Climatologia (Giancarlo Balduzzi) - STANGA

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

DINAMICA DEL RAFFREDDAMENTO
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CRITERI GENERALI DI DIFESA
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TIPOLOGIE DI GELATA
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DANNI DA GELO E BRINA
I danni prodotti alle colture agrarie dagli abbassamenti termici sono assai
diversificati e dipendono in particolare da:
Specie (erbacea, arborea, arbustiva, macro, meso e microterma);
Varietà (coincidenza delle fasi fenologiche varietali con l'evento);
Struttura vegetativa (altezza di sviluppo, portamento, forma di allevamento);
Stadio vegetativo (la sensibilità accresce dal risveglio alla allegagione dei frutti);
Organo interessato (fiori e giovani frutti sono gli organi più sensibili);
Escursione termica (differenza fra la temperatura massima e quella minima);
Manifestazione e durata del fenomeno (graduale o improvviso con forti e rapidi
abbassamenti);
Durata del fenomeno (da pochi minuti a una o due e più ore);
Temperatura minima raggiunta (da - 0,5 °C a - 1, - 2 °C a - 7 - 9 °C).
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SENSIBILITA’ ALLA BASSA
TEMPERATURA - MELO
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