L’Agrometeorologia si occupa dello studio delle interazioni tra fattori fisici-ambientali e agricoltura nella sua accezione più ampia (orticoltura, selvicoltura, allevamento, ecc.);il campo di osservazione e di indagine si estende allora dallo strato di terreno occupato dalle radici, allo strato d’aria nel quale vivono piante e animali.
In Agrometeorologia bisogna fornire un valido ausilio per la gestione dei trattamenti agronomici, antiparassitari e anticrittogamici, attraverso l'informazione sul probabile verificarsi di condizioni meteo avverse o sulla probabile insorgenza di malattie o di attacchi da parte di insetti.
I vantaggi di una simile informazione per l'impresa agricola sono:
Risparmio in termini di lavoro;
Risparmio in termini economici
Benefici per l'ambiente
Benefici per la qualità del prodotto.
Tramite l'elaborazione dei dati agrometeo è infatti possibile:
Capire l'andamento della stagione vegetativa e programmare le lavorazioni;
Programmare i trattamenti fitosanitari in modo efficiente affinché siano efficaci.
Obiettivo dei servizi Assistenza alle imprese agricole per la gestione delle lavorazioni agricole e dei trattamenti antiparassitari ed anticrittogamici attraverso la diffusione di un Bollettino Agrometeorologico. Descrizione di massima delle fasi di erogazione dei servizi Il Servizio si articola nelle seguenti attività:
Acquisizione dati agrometeo dalle stazioni a terra - Acquisizione previsione meteo
Validazione dati - Elaborazione dati
Redazione di un bollettino.
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L'impatto del cambiamento climatico
Gli studi sull’impatto dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi agricoli e naturali sono stati condotti utilizzando approcci che vanno dall’esame delle serie storiche dei vari parametri meteorologici, allo studio sperimentale dell’impatto dell’incremento della CO2 sulla fisiologia delle piante, fino all’impiego di metodologie integrate (dati sperimentali, modelli, immagini da satellite, scenari climatici futuri) per una valutazione completa delle conseguenze di queste variazioni e per l’individuazione delle principali strategie di adattamento e mitigazione. Tali ricerche sono state condotte nell’ambito di vari progetti: MICE-EU, CHIP-EU, MIUR-PRIN.
Sono stati adottati una serie di modelli di simulazione per la valutazione dell’impatto delle variazioni climatiche sull’areale di coltivazione, sulla durata del ciclo di crescita e sulle annesse pratiche agronomiche (concimazioni, lavorazioni, raccolta, ecc.) di alcune specie di interesse mediterraneo (es. frumento, girasole, ecc.). Inoltre sono state valutate le strategie di adattamento e mitigazione a tali impatti.
L’impiego combinato delle informazioni fornite dagli esperimenti e dai modelli di simulazione prescelti ha permesso di condurre delle indagini complete sull’impatto dei cambiamenti climatici sulle suddette colture sia a livello locale che territoriale (regionale, nazionale e continentale)
Il clima e le sue caratteristiche
Le variabili agrometeorologiche hanno una notevole influenza sulle risposte vegeto-produttive della colture e sulla qualità del prodotto finale, sia in termini qualitativi che quantitativi. L’efficacia delle concimazioni e delle lavorazioni, le tecniche di potatura e difesa, e in generale tutta la gestione colturale, risultano strettamente legati alle condizioni meteorologiche. La conoscenza delle caratteristiche climatiche dei territori rappresenta quindi un valido criterio per supportare le scelte necessarie alla riuscita dell’attività produttiva. L’elevata variabilità spaziale degli elementi climatici fa si che le caratteristiche che sussistono su diversi appezzamenti posti anche a brevi distanze, siano spesso molto diverse.
Tale variabilità, inoltre, aumenta quando l’ambiente considerato presenta una complessa geomorfologia. In questo contesto la densità e la distribuzione delle stazioni di misura risultano fondamentali per rilevare correttamente le caratteristiche climatiche che sussistono nell’area indagata. Se l’analisi è sufficientemente dettagliata da mettere in risalto le peculiari caratteristiche dei singoli appezzamenti o versanti, i risultati ottenibili saranno facilmente impiegabili dalle aziende agricole.
