Riccardo Rigon
L’evapotraspirazione
Traspirazione
P.Sutton,Tree,1958-TateModern
Riccardo Rigon
L’Evapotraspirazione
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Traspirazione
L’Evapotraspirazione
Riccardo Rigon
Traspirazione
• E l’evaporazione dalle piante
!
• Che avviene in contemporanea al proc...
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Traspirazione
• La traspirazione è basata sulla capacità della pianta di estrarre acqu...
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Riccardo Rigon
E’ dipendente:
•dal tipo di vegetazione e dal suo stato vegetativo
. dalla densità e d...
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E’ limitata:
•dalla disponibilità di energia
•dalla disponibilità d’acqua
•dallo svilu...
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Riccardo Rigon
Avviene attraverso il sistema vascolare delle piante.
Si possono distinguere tre proce...
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!8
Plants do not have a
heart
• Le piante non hanno un cuore (che
pompa l’acqua) !
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Riccardo Rigon
Forze osmotiche
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acqua senza sali
membrana semipermeabile
acqua con sali
Il tubo...
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Forze osmotiche
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Riccardo Rigon
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R. Rigon, M. Dall’Amico
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• La fisica della traspirazione
è l a s t e s s a d i q u e l l a
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La fisica delle traspirazione
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Suolo non saturo
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La fisica delle traspirazione
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(LAI (fS fee fT fM))
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R. Rigon, M. Dall’Amico
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La fisica delle traspirazione
Environmental dependencies of stomata conductance
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R. Rigon, M. Dall’Amico
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Suolo non saturo
Falda
Vegetazione
La fisica delle traspirazione
evaporazione dalle foglie
Kv :...
R. Rigon, M. Dall’Amico
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La fisica delle traspirazione
L’evapotraspirazione totale è :
ET = Ev + Tr
L’Evapotraspirazione
Riccardo Rigon
Water movement in plants
• Illustrazione delle differenze di
energia (in termini di pr...
L’Evapotraspirazione
Riccardo Rigon
Il flusso di acqua interno alle piante
~Jp = Kp
~r(z + + ⇧)
Dove la conducibilità idra...
L’Evapotraspirazione
Riccardo Rigon
Saturated Conductivity and Trees?
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L’Evapotraspirazione
Riccardo Rigon
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L’Evapotraspirazione
Riccardo Rigon
Rooting Depth
Source: Canadell, J., R.B. Jackson, J.R. Ehleringer, H.A. Mooney, O.E. S...
L’Evapotraspirazione
Riccardo Rigon
1 Nessun limite alla traspirazione: stomi aperti
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L’Evapotraspirazione
Riccardo Rigon
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traspirazione.
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Riccardo Rigon
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Riccardo Rigon
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Riccardo Rigon
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Riccardo Rigon
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14.4 traspirazione dalle piante

  1. 1. Riccardo Rigon L’evapotraspirazione Traspirazione P.Sutton,Tree,1958-TateModern Riccardo Rigon
  2. 2. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon Traspirazione
  3. 3. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon Traspirazione • E l’evaporazione dalle piante ! • Che avviene in contemporanea al processo fisiologico di fissazione dell’anidride carbonica, durante il processo di fotosintesi. • Dell’acqua necessaria ad una pianta, ~95% serve per la traspirazione e solo il ~5% diventa biomassa! !3
  4. 4. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon Traspirazione • La traspirazione è basata sulla capacità della pianta di estrarre acqua dal suolo attraverso le radici e di liberarla attraverso gli stomi. ! • Il controllo ultimo della traspirazione è la legge di Dalton, dove però si considera la differenza di pressione di vapore appena all’interno degli stomi e appena al di sopra della superficie della foglia. !4
