Roberto Sozzi (ARPA Lazio) Teodoro Georgiadis (CNR-IBIMET ...
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7. IL PBL IN SITUAZIONI SUPERFICIALI ETEROGENEE—————————————————————————————————————L’analisi energetica prende le mosse dalle loro proprietà ottiche ed in particolare dal coefficiente diriflessione, trasmissione ed assorbimento riportati in Fig.7.18 in funzione della lunghezza d’onda dellaradiazione incidente.Fig. 7.18: coefficiente di trasmissione, riflessione ed assorbimento di una foglia (Oke,1987).Da questa figura si vede come si abbia un massimo relativo di assorbimento per una radiazione ad ondacorta nell’intervallo spettrale 0.4÷0.7µm (blu–rosso) ed a questo assorbimento corrispondal’assorbimento energetico necessario per alimentare il processo di fotosintesi. Per questo la radiazioneappartenente a questa finestra spettrale prende il nome di PAR (Photosyntetically Active Radiation) erappresenta l’energia che la pianta decide di impiegare a proprio profitto. All’interno di questo intervallospettrale c’è un picco di riflettività corrispondente al verde, ragione questa della colorazione verde checaratterizza gran parte della vegetazione. Se però consideriamo la parte infrarossa, o meglio il vicinoinfrarosso (NIR, corrispondente all’intervallo 0.71÷4.0 µm), vediamo che la riflessione è molto elevatae l’assorbimento è basso. Ciò sta a significare che la foglia rifletterà la maggior parte della radiazioneNIR, lasciando il calore corrispondente all’ambiente e mantenendo nel contempo moderata la propriatemperatura superficiale.Fig.7.19: bilancio radiativo ed energetico di una foglia (Oke,1987).In pratica, facendo riferimento alla Fig.7.19, è ora possibile definire il bilancio radiativo ed energetico.Questi bilanci, che dettagliano gli analoghi bilanci presentati al paragrafo precedente, sono complicati———————————————————————————————————————- 251 -
7. IL PBL IN SITUAZIONI SUPERFICIALI ETEROGENEE—————————————————————————————————————dal fatto che le foglie presentano due superfici attive orientate in direzioni opposte. Nella parte (a) dellaFigura sono evidenziati i vari contributi ad onda corta (indicati con la lettera K e con il il pedice t perindicare che il termine si riferisce alla superficie superiore e con il pedice b quando si riferisce allasuperficie inferiore), ad onda lunga (indicati con la lettera L ed i pedici hanno lo stesso significato giàindicato.Nella parte (b) della Fig.7.19, è presentato il bilancio di energia. In tale figura con il simbolo Q * si èindicata la somma della radiazione ad onda corta e ad onda lunga, con Q H i flussi di calore sensibile econ Q E i flussi di calore latente. Se si ignorano termini di importanza limitata e se si impiega la solitasimbologia, il bilancio di energia può essere così espresso:( R N ) foglia( H ) foglia+ ( H E ) foglia= 0 [7.30]Il flusso di calore sensibile può anche essere espresso impiegando il concetto di resistenza alladiffusione del calore r b :( H ) = C p ( T0− Ta) rb0 ρ [7.31]fogliadove T 0 è la temperatura superficiale della foglia e T a è la temperatura dell’aria. Pertanto dalle duerelazioni precedenti si ha che:Tr( R ) − ( H ) )b0= Ta+n foglia E[7.32]fogliaρCpQuesta relazione è estremamente interessante per le ragioni seguenti:• la temperatura dell’aria è fondamentale nel determinare la temperatura della foglia;• il fatto che la temperatura della foglia sia inferiore o superiore a quella dell’aria, dipende dalladifferenza tra la radiazione netta ed il flusso latente;• la resistenza alla diffusione del calore è un parametro di controllo importante. Se il suo valore èpiccolo, la temperatura della foglia sarà fortemente accoppiata alla temperatura dell’aria.7.3.3 PIANTE, COLTIVAZIONI, FRUTTETI E FORESTEI meccanismi cui abbiamo accennato parlando delle foglie prese singolarmente sono sicuramentecomplessi, ma non così complessi come i meccanismi che regolano il bilancio radiativo ed energeticoche hanno luogo quando le foglie si compongono in piante, coltivazioni frutteti e foreste. La difficoltàprincipale è data dal fatto che in una struttura vegetale complessa le foglie si dispongono in geometricomplicate ed apparentemente casuali, difficili da descrivere.Per quanto riguarda le coltivazioni e comunque i vegetali con limitato sviluppo superficiale, la primacosa che stupisce è la complessità con cui la coltivazione cattura l’acqua, elemento vitale per la suacrescita. Rimandando per i dettagli a Oke (1987), vale la pena mostrare la Fig.7.20, in cui sono indicatii vari meccanismi messi in atto dalla coltivazione per catturare e conservare l’acqua.———————————————————————————————————————- 252 -
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