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GUIDA NATURALISTICA
La Lomellina, agricoltura e natura come conoscenza
Meteorologia e climatologia, influenza
dei fattori ambientali sulle specie
Daniele Paganelli
Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente
Università di Pavia
Cergnago, 19 gennaio 2013
2
ARGOMENTI
Climatologia
Cambiamenti climatici
Effetti su fauna e flora
Riscaldamento globale
3
Tempo atmosferico
Tempo atmosferico Clima
6
La climatologia (dal greco κλίμα klima, ovvero "regione, zona", e
λογία logìa) è la scienza che si occupa dello studio delle condizioni
medie del tempo meteorologico in un periodo di tempo di almeno
30 anni (Climate Prediction Center).
Climatologia descrittiva
Paleoclimatologia
Climatologia storica 8
Dendrocronologia
Climatologia applicata
Bioclimatologia 9
Fattori che
determinano il clima
10Fattori geografici:
- distribuzione delle terre e dei mari
- distanza dal mare
- correnti marine
- orientamento delle masse continentali
e dei sistemi montuosi
- rilievi ed esposizione topografica
- laghi
- caratteristiche del suolo
- vegetazione
- uomo come agente modificatore
11Dalla combinazione dei fattori: tipi e varietà di
meteo e di clima
12Clima della Terra:
freddo e secco ai poli e umido all’equatore
Per caratterizzare il clima è
importante conoscere la
quantità di precipitazioni
ma soprattutto la loro
distribuzione nel corso
dell’anno
Organismi che vivono in regioni con forti variazioni stagionali
regolano i loro cicli biologici in base ad esse
13GLI ELEMENTI DEL CLIMA
• radiazione solare
• temperatura dell'aria
• precipitazioni
• umidità dell'aria
• pressione atmosferica
• venti
• CO2
14Radiazione solare
Irradianza: quantità di
energia raggiante
proveniente dal sole
ricevuta dall’unità di
superficie nell’unità di
tempo
Variazioni
stagionali Luglio ‘11 Febbraio ‘12
15
Maggio ‘12 Giugno ‘12Variazioni
latitudinali di
irradianza
Variazioni di luce: la durata
della illuminazione
giornaliera è alla base della
vita delle piante e degli
animali
16Temperatura
Valori elevati influenzano i processi biologici e gli ecosistemi
(es. evapotraspirazione)
Valori minimi influenzano i limiti di tolleranza degli
17
organismiAcqua meteorica
18Rilevamento delle precipitazioni in tempo
reale: il Radar meteorologico
19Umidità
Umidità assoluta: contenuto di vapore acqueo in atmosfera
Umidità relativa è quella misurata dagli
igrometri e viene espressa come % di
vapore acqueo nell’aria rispetto alla
saturazione nelle stesse condizioni di
temperatura e pressione.
Umidità relativa al 100%
=
precipitazioni
Organismi di ambienti aridi hanno vari adattamenti per ridurre la perdita d’acqua.
20MACROCLIMA:
rappresentazione climatica
generale
MESOCLIMA: indica una
tendenza
MICROCLIMA:
usato per il
singolo sito
Informazioni sull’ecologia degli
organismi da studiare 2122
Classificazioni climatiche
A = clima tropicale piovoso B = clima asciutto
C = clima temperato D = clima subartico E = clima polare
23Regione mediterranea costiera
Piovosità scarsa (500-600 mm/y) e mal distribuita, alta ETo(1100 mm/y), importanza dell’irrigazione.
Senza irrigazione: vite, olivo, mandorlo, cereali autunno-vernini, leguminose da granella.
In irriguo agrumi, uva da tavola, orticole precoci.
Regione mediterranea interna
Piovosità scarsa (600-700 mm/y) e mal distribuita, alta ETo(1000 mm/y), temp. minime fino a -10°C,
importanza dell’irrigazione. Senza: vite, olivo, mandorlo, cereali autunno-vernini, leguminose da granella.
In irriguo fruttiferi, colture orticole, barbabietola da zucchero, girasole, sorgo.
