raggiungere i - 55 °C ai suoi limiti superiori.<br />
PRINCIPALI EVENTI CLIMATICI CHE POSSONO INTERAGIRE<br />
NEGATIVAMENTE COL SISTEMA AGRICOLO:<br />
- luce eccesso di radiazione luminosa<br />
- calore sbalzi termici eccesso di calore abbassamento termico (gelo)<br />
- idrometeore grandine, brina, eccesso di pioggia<br />
- vento vento forte (almeno il 7° grado della scala Beaufort 50-61 km/h)<br />
10
COMPOSIZIONE DELL’ATMOSFERA<br />
11
LA TROPOSFERA<br />
12
L’EQUILIBRIO DELLA TROPOSFERA SU<br />
SCALA PLANETARIA I<br />
13
L’EQUILIBRIO DELLA TROPOSFERA SU<br />
SCALA PLANETARIA II<br />
14
METEOROLOGIA<br />
Studia i fenomeni fisici che si manifestano nell’atmosfera<br />
(spostamenti masse d’aria, variazioni termiche, mutamenti<br />
della pressione, dell’umidità ecc.)<br />
Essa si basa sull’osservazione, sulla misurazione e sulla<br />
previsione dei fenomeni atmosferici e delle relative variabili<br />
misurabili (temperatura dell’aria, umidità, velocità del vento...)<br />
15
LE PERTURBAZIONI ATMOSFERICHE<br />
16
RADAR METEOROLOGICO<br />
17
NOWCASTING e STORM TRACKING -<br />
ARPAV<br />
18
MICROMETEOROLOGIA<br />
Studia i fenomeni fisici che si manifestano negli strati dell’atmosfera a<br />
diretto contatto col suolo (da 2 m a 10 m dal suolo). Dalla elaborazione<br />
dei dati raccolti si può analizzare il microclima di una determinata zona<br />
METODI DI RILEVAMENTO<br />
tradizionale capannina meteorologica<br />
elettronico stazioni automatiche computerizzate<br />
STAZIONE AUTOMATICA: dotata di vari sensori in grado di rilevare i diversi<br />
parametri, di immagazzinarli nelle apposite memorie e di trasferirli mediante rete<br />
telefonica o rete radio in un centro di raccolta dotato anche di banca dati.<br />
19
AGROMETEOROLOGIA<br />
E’ una specifica branca della meteorologia che si occupa dello<br />
studio dei fenomeni atmosferici finalizzato a fornire utili<br />
informazioni al settore agricolo.<br />
Si occupa anche di fornire importanti indicazioni tecniche<br />
all’agricoltore sulla base dell’utilizzo combinato dei dati<br />
meteorologici ed agronomici (es. previsioni sulla evoluzione<br />
delle condizioni meteorologiche, su eventi climatici negativi<br />
al suolo, previsioni sullo sviluppo di parassiti delle colture...)<br />
20
RETE<br />
AGROMETEOROLOGICA<br />
La R.A. è un insieme di sistemi di acquisizione di dati gestito e<br />
coordinato dalla struttura che si occupa dei rilievi (ENTI LOCALI-<br />
ARPA). E’ costituita da una serie di stazioni meteorologiche<br />
(automatiche e semiautomatiche) le cui informazioni confluiscono in<br />
un unico centro di raccolta ed elaborazione dati.<br />
La rete assume frequentemente una funzione di sistema integrato multi<br />
uso, sia per fornire informazioni territoriali precise e complete, sia per<br />
fornire informazioni per applicazioni specifiche in agricoltura (modelli<br />
previsionali sullo sviluppo dei parassiti e difesa fitosanitariaprevisione<br />
di eventi avversi ecc.)<br />
21
SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
In quasi tutti i paesi della U.E. sono già operativi servizi di<br />
agrometeorologia in cui i sistemi informativi assistono gli<br />
operatori del settore facilitando e razionalizzando le diverse<br />
operazioni colturali.<br />
Detti servizi operano all’interno dell’Organizzazione<br />
Meteorologica Mondiale (O.M.M. - agenzia dell’ONU) che<br />
sovrintende alle attività meteorologiche internazionali nella<br />
quale vi è insediata anche una commissione di meteorologia<br />
agraria.<br />
In Italia, da ormai 30 anni, è in corso un servizio di<br />
agrometeorologia a livello nazionale e locale.<br />
22
SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
Il livello di operatività dei servizi è così suddiviso:<br />
1. Servizio agrometeorologico nazionale (S.A.N)<br />
coordinato dall’U.C.E.A. (Ufficio Centrale di Ecologia<br />
Agraria), organo tecnico del Ministero delle Politiche<br />