  5. 5. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon E’ dipendente: •dal tipo di vegetazione e dal suo stato vegetativo . dalla densità e dalle dimensioni della vegetazione (alberi, arbusti,erba), •dalla struttura del suolo, •dalla temperatura dell’ambiente •dalla concentrazione di CO2 nell’atmosfera. Traspirazione
  6. 6. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon E’ limitata: •dalla disponibilità di energia •dalla disponibilità d’acqua •dallo sviluppo della turbolenza Traspirazione
  7. 7. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon Avviene attraverso il sistema vascolare delle piante. Si possono distinguere tre processi: 1. l’assorbimento dell’acqua nelle radici 2. il trasferimento lungo il tronco verso gli stomi, 3. l’evaporazione !7 Traspirazione
  8. 8. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !8 Plants do not have a heart • Le piante non hanno un cuore (che pompa l’acqua) ! ! • Il flusso d’acqua dalle radici alle foglie si mantiene dunque in virtu’ delle differenze di pressione tra suolo e radici, radici e tronco, via via sino alle foglie. ! • Tale differenza di pressione ha una doppia origine: le forze capillari e le forze osmotiche. Capillarità e osmosi
  9. 9. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon Forze osmotiche pw=0 h acqua senza sali membrana semipermeabile acqua con sali Il tubo non e’ capillare. Ma la colonna d’acqua sale nel tubo per compensare il potenziale chimico (negativo) che si viene a generare nel tubo che vede la compresenza di due sostanze. ⇧ := ⇢w g h pressione osmotica
  10. 10. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon Forze osmotiche Le due pressioni di vapore alle diverse quote devono essere differenti, per essere in equilibrio. Pertanto l’effetto della compresenza di sostanze in soluzione riduce la pressione di vapore (in analogia con il caso capillare). pw=0 h pressione di vapore pv(0) pv(h)
  11. 11. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon La forza che attiva la traspirazione è il gradiente di pressione, e precisamente la differenza di pressione esistente tra l’interno della foglia e l’atmosfera attorno ad essa. www.fsl.orst.edu/~bond/fs561/lectures/humidity%20and%20transpiration.ppt !11 Top 2 Bottom: le foglie
  12. 12. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !12 Traspirazione www.fsl.orst.edu/~bond/fs561/lectures/humidity%20and%20transpiration.ppt Gli stomi sono una componente critica della traspirazione
  13. 13. R. Rigon, M. Dall’Amico 13 • La fisica della traspirazione è l a s t e s s a d i q u e l l a dell’evaporazione. Si deve tener conto però di due aspetti: 1. l’evaporazione del velo d’acqua dalla superficie delle foglie 2. la traspirazione vera e propria dagli stomi delle piante La fisica delle traspirazione Suolo non saturo Falda Vegetazione
  14. 14. R. Rigon, M. Dall’Amico 14 La fisica delle traspirazione traspirazione dalle foglie Suolo non saturo Falda Vegetazione Cv = 1 ra + rv 1 ra = ✏ pa⇢v k2 log2 ⇣ zm zd z0 ⌘
  15. 15. R. Rigon, M. Dall’Amico 15 La fisica delle traspirazione Cv = 1 ra + rv rv = rV min (LAI (fS fee fT fM)) LAI `e il ”leaf area index” fS dipende dalla radiazione solare incidente fee dipende dal contenuto di vapore dell’atmosfera fT dalla temperatura dell’aria fM dal contenuto idrico del terreno
  16. 16. R. Rigon, M. Dall’Amico 16 La fisica delle traspirazione Environmental dependencies of stomata conductance ! For daytime conditions of simulation stb_stn004f Courtesy of Giacomo Bertoldi Stomata close for high vapor pressure deficit Transpiration stop for too high and low Ta Photosynthesis increases with PaR θwp θfc
  17. 17. R. Rigon, M. Dall’Amico 17 Suolo non saturo Falda Vegetazione La fisica delle traspirazione evaporazione dalle foglie Kv := 1 ra = ✏ pa⇢v k2 log2 ⇣ zm zd z0 ⌘
  18. 18. R. Rigon, M. Dall’Amico 18 La fisica delle traspirazione L’evapotraspirazione totale è : ET = Ev + Tr
  19. 19. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon Water movement in plants • Illustrazione delle differenze di energia (in termini di pressione) c h e c a u s a n o i l m o v i m e n t o d e l l ’ a c q u a d a l s u o l o s i n o all’amosfera attraverso la pianta. L’acqua muove da un potenziale negativo ad uno più negativo in atmosfera. http://www.ctahr.hawaii.edu/faresa/courses/nrem600/10-02%20Lecture.ppt !19
  20. 20. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon Il flusso di acqua interno alle piante ~Jp = Kp ~r(z + + ⇧) Dove la conducibilità idraulica all’interno delle piante decresce passando dal tronco alle foglie e tutto è assai meno compreso in termini quantitativi di quanto accade nei suoli (!).