24I CLIMI D’ITALIA
L’estensione in latitudine dell’Italia determina l’esistenza di due
tipologie climatiche:
NORD: clima temperato continentale
SUD: clima subtropicale mediterraneo
25I CLIMI D’ITALIA
In base alla temperatura si riconoscono varie tipologie climatiche:
26I CLIMI D’ITALIA
In base alle precipitazione medie annue:
27I CLIMI D’ITALIA
In base alla vegetazione:
28Regione alpina
Precipitazione spesso nevose molto abbondanti (>1200 mm/y) e ben
distribuite. Temperature medie annue basse (6-15 °C). Prevalentemente
boschiva e foraggera, colture seminative come segale, patata, frumento.
29Regione padana settentrionale
Clima continentale con piogge abbondanti (900-1000 mm/y) autunnali e
primaverili. Le colture possibili sono molte: cereali autunno-vernini, prati
polifiti, vite, fruttiferi, colture estive diverse, mais (anche non irriguo).
30Regione peninsulare interna e padana meridionale
Inverni rigidi, piovosità 700-900 mm/y e meglio distribuita. Comprende zone
collinari interne e pianure settentrionali. Senza irrigazione vite, cereali
autunnali, medica, colture da rinnovo e da seme. In irriguo fruttiferi (pomacee,
drupacee), mais, orticole.
Regione appenninica
Regione molto eterogenea con
piovosità mal distribuita, e forti
escursioni termiche annue.
Prevalentemente boschiva e foraggera,
seminativi annuali quasi scomparsi.
31Clima della Pianura Padana Clima sub-continentale, dove l'influenza mitigatrice del Mar Mediterraneo non fa sentire in modo evidente i suoi effetti. Ciò è controbilanciato dalla funzione protettiva svolta dall'arco alpino che arresta ed altera le masse d'aria di origine artica che giungono da Nord, mitigandole e dando spesso avvio ad un tipico vento di caduta, caldo e secco, denominato fohen. 32
Clima della Pianura Padana
Il clima è caratterizzato da un'ampia escursione termica annuale con temperature medie
basse in inverno (0º/4 °C) ed alte in estate
La piovosità è concentrata principalmente nei mesi primaverili ed autunnali, ma nelle
estati calde e umide sono frequenti i temporali, soprattutto a nord del Po.
La caratteristica conformazione "a conca" della pianura padana fa sì che sia in inverno
che in estate vi sia un notevole ristagno dell'aria con effetti diversi nelle due stagioni.
33Rappresentazioni del clima: OMBROTERMOGRAMMI
(o diagramma climatico)
Example for a climatic diagram as used in this
report. (from Lieth et al. 1999)
1 = country name, station location and elevation,
station name;
2 = the length of the observation period for
temperature and precipitation respectively;
3 = annual average of temperature and annual
precipitation sum;
4 (red) = temperature curve;
5 (blue) = precipitation time series;
6 = indication of frost periods;
7 = mean daily max. temperature for the warmest
month;
8 = mean daily min. temperature for the coldest
month.
3435
Pavia
3637
Il BIO-CLIMA: le fasce fitogeografiche
2500 m asl
2100 m asl
Foto: S. Orsenigo
38Successione riparia e concetto di climax
Es. di successione vegetazionale riparia
F. Doubs ( Rodano), Giura franco-svizzero
livello piena eccezionale
piena abituale
media annuale
media estiva
Sabbie Detriti
magra spinta
Sabbie e limi
Ghiaie, sabbie, limi e limi Zona
Ghiaie Zona a forestale
legno duro
Acqua, massi, ciottoli Zona a graminacee Zona a legno tenero
riparie
Zona a vegetazione acquatica cespugli:
Salici Ontani Frassino Faggio
Salice Acero
Fusaggine arborei
Alghe, muschi, altre idrofite Elofite
Viburno
Ranunculetum fluitantis Phalaridietum Salici- Salicetum Alnetum Aceri- Fagetum
Petasitetum viburnetum fraxinetum
39I Biomi
Vasta area geografica che si estende su più continenti, caratterizzata da particolare
macroclima e popolata da caratteristiche comunità
40Riscaldamento globale
41Il cambiamento climatico è un fenomeno naturale del
sistema terrestre che oscilla ciclicamente ogni 41000
anni determinando variazioni climatiche
Attualmente siamo in una fase
INTERGLACIALE, ben lontani da una
glaciazione
42L’effetto serra ha permesso lo sviluppo della vita sul
pianeta
43L’uomo e l’effetto serra
Velocizza il naturale processo con conseguenze sui
sistemi ecologici
44Dopo la rivoluzione
industriale il bilancio di
CO2 non è più in
equilibrio: negli ultimi
100 anni è stato
registrato un
incremento del 30% di
CO2 in atmosfera.
