BIOMI Grande diversità di ecosistemi Quale la causa?

Il clima è il principale determinante della distribuzione dei biomi Da Chapin et al 2002

precipitazioni Da Chapin et al 2002

Temperatura … tolti i deserti Da Chapin et al 2002

Da Chapin et al 2002

Capire le cause determinanti - obiettivo: Capire le cause determinanti le variazioni del clima e della produttività a livello planetario Clima = tempo atm. medio sopra una determinata regione Il clima è dovuto a: 1) ammontare radiazione solare incidente 2) Atmosfera: composizione e dinamica (e oceani) 3) caratteristiche della superficie terrestre

Radiazione incidente alla superficie: fattori di variabilità La superficie terrestre non riceve eguale radiazione Da Chapin et al 2002 -incidenza rad - spessore atm

Tropics receive more concentrated insolation (2 Tropics receive more concentrated insolation (2.5x more) than the poles due to the Earth’s curvature Figure 2.9

Revolution and Rotation Figure 2.13

Rivoluzione e inclinazione asse terrestre Da Cotgreave & Forseth 2002

Annual March of the Seasons

Radiazione ricevuta a differenti latitudini Da Cotgreave & Forseth 2002

≠ Radiazione -> temperatura maggiore all’equatore Da Cotgreave & Forseth 2002

inclinazione radiazione durata giorno fotoperiodismo - migrazioni - fioritura - letargo Da Cotgreave & Forseth 2002

2) Atmosfera: composizione, struttura, circolazione La composizione determina il ruolo nel bilancio energetico planetario Più del 99.9 % del volume dell’atm è costituita da: Azoto N2: 78% Ossigeno O2: 20.94% Argon Ar: 0.93% Concentrazione costante nei primi 80 Km (omosfera) Poi anche di Anidride carbonica CO2: 0.0385% (385 ppm + 2 ppm/y) (WMO 2008) Aerosol : nuclei di condensazione Vapor d’acqua (estremamente variabile- mai > 4%)

Homosphere composition

perchè le nuvole non cadono? Atm: composizione La concentrazione di vapor d’acqua si puo’ esprimere come - umidità assoluta (g m-3) L’aria calda contiene maggiore vapore a saturazione Es. T=5 °C csw= 6.79 g m-3 T=15 °C csw= 12.83 g m-3 T=25 °C csw= 23.05 g m-3 …. Se si raffredda condensa! perchè le nuvole non cadono?

Relative Humidity = Dew Point Temperature Actual water vapor content of air = x 100 Maximum water vapor capacity of air Dew Point Temperature Figure 7.7

Deficit di Pressione di Vapore (VPD) Atm: composizione Umidità relativa Deficit di Pressione di Vapore (VPD)

Importanza di VPS vs UR per ecologia forestale Atm: composizione Importanza di VPS vs UR per ecologia forestale … non usare MAI l’umidità relativa con le piante!

Pressione atmosferica 90% of atmosphere’s mass is within 15 km of the surface (the Troposphere)

.. Torniamo ai gas dell’atmosfera Tempo medio di residenza in atm Atm: composizione .. Torniamo ai gas dell’atmosfera Tempo medio di residenza in atm = massa totale/flusso in out tempo Azoto N2: 13 milioni di anni Ossigeno O2: 10.000 anni C02: 4 anni H2O: 10 giorni

2) Struttura atmosfera Atmosphere extends to 32,000 km from surface Exosphere’s top is at 480 km The atmosphere is structured. Three criteria to examine atmosphere Composition Temperature Function

2) Atmosfera: struttura Nella troposfera Temp e densità DIMINUISCONO con l’altitudine T dim (moist) 6.5 °C Km -1 P decresce esp. con h Equazione idrostatica dP/dh = - rg P= pressione h= altitudine r=densità g= acc. gravit

troposfera Altitudine - T e P

Altitudine (clima di montagna) troposfera

Effetti dell’altitudine (clima di montagna) • radiazione totale EFFETTIVA non aumenta (solo i valori massimi) troposfera

Effetto Altitudine - Precipitazioni troposfera Effetto Altitudine - Precipitazioni

Termosfera e mesosfera scarso impatto su biosfera Atm:struttura Termosfera e mesosfera scarso impatto su biosfera I fenomeni atmosferici che conosciamo accadono nella troposfera Troposfera 16 km tropici, 9 poli Per equazione idrostatica: in aria calda la pressione Diminuisce, per unità h, più lentamente