É per questi motivi che negli ultimi anni il settore agricolo ha avvertito con sempre maggiore evidenza la necessità di avere a disposizione dettagliate informazioni di carattere meteorologico e climatologico. Per soddisfare questa esigenza in una fattoria, sita nelle colline a Sud di Firenze, è stato condotto uno studio decennale, tuttora in corso, finalizzato alla caratterizzazione agroclimatica del territorio e alla definizione delle relazioni intercorrenti fra le condizioni ambientali e le risposte della vite (Vitis vinifera) nelle aree aziendali. I risultati sono stati utilizzati per individuare la vocazionalità dei diversi territori in modo da poter ottimizzare le interazioni tra vitigno ed ambiente attraverso corrette scelte gestionali.
Il cambiamento del clima
L’aumento dei gas serra nell’atmosfera sta causando un innalzamento della temperatura media terrestre che può portare a grandi cambiamenti negli eventi atmosferici e nella distribuzione della vegetazione. Per l’area Mediterranea, i segnali dei cambiamenti climatici in atto sono molti, come la modifica del regime delle piogge con l’aumento degli eventi estremi, l’aumento dell’aridità invernale e l’anticipo della ripresa vegetativa delle piante. Le conseguenze sulla vegetazione possono essere molteplici e molto serie, andando a modificare la durata degli stadi vegetativi, la crescita e la produzione delle piante stesse. Tali modifiche potrebbero toccare in modo sostanziale l’agricoltura di qualità. Gli aumenti delle temperature porteranno a molteplici conseguenze: stagione vegetativa più lunga, ma al tempo stesso sviluppo fisiologico delle piante più veloce, con conseguente minore produzione finale; maggior rischio di attacchi da parte di agenti patogeni e maggiore richiesta di acqua per l’irrigazione.
Nello studio della variabilità climatica, le serie storiche rappresentano una grande fonte di informazione. L’attività di ricerca si basa essenzialmente sulla raccolta e organizzazione delle serie storiche locali, osservate sulla superficie terrestre, e delle reanalisi atmosferiche e superficiali globali prodotte da Centri internazionali (NCEP/NCAR e/o ECMWF). L’analisi dei dati è orientata alla rilevazione e caratterizzazione della variabilità e delle eventuali tendenze dei valori medi ed estremi delle grandezze climatiche più importanti e di grandezze derivate di particolare rilevanza per le applicazioni agronomiche, anche sulla base di indici e modelli che descrivano le risposte delle colture ai principali eventi climatici.
Uno studio specifico è stato condotto allo scopo di analizzare gli effetti della variabilità climatica sulle risposte vegeto-produttive del Sangiovese all’interno dell’areale di produzione del Chianti, dove la varietà esprime i migliori risultati produttivi. L’analisi delle serie storiche è stata condotta per il periodo 1951-2002.
A partire dai dati giornalieri di temperatura massima, minima e precipitazioni sono stati calcolati 21 indici agrometeorologici su periodi diversi in base al loro legame con la crescita e produzione del Sangiovese.
| Viticoltura |
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| Olivicoltura |
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| Frutteti |
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| Colt.Ortaggi |
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Temperatura dell’aria-Umidità relativa-Precipitazioni-Evaporazione-Radiazione solare-Vento
GRANDEZZE di INTERESSE AGROMETEOROLOGICO E CLIMATICO
Insolazione-Radiazione netta-PAR-Temperatura del terreno-Umidità del terreno-Livello di falda
Umidità dell’aria Quantità di vapore acqueo nell’unità di volume di aria•Dipende dalla temperatura dell’aria Umidità assoluta Umidità relativa
Precipitazioni Caduta di acqua meteorica sotto diverse Caduta forme: pioggia, neve, grandine, nebbia ecc.L’apporto idrico viene misurato in mmL’apporto mm1 mm = 1 litro/m22
Precipitazioni Il Ø delle gocce nelle nubi è ~ 1Il 1--100 μμmmIl Ø delle gocce di pioggia varia da 1 mm Il (pioviggine) a 6 mm circa.(circa.