1999-2000 sono state
prodotte 8.5 Gt di CO2
1 Gt = al peso di
14.000.000 di persone
45Deforestazione
Le foreste assorbono CO2 con la fotosintesi ma quando viene
bruciata biomassa si libera la CO2 in atmosfera
46Gas Serra e il Clima
IPCC (Intergovermental Panel on Climate Change) sostiene che
MOLTO PROBABILMENTE l’aumento della temperatura della Terra
sia dovuto alla concentrazione dei gas serra (CO2, CH4, CFC, O3)
Negli ultimi 100 anni la T media è aumentata
Pianeta: +0,7°C Alpi: +2°CLe previsioni meno pessimistiche indicano che entro il 2070-2100 la temperatura aumenterà tra 1,8°C e 6.4°C
Effetto serra
Uragano Katrina Agosto 2005
49Gli effetti del cambiamento climatico
50Il cambiamento climatico e i fiumi
Tropicalizzazione del clima = periodi siccitosi / brevi periodi di pioggia intensa
Fenomeno naturale = Fiumare
- Riduzione delle piogge
- Artificializzazione
- Captazioni idriche
51Gli organismi dei fiumi perenni hanno caratteristiche che li
rendono sensibili alle alterazioni idrologiche
- Dimensioni medio-grandi
- Cicli vitali lunghi
- Dispersione acquatica
- Utilizzo di rifugi iporreici
- Mancanza di stadi quiescenti
Comunità povera e
banalizzata: pochi
gruppi
estremamente
tolleranti e con
elevata capacità di
dispersione
52Specie ittiche
termofile
Barbus barbus
Gobio gobio
53
Leucociscus cephalus Buisson et al., 2008Specie ittiche Specie ittiche
termofile stenoterme fredde
Barbus barbus
Salmo (trutta) trutta
Gobio gobio
Cottus gobio
54
Leucociscus cephalus Buisson et al., 2008Fiumi in piena: fenomeno naturale
Le comunità
biologiche hanno
evoluto meccanismi
per superare questi
fenomeni naturali
55Fiumi in piena: fenomeno naturale che può provocare danni all’uomo
>> Erosione
Le comunità >> Sedimento trasportato
biologiche hanno Distruzione microhabitat
evoluto meccanismi
per superare questi
fenomeni naturali Alterazioni delle comunità
56Gli effetti del cambiamento climatico
Come risponderanno le piante?
- Adattamento ?
- Migrazione ?
- Estinzione ?
La migrazione è già in corso (Parolo & Rossi, 2008;
Grabherr et al., 1994)
Thuiller et al. 2005. PNAS, Vol 102
Perdita di biodiversità molto
elevata, fino al 60% delle specie
delle catene montuose attorno al
bacino del Mediterraneo
(Thuiller et al., 2005)La risposta al cambiamento climatico sarà specie-specifica.
E’ comunque possibile prevedere variazioni all’interno delle comunità vegetali
in alta quota.
Per chi fosse interessato ad approfondire
Climate warming could shift the timing of seed germination in alpine plants
Mondoni A., Rossi G., Orsenigo S., Probert R.
Annals of Botany, 2012 in press… nel prossimo incontro parleremo di:
Temperatura Interazione
Acqua con gli
Luce organismi
Fattori limitanti e valenza ecologica
59GUIDA NATURALISTICA
La Lomellina, agricoltura e natura come conoscenza
Meteorologia e climatologia, influenza
dei fattori ambientali sulle specie
Daniele Paganelli
Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente
Università di Pavia
Via S. Epifanio 14, 27100 Pavia
E-mail: daniele.paganelli@unipv.itPuoi anche leggere