Agricole Alimentari e Forestali(MIPAAF)<br />
Il S.A.N. ha realizzato:<br />
a) La banca dati agrometeorologici nazionale che raccoglie i<br />
dati di tutto il territorio nazionale;<br />
b) Una rete di stazioni agrometeorologiche di monitoraggio<br />
automatico a livello nazionale(R.A.N.)<br />
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SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
Il S.A.N. si occupa:<br />
a)di elaborazioni agroclimatiche e agrometeorologiche per il<br />
monitoraggio e la previsione della stagione agraria;<br />
b)di utilizzo di strumenti di diffusione delle informazioni e<br />
delle elaborazioni mediante i mezzi di comunicazione;<br />
c)di attività di coordinamento dei servizi a livello<br />
decentrato.<br />
24
SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
2. Servizio agrometeorologico interregionale o regionale<br />
(S.A.I. o S.A.R.)<br />
Acquisisce i dati agrometeorologici fornendo le successive informazioni<br />
alle altre strutture nazionale e territoriali e agli utenti nonché assistenza<br />
tecnica, in diverse forme, agli agricoltori (es. servizio agrometeorologica<br />
della regione Emilia Romagna).<br />
Dette strutture comprendono:<br />
- ufficio informazioni;<br />
- banca dati (raccolti dalle varie stazioni);<br />
- ufficio agrometeorologico (esame dati e formulazione piani);<br />
- servizio propaganda (diffusione).<br />
25
SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
3. Servizio agrometeorologici comprensoriali zonali e locali<br />
Contribuiscono a collegare alla rete nazionale le proprie<br />
strutture locali (regioni, provincie, agenzie dell’ambiente,<br />
centri di ricerca).<br />
26
SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
27
SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
28
SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
La legge n° 267 del 03/08/1998 (legge Sarno) prevede<br />
consistenti finanziamenti per il potenziamento delle reti<br />
di monitoraggio con particolare riguardo per le stazioni<br />
termo-pluviometriche.<br />
29
SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
Principali sistemi di rilevamento dell’andamento<br />
meteorologico:<br />
1.rilevamento dallo spazio o telerilevamento - realizzato<br />
mediante satelliti geostazionari<br />
2.rilevamento da terra mediante stazioni radar - radar<br />
meteorologico<br />
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SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
SATELLITE GEOSTAZIONARIO<br />
satellite posto in orbita intorno alla terra con orbita geostazionaria a 36.000Km<br />
sopra l’equatore (satellite Meteosat). Con le tecnologie di cui è dotato è in grado di<br />
inviare informazioni analitiche (con relative immagini ogni 15 minuti) relative a:<br />
- nuvolosità (altezza - densità - temperatura);<br />
- temperature e pressione in diversi punti di indagine (terra, nuvole);<br />
- onde marine (moto, direzione, altezza, intensità);<br />
- instabilità dei mari e degli oceani;<br />
- concentrazione dell’ozono e dalla CO2 nell’atmosfera;<br />
- monitoraggio delle correnti d’aria e formazione di uragani e cicloni<br />
In sintesi consente di prevedere con anticipo e precisione gli eventi atmosferici<br />
e di tenerli in costante osservazione durante le fasi della manifestazione<br />
31
SERVIZI<br />
AGROMETEOROLOGICI<br />
RADAR METEOROLOGICO<br />
Strumento di misura della presenza di idrometeore nell’atmosfera. Si basa<br />
sulla proprietà dei corpi diffusi in atmosfera - in particolare le goccioline<br />
d’acqua e le particelle di ghiaccio con diametro superiore ad un millimetro -<br />
di riflettere le onde elettromagnetiche (impulsi) emesse da un trasmettitore in<br />
modo da poter stimare la presenza di idrometeore in un determinato volume<br />
(250 Km in orizzontale e 10 Km in altezza) in pratica tutta la troposfera. E’ in<br />
grado di fornire indicazioni sulla distanza del nucleo di precipitazione e<br />