  21. 21. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon Saturated Conductivity and Trees? !21
  22. 22. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !22
  23. 23. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon Rooting Depth Source: Canadell, J., R.B. Jackson, J.R. Ehleringer, H.A. Mooney, O.E. Sala, and E.-D. Schulze. 1996. Maximum rooting depth of vegetation types at the global scale. Oecologia 108: 583-595.
  24. 24. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon 1 Nessun limite alla traspirazione: stomi aperti 2 Qualche limitazione: stomi parzialmente chiusi a mezzogiorno 3 Forte limitazione: stomi chiusi a mezzogiorno 4 Suolo secco: chiusura completa degli stomi http://www.ictinternational.com.au/appnotes/ICT101.htm !24
  25. 25. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !25 Nei casi reali è molto difficile separare l’evaporazione dalla traspirazione. La traspirazione varia anche molto da punto a punto in un versante per effetto della diversa umidità del suolo e delle condizioni atmosferiche. Wet Dry of tion es... plant water use Tmeasured Tpotential Tpotential(l h 1 m 2 ) Tmeasured(lh 1 m2 ) Tmeasured Tpotential Even in relatively mesic environments, the degree of stomatal control on transpiration varies strongly across hillslopes... Measuring plant wat KellyCaylor,2011
  26. 26. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !26 The data we have is limited and highly variable... Leaf Area Index (m2/m2) KellyCaylor,2011
  27. 27. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !27 E E E E T T T T ctions of plant water use from models gest large shifts in E/T partitioning Dry Wet KellyCaylor,2011 La partizione tra Evaporazione e Traspirazione può cambiare drammaticamente
  28. 28. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !28 Gli studi relativi alla partizione vengono prodotti analizzando la partizione degli isotopi dell’acqua e, in particolare, degli isotopi dell’ossigeno
  29. 29. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon ET ET = v 1 r (qr q0) = v C (qr q0) !29
  30. 30. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon ET r = ra Evaporazione da superfici liquide r = ra + rs Evaporazione dai suoli r = ra + rc Traspirazione dalle piante !30
  31. 31. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon E = 1 ra + rc (q (TL) qa) rc = rc⇥ c LAI Traspirazione Il LAI è stato inizialmente definito come l'area totale di una faccia del tessuto fotosintetizzante per unità di superficie di terreno (Watson, 1947). (Smith, 1991; Bolstad e Gower, 1990) proposero di modificare il parametro, introducendo l'area fogliare proiettata. In questo modo si riducevano i problemi dovuti alla forma di aghi e foglie. !31
  32. 32. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !32 r_c vegetation resistance ! r_c =Rs /(LAI * (fS*fee*fT*fM)); (Best, 1998) ! Rs minimum stomata resistance (species dependent, but constant over time) ! fee water vapor deficit controlling factor ! fS solar radiation controlling factor ! fT temperature controlling factor Resistenza della vegetazione Fordaytimeconditionsofsimulationstb_stn004f CourtesyofGiacomoBertoldi
  33. 33. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !33 Environmental dependencies of stomata conductance Stomata close for high vapor pressure deficit Transpiration stop for too high and low Ta Transpiration is decreased below a critical water content Photosynthesis increases with PaR θwp θfc 1. θfc vs. ψ fc 2. θwp vs. ψ fc Fordaytimeconditionsofsimulationstb_stn004f CourtesyofGiacomoBertoldi
  34. 34. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !34 IL LAI PUO’ ESSERE MISURATO DA SATELLITE
  35. 35. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !35 (⇥) = ⇤ ⇥ 0 ⇥ < ⇥wp wp cr wp ⇥wp < ⇥ < ⇥cr 1 ⇥ > ⇥cr AET = (⇥) ET Traspirazione un approccio semplificato
  36. 36. L’Evapotraspirazione Riccardo Rigon !36 (⇥) = ⇤ ⇥ 0 ⇥ < ⇥wp wp cr wp ⇥wp < ⇥ < ⇥cr 1 ⇥ > ⇥cr Traspirazione
  1. A particular slide catching your eye?

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