Della pioggia ci interessano:Della --quantità, intensità, estensione, durataquantità, durata--piovosità totale (mese, anno, stagione)--frequenza o numero di giorni di pioggiafrequenza pioggia--tempo di ricorrenzate
Radiazione solare Il 99% dell’energia disponibile sulla terra viene dal soleUsata dalle piante per evapotraspirare e per fotosintetizzareMisura della radiazione solare permette di fare stime di queste due quantitàIn ambiente chiuso la quantità di energia (e la temperatura ambientale) dipendono dal tipo di illuminazione (lunghezza d’onda)Viene misurata in W m-213
Vento Influenzal’evapotraspirazionedelle coltureTrasporto di massa e di energiaTrasporta spore e patogeni anche a grandi distanze
Vento Si parla principalmente della componente ORIZZONTALE del vento, ma le masse d’aria subiscono anche moti VERTICALI.E’ una grandezza vettoriale. Si misura in:Intensità m s-1, km h-1Direzione ° da Nord
Insolazione-Radiazione netta-PAR (PhotosynteticallyActive Region) ALTRE GRANDEZZE di INTERESSE AGROMETEOROLOGICO E CLIMATICO
Temperatura del terreno-Umidità del terreno ALTRE GRANDEZZE di INTERESSE AGROMETEOROLOGICO ECLIMATICO
Livello di falda: in pianura Padana è un parametro importante perché la falda è superficiale.
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GELATE TARDIVE
Tipi di gelate e quando si verificano
Le gelate precoci autunnali
Le gelate invernali
Le gelate tardive primaverili
gelate per radiazione
gelate per advezione
Effetti negativi del gelo spesso più negativi in
ambienti mediterranei
Danni nella cella vegetale
A 0° C congelamento dell’acqua negli spazi intracellulari
morte delle cellule (necrosi) che può estendersi all’intera pianta azione meccanica dei cristalli di ghiaccio
alterazione della struttura delle proteine
Disorganizzazione dei tessuti
Precipitazione delle proteine citoplasmatiche
Trasferimento del Calore
Per conduzione da molecola a molecola
Sorgente barra di metallo per irraggiamento l’energia passa da un oggetto ad un ad altro non connessi
Perdita di energia ad onda lunga dalla Terra
guadagno di energia ad onda corta dal sole terra
Per Convezione col movimento di aria calda
Metodi di Trasferimento del calore
Calore Latente e Calore Sensibile
Il calore latente è l’energia chimica di legame delle molecole d’acqua.
Quando le molecole d’acqua evaporano, il calore sensibile diventa calore latente e la temperatura diminuisce.
Il calore latente è l’energia chimica di legame delle molecole d’acqua. Quando l’acqua congela il calore latente diventa calore sensibile e la temperatura dell’aria aumenta.
Metodi di Trasferimento del calore
Scambio di energia tra
Calore Latente e Calore Sensibile
Il segno + indica che l’acqua si raffredda o ghiaccia e l’aria si riscalda, viceversa il segno – indica che l’acqua si riscalda o evapora e l’aria si raffredda
E’ necessario raffreddare e congelare 6 volte la quantità di acqua che evapora per guadagnare calore sensibile
Quando la la temperatura della superficie raggiunge il punto di rugiada si forma condensa sulla superficie rilasciando calore sensibile nell’atmosfera.
Questo fa aumentare la temperatura dell’aria
Sistemi di protezione
possono essere:
Passivi tecniche agronomiche che : riducono i danni.
Attivi modificano la temperatura di una : determinata zona.
I sistemi passivi:
Sono economici
Sono utili solo in caso di sporadiche e leggere manifestazioni di abbassamento della temperatura
Non danno garanzia di sicurezza all´agricoltore
I sistemi attivi:
Hanno un costo maggiore
Sono piú efficaci e sicuri
Comportano un impatto ambientale
Protezione Passiva
Selezione del sito
Umidità del terreno
Copertura vegetale
Pacciamatura
Coperture plastiche
Controllo dei batteri
SELEZIONE del SITO è determinante
Gelate di Fondovalle
L’aria fredda più densa e pesante fluisce lungo i versanti verso il basso
TEMPERATURA DELLA SUPERFICIE
superficie del terreno maggiore fa
CONTROLLO dei BATTERI
I batteri sono centri di nucleazione del ghiaccio
Uccidere i batteri
Batteri Competitivi
Eliminazione della copertura vegetale
Protezione Attiva
Irrigazione antibrina
ventilatori
Bruciatori
Elicotteri
Irrigazione per sommersione che l’aria e la copertura vegetale abbiano temperatura
Irrigazione antibrina
Il calore viene dal congelamento dell’acqua
E’ necessario far congelare una quantità di acqua tale da bilanciare il calore sottratto per evaporazione
Gli irrigatori vengono attivati basandosi sulla temperatura di bulbo umido
Sovrachioma:
Il processo di congelamento sulla pianta stessa la mantiene ad una temperatura ~ 0°C
Sottochioma:Il processo di congelamento delle gocce d’acqua alza la temperatura dell’ariaaria
Sottochioma:Avere una copertura vegetale significa avere congelamento e rilascio di calore più vicino alla chioma
Quando azionare l’impianto antibrina?