sull’eventuale presenza di grandine, in particolare il modello più tecnologico<br />
e più protetto dai disturbati da interferenze<br />
32
GRANDINE<br />
La grandine è una precipitazione allo stato solido, è una idrometeora<br />
costituita da grani di ghiaccio dal diametro variabile da 5 a 50 mm e<br />
forme svariate (sferoidali, ellissoidali, ovoidali, piriformi e irregolari).<br />
E’ solitamente la precipitazione più vistosa e spesso violenta che<br />
accompagna i fenomeni temporaleschi.<br />
Le regioni dove si manifestano le grandinate più dannose si trovano<br />
prevalentemente alle medie latitudini dei due emisferi e sottovento<br />
rispetto a grandi catene montuose.<br />
Annualmente la grandine determina la perdita di circa l’1% della<br />
produzione agricola mondiale.<br />
Si forma in nuvole grandinigene – cumulonembi - nuvole molto<br />
voluminose a sviluppo verticale (a torre espansa) le quali<br />
ingrandendosi per addensamento con altri corpi nuvolosi generano forti<br />
correnti ascensionali nella parte centrale e correnti discendenti nelle<br />
parti esterne.<br />
33
GRANDINE<br />
IN SINTESI ABBIAMO:<br />
cumulonembi a sviluppo verticale da 3000 m a 15000 m di altezza<br />
costituiti sostanzialmente da tre parti caratterizzate da<br />
temperature via via più fredde fino a -30°C -40°C - ovvero -<br />
- parte basale molto umida e calda ricca di gocce d’acqua;<br />
- parte mediana più fredda ricca di gocce d’acqua “sopraffuse”;<br />
- parte apicale (superiore) molto fredda ricca di cristalli di ghiaccio<br />
formati dal congelamento del vapore acqueo intorno ai nuclei di<br />
condensazione (pulviscolo atmosferico).<br />
34
GRANDINE<br />
35
GRANDINE<br />
Data la presenza nei cumulonembi di forti correnti verticali<br />
(anche vorticose) sia ascendenti che discendenti, il cristallo<br />
di ghiaccio è sottoposto ad un ciclo di “saliscendi” vorticosi<br />
durante i quali l’acqua che viene a contatto con il cristallo<br />
gela facendo accrescere il suo volume e, di conseguenza, il<br />
suo peso (si possono avere fino a 20-25 stratificazioni di<br />
ghiaccio).<br />
Quando il peso del cristallo di grandine è tale da vincere la<br />
forza delle correnti ascensionali esso precipita al suolo (con<br />
correnti superiori a 100 Km/h si può formare un cristallo di<br />
5-6 cm di diametro).<br />
Il danno della grandine viene accentuato quando<br />
l’idrometeora è accompagnata da vento forte.<br />
36
GRANDINE<br />
COMPORTAMENTO DELLA GRANDINE<br />
E’ un fenomeno che varia da eventi localizzati a molto estesi:<br />
1. Corridoi di grandine: tracciati (o percorsi) lasciati da un<br />
temporale grandinigeno nel corso del suo spostamento, lunghi<br />
oltre 100 Km (talvolta anche 200-300) larghi fino a 10 Km.<br />
2. Chiazze di grandine: aree più o meno larghe individuate dentro<br />
i corridoi dove la grandine si concentra di più o di meno<br />
rispetto al territorio circostante; talvolta più che una chiazza<br />
può essere una striscia.<br />
3. Zone d’ombra: zone sottovento determinate in genere da<br />
ostacoli (fabbricati, rilievi naturali, barriere …) dove il danno<br />
può essere più contenuto.<br />
41
GRANDINE<br />
MISURA DELLA GRANDINE<br />
Visti i fenomeni dannosi prodotti, sembra paradossale parlare di<br />
misura della grandine, esiste tuttavia un sistema di misurazione<br />
finalizzato più a raccogliere dati climatologici di natura statistica<br />
che non a qualificare l’evento<br />
Pannello<br />
rettangolo di materiale comprimibile sul quale si vanno a leggere i<br />
segni della grandine:<br />
- numero di chicchi per unità di superficie;<br />
- dimensione;<br />
- energia del cristallo (in base all’impronta lasciata);<br />
- massa della grandine caduta.<br />
42
GRANDINE<br />
SCALA DI TORRO<br />
E’ una scala che attribuisce un codice di gravità alla grandine<br />
in base ai danni causati, tenendo presente che il danno è<br />
