1c introduzione all'idrologia

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It introduces a simple hydrological balance based on the Budyko Curve

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1c introduzione all'idrologia

  1. 1. La curva di Budyko Idrologia ed ecosistemi Franco Fontana, Puglia immaginaria Riccardo RigonFriday, March 8, 13
  2. 2. Budyko ovvero l’idrologia e la classificazione del clima da un semplice bilancio di massa ed energia After Budyko, Climate and Life, 1974 L’equazione di conservazione della massa d’acqua si può scrivere 2 R. RigonFriday, March 8, 13
  3. 3. Budyko L’equazione di conservazione della massa d’acqua si può scrivere After Budyko, Climate and Life, 1974 stoccaggio di umidità del suolo intervallo temporale evapotranspiratione Precipitazioni Runoff 3 R. RigonFriday, March 8, 13
  4. 4. Budyko Inoltre: After Budyko, Climate and Life, 1974 4 R. RigonFriday, March 8, 13
  5. 5. Budyko Inoltre After Budyko, Climate and Life, 1974 deflusso Deflusso subsuperficiale Deflusso superficiale Ricarica degli acquiferi 5 R. RigonFriday, March 8, 13
  6. 6. Budyko Budyko esamino bacini con area Inoltre scelse una scala temporale in modo da poter trascurare il membro di sinistra dell’equazione. Egli verificò che i termini di flusso sono assai variabilisu scala annuale e quindi scelse 6 R. RigonFriday, March 8, 13
  7. 7. Budyko Budyko esamino bacini con area per minimizzare gli effetti delle acque sotterranee, che assunse essere trascurabili, e per eliminare effetti locali dal calcolo di ET Inoltre scelse una scala temporale in modo da poter trascurare il membro di sinistra dell’equazione. Egli verificò che i termini di flusso sono assai variabilisu scala annuale e quindi scelse 6 R. RigonFriday, March 8, 13
  8. 8. Budyko Dal bilancio di massa Si deduce che il massimo di Evapotraspirazione si ottiene quando Q=0 e il primo membro si possa trascurare e dunque: ET max =P 7 R. RigonFriday, March 8, 13
  9. 9. Budyko Considerando quando l’energia è limitante, Il massimo possibile di ET si ha quando H= 0, il primo membro si può trascurare e quindi l’evapotraspirazione uguaglia la radiazione. Allora, si ha in generale: dove il pedice “max” sta ad indicare la massima evapotraspirazione possibile 8 R. RigonFriday, March 8, 13
  10. 10. Budyko Ovvero, quando il fattore limitante è l’energia: e: ovvero: 9 R. RigonFriday, March 8, 13
  11. 11. Budyko Introducendo allora l’indice di aridità (di Budyko): Situazioni in cui <1 o rappresentano ambienti “energy-limited” e, viceversa si hanno situazione “water-limited” 10 R. RigonFriday, March 8, 13
  12. 12. Budyko Modelli analitici semplici sono stati proposti nel corso del tempo per la curva di Budyko Zhang et al. (2001) 11 R. RigonFriday, March 8, 13
  13. 13. Budyko Informazioni di sintesi assegnata la curva di aridità Evapotraspirazione media annua: Zhang et al. (2001) Deflusso medio annuo 12 R. RigonFriday, March 8, 13
  14. 14. Budyko Ecologia ed Idrologia 13 R. RigonFriday, March 8, 13
  15. 15. R. RigonFriday, March 8, 13 G.Ulrici - Uomo dope aver lavorato alle slides , 2000 ? Grazie per l’attenzione 14
  16. 16. Simboli Elenco dei simboli 15 R. RigonFriday, March 8, 13
  17. 17. Simboli Elenco dei simboli 16 R. RigonFriday, March 8, 13
  18. 18. References •ALCAMO, J., Döll, P., HENRICHS, T., KASPAR, F., Lehner, B., RÖSCH, T., and SIEBERT, S. (2003). Global estimates of water withdrawals and availability under current and future “business-as- usual” conditions. Hydrological Sciences Journal, 48(3), 339–348. doi:10.1623/hysj.48.3.339.45278 •Aeschbach-Hertig, W., & Gleeson, T. (2012). Regional strategies for the accelerating global problem of groundwater depletion. Nature Geoscience, 5(12), 853–861. doi:10.1038/ngeo1617 •Amante C. & Eakins B.W., ETOPO1 1 Arc-Minute Global Relief Model: Procedures, Data Sources and Analysis. National Geophysical Data Center, NESDIS, NOAA, United States Department of Commerce, Boulder, CO, August 2008. Available www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/ etopo1sources.html • Ball, P. - H2O, a biography of water, Phoenix ed., 1999 •Batjes N.H., ISRIC-WISE Harmonized Global Soil Profile Dataset (Ver. 3.1), Wageningen: ISRIC - World Soil Information, 2008 (ISRIC Report 2008/02) •Baumgartner A. & Reichel E., The World Water Balance. Elsevier, New York, 179 p., 1975 17 R. RigonFriday, March 8, 13
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  20. 20. •Global Change in the Geosphere-Biosphere, NRC, 1986, •Hijmans R.J., Condori B., Carillo R., Kropff M.J., A quantitative and constraint-specific method to assess the potential impact of new agricultural technology: the case of frost resistant potato for the Altiplano (Peru and Bolivia). Agricultural Systems, vol. 76, p. 895–911, 2005. •Gentine, P., Troy, T. J., Lintner, B. J., & Findell, K. L. (2012). Scaling in Surface Hydrology: Progress and Challenges. Journal of Contemporary Water Research and Education, 147, 28–40. •"i mille fiumi" di Arrigo Boetti e Anna-marie Sauzeau-Boetti •Lehner B. & Doll P., Development and validation of a global database of lakes, reservoirs and wetlands. Journal of Hydrology Volume, vol. 296, p. 1-22, 2004 •Lin, B., Stackhouse P.V. Jr., Minnis P., Wielicki B.A., Hu Y., Sun W., Fan T.-F. &, Hinkelman L.M., Assessment of global annual atmospheric energy balance from satellite observations, J. Geophys. Res., vol. 113, D16114, doi: 10.1029/2008JD009869, 2008 19 R. RigonFriday, March 8, 13
  21. 21. References •Lenton, T. (1998). Gaia and natural selection. Nature, 394, 439-447. • Mitchell, J.M., an overview of climate variability and its causal mechanisms, Quaternary Res., 6, 481-493 •Oki, T. (2006). Global Hydrological Cycles and World Water Resources. Science, 313(5790), 1068–1072. doi:10.1126/science.1128845 •Oldekop E., About evapotranspiration in riverine basins (in Russian). Jurjev (Tartu), 1911 •Peixoto, J.P., and A. H., Oort, The Physics of Climate, AIP, 1992 •Peixoto J.P. & Kettani M.A., The control of the water cycle, Sci. American, vol. 228, p. 46-61, 1973 •Rabus B., Eineder M., Roth A. & Bamler R., The shuttle radar topography mission - a new class of digital elevation models acquired by spaceborne radar, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, vol. 57, p. 241-262, 2003 •Rigon R., Bertoldi G. & T. M. Over, GEOtop: A distributed hydrological model with coupled water and energy budgets, Jour. of Hydromet., vol. 7, n. 3, p. 371- 388, 2006. 20 R. RigonFriday, March 8, 13
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