Sensibilità degli organi vegetali dipende dallo stato fenologico di sviluppo
I ricercatori hanno stabilito le temperature limite
Il Centro di Consulenza ha elaborato le temperature di azionamento
Il fattore di sicurezza è pari a 3° C
Si potrebbe scendere anche al di sotto di 3° C meno dei valori indicati nella tabella senza avere alcun danno alla produzione
4° C é la temperatura minima, alla quale si può mettere in funzione l’impianto d’irrigazione- - - - - - -
Caratteristiche dei ventilatori
Altezza 11 m circa
Muniti di un’elica a 2 pale
Azionati da motori elettrici o Diesel (60- 200 CV)
velocità dell’elica: 530 r.p.m rotazione sull’asse di 360° ogni 2 -4 minuti
Ventilatori: svantaggi
Efficace solo in caso di inversione
termica
Utilizzabile solo in zone di pianura o
leggermente declive
Incrementi di temperatura tra 0,5 -1,5°C
Un ventilatore copre tra 2 e 4 ha
Temperatura del bulbo umido
Aggiungere lentamente cubetti di ghiaccio
L'acqua per abbassare il grado di
Temperatura. Mescolare il
Acqua con un termometro
Mentre l'aggiunta del ghiaccio
Cubetti di assicurare lo stesso
Può e acqua
Temperatura. Quando
Condensazione si verifica,
Nota il punto di rugiada
Temperatura. |
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Meccanica dei fluidi : Settore della fisica che studia il comportamento dei fluidi, ossia delle sostanze liquide e gassose, dal punto di vista statico e dinamico. La meccanica dei fluidi è fondamentale per diversi settori delle scienze applicate: ingegneria chimica, civile e meccanica, aeronautica,meteorologia, architettura e ingegneria navale, oceanografia.
Si possono distinguere due rami diversi della meccanica dei fluidi: la fluidostatica, a sua volta distinta in statica dei gas e idrostatica, che studia le condizioni di equilibrio dei fluidi in quiete, e la fluidodinamica, divisa in aerodinamica e idrodinamica, che si occupa in generale dei fluidi in moto. Il termine idrodinamica si applica più propriamente al flusso di liquidi o al flusso a bassa velocità di gas che possono essere considerati incomprimibili. L’aerodinamica, o dinamica dei gas, indaga invece il comportamento dei gas quando le variazioni di pressione sono sufficientemente alte da non permettere di trascurare gli effetti della comprimibilità.
Tra le numerose applicazioni della meccanica dei fluidi, sono da menzionare la propulsione a getto, le turbine i compressori e le pompe. Lo sfruttamento della pressione dell’acqua e dell’olio in ingegneria è invece un argomento di competenza dell'idraulica.
ECOFISIOLOGIA
L’ecofisiologia vegetale studia le risposte fisiologiche degli organismi vegetali all’ambiente circostante.
Ciò che consente la vita delle piante in uno specifico ambiente è l’adattamento, che può riguardare la specie e il singolo individuo.
Sia in un ambiente naturale che in uno coltivato è frequente che le piante si trovino in condizioni che risultano sfavorevoli alla loro crescita e alla loro produttività.
Tali condizioni sfavorevoli possono essere indicate con il termine di stress.
Misurare l’entità degli effetti di uno stress e studiare le risposte delle piante in quelle condizioni sfavorevoli contribuisce a programmare gli interventi necessari per ottimizzare la produttività vegetale.
Stress idrico in piante mediterranee:
- risposte di differenti cultivar di olivo alla carenza di acqua: effetti sulle relazioni idriche, sulla fotosintesi, sulla produzione di zuccheri e metaboliti secondari, sul sistema antiossidante.
Stress da metalli pesanti:
- effetti della somministrazione di metalli pesanti (Cr, Cd, Cu) su piante di Cyperus alternifolius L: bioaccumulo dei metalli, effetti sulla fotosintesi e sul sistema antiossidante.
- realizzazione in campo di un impianto di fitodepurazione con Cyperus alternifolius e Typha latifolia.
Stress salino in tappeti erbosi:
- effetti della irrigazione con acque a diversa salinità su differenti specie da tappeto erboso; effetto protettivo dell’applicazione di glicinbetaina e chitosano.