proporzionato alle dimensioni del cristallo di grandine ed<br />
alla sua velocità di caduta.<br />
43
GRANDINE<br />
SCALA DI TORRO<br />
44
GRANDINE<br />
45
VENTO<br />
Spostamento di masse d’aria tra aree geografiche a<br />
differente pressione atmosferica.<br />
Temperatura e densità caratterizzano la pressione dell’aria<br />
e, di conseguenza, lo spostamento delle masse d’aria.<br />
Lo spostamento delle masse d’aria è prodotto anche da:<br />
- movimento rotatorio della terra;<br />
- orografia della terra e incurvamento delle traiettorie delle<br />
correnti d’aria;<br />
- forze d’attrito che si sviluppano alla superficie terrestre.<br />
46
VENTO<br />
MISURE DEL VENTO<br />
Direzione: punto dell’orizzonte da cui proviene;<br />
Velocità: spazio percorso dalla massa nell’unità di tempo (m/sec;<br />
Km/h);<br />
Intensità: pressione esercitata dal vento su un corpo posto in senso<br />
perpendicolare alla sua direzione.<br />
Per la misura dell’intensità si fa riferimento alla forza del vento<br />
rappresentata all’interno di una scala di valori dimensionata<br />
in funzione degli effetti fisici prodotti dal vento stesso e dei<br />
rispettivi valori di velocità osservati<br />
47
VENTO - SCALA DI BEAUFORT<br />
48
VENTO - SCALA DI BEAUFORT<br />
49
DANNI DA GELO E BRINA<br />
Sono i danni prodotti alle colture dagli abbassamenti termici che si<br />
verificano fuori dalla stagione invernale. Solitamente sono causati<br />
dalle gelate tardive, ovvero, quei ritorni di freddo (talvolta con<br />
abbassamenti termici di 2, 3, 5 °C al di sotto dello zero termico) che si<br />
manifestano tra gli ultimi giorni dell'inverno e le prime settimane della<br />
primavera quando la maggior parte delle colture agrarie ha avviato la<br />
ripresa vegetativa o è nelle prime fasi del ciclo biologico.<br />
Il fenomeno della gelata si manifesta generalmente nelle prime ore del<br />
mattino, da 1 - 2 ore prima del sorgere del sole a pochi minuti e fino a<br />
qualche ora dopo la comparsa del sole.<br />
Si possono avere due tipologie di gelata in funzione del fenomeno che<br />
la determina.<br />
50
DANNI DA GELO E BRINA<br />
Gelata per convezione<br />
Deriva da afflussi di masse d'aria fredda continentale proveniente da Nord,<br />
Nord-Est e dirette verso il bacino del Mediterraneo. Può avvenire anche<br />
all’interno di zone meno estese (discesa di aria fredda dai versanti nei fondo<br />
valle)<br />
Gelata per irraggiamento<br />
Deriva da una eccessiva perdita di calore da parte del terreno rispetto a quello<br />
ricevuto con la radiazione solare. Notti lunghe (11-12 ore) serene, poco umide<br />
e non ventilate sono le condizioni ideali che favoriscono la dispersione verso<br />
l'alto del calore del terreno sottoforma di radiazioni infrarosse con successiva<br />
ricaduta al suolo di aria fredda che via via si stratifica determinando un forte<br />
abbassamento termico e conseguenti danni alle colture. 51
DINAMICA DEL RAFFREDDAMENTO<br />
52
CRITERI GENERALI DI DIFESA<br />
53
TIPOLOGIE DI GELATA<br />
55
DANNI DA GELO E BRINA<br />
I danni prodotti alle colture agrarie dagli abbassamenti termici sono assai<br />
diversificati e dipendono in particolare da:<br />
Specie (erbacea, arborea, arbustiva, macro, meso e microterma);<br />
Varietà (coincidenza delle fasi fenologiche varietali con l'evento);<br />
Struttura vegetativa (altezza di sviluppo, portamento, forma di allevamento);<br />
Stadio vegetativo (la sensibilità accresce dal risveglio alla allegagione dei frutti);<br />
Organo interessato (fiori e giovani frutti sono gli organi più sensibili);<br />
Escursione termica (differenza fra la temperatura massima e quella minima);<br />
Manifestazione e durata del fenomeno (graduale o improvviso con forti e rapidi<br />
abbassamenti);<br />
Durata del fenomeno (da pochi minuti a una o due e più ore);<br />
Temperatura minima raggiunta (da - 0,5 °C a - 1, - 2 °C a - 7 - 9 °C).<br />
56
SENSIBILITA’ ALLA BASSA<br />
TEMPERATURA - MELO<br />
57