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Evapotraspirazione

Evapotraspirazione è un processo mediante il quale l’acqua allo stato liquido viene convertita in vapore acqueo, quindi rimossa indi emessa in atmosfera

Evapotraspirazione

(Evapotraspiration – ET)

DEFINIZIONE: l’Evapotraspirazione è un processo mediante il quale l’acqua allo stato liquido viene convertita in vapore acqueo, quindi rimossa, per duplice effetto di traspirazione ed evaporazione dalla superficie di evaporazione, indi immessa in atmosfera.

É la combinazione di due distinti processi, EVAPORAZIONE e TRASPIRAZIONE, al centro dei quali c’è la vaporizzazione dell’acqua liquida contenuta sia nei suoli che nei tessuti vegetali.


EVAPORAZIONE + TRASPIRAZIONE = EVAPOTRASPIRAZIONE

  • L’evaporazione è il processo mediante il quale l’acqua liquida viene convertita in vapore acqueo per effetto di vaporizzazione, viene cioè rimossa dalla superficie di evaporazione ed immessa nell’aria. L’acqua evapora da qualunque superficie in cui essa è presente, che si tratti di laghi, fiumi, pozzanghere, o semplicemente superfici e suoli umidi.
  • La traspirazione invece è il processo di vaporizzazione dell’acqua liquida contenuta nei tessuti vegetali e, nella rimozione del vapore nell’atmosfera. La vegetazione perde la propria acqua attraverso gli stomi, piccole aperture presenti sulle foglie, ed in piccola misura anche sulla corteccia, attraverso i quali passano i gas ed il vapore acqueo.

Le piante assorbono acqua attraverso l’apparato radicale; in molti casi, questo può esser coadiuvato dalla presenza nei suoli (lettiera e soprattutto rizosfera), di micelio fungino che, attraverso il processo di micorrizazione della massa radicale, amplifica la capacità delle piante di assorbire acqua e nutrienti.

I liquidi assorbiti in proprio, o grazie all’ausilio dei fungi, vengono trasportati ovunque all’interno della pianta. La vaporizzazione avviene poi all’interno della foglia, negli spazi intercellulari e, lo scambio di vapore viene controllato tramite l’apertura e la chiusura degli stomi.

Quasi tutta l’acqua assorbita da una pianta viene però persa per effetto di traspirazione. Solo una piccola quantità viene trattenuta ed utilizzata all’interno della pianta stessa. Si calcola che un albero di Quercia di media altezza ed età, possa assorbire dal terreno all’incirca 100 litri d’acqua al giorno. Nello specifico, è risaputo che ogni giorno, ogni pianta traspira mediamente il quantitativo d’acqua equivalente a 5 volte la sua biomassa.

Questa importante quantità d’acqua assorbita, trasformata in vapore acqueo e quindi traspirata, può aumentare o diminuire, in maniera direttamente proporzionale alle caratteristiche meteorologiche prevalenti nel periodo, oltre che, in base all’andamento delle stagioni, rallentando per poi fermarsi del tutto, con l’ingiallimento e la successiva caduta del fogliame*1, durante la stagione fredda, riprendendo gradualmente con la comparsa delle nuove foglie, raggiungendo il picco tra luglio ed agosto, quando l’aria si fa costantemente calda e secca. *1leggi voci della nostra Enciclopedia: defogliazione, quiescenza, caducifoglie.

Calcolando l’alternarsi di periodi freddi con periodi caldi, di fasi umide alternate alla presenza di bolle d’aria calda-torrida, in media la stessa Quercia (di media età) può assorbire dal terreno all’incirca 1.500 litri d’acqua. Questo quantitativo potrebbe però aumentare notevolmente in presenza di frequenti quanto brevi temporali estivi, seguiti a ruota da altrettante fasi fortemente caldo-torride.

Questo processo si basa sull’energia che è necessaria per cambiare lo stato delle molecole d’acqua da liquida a vapore. Energia che viene fornita in massima parte della radiazione solare diretta ed in misura minore dalla radiazione solare indiretta, ovvero dalla temperatura dell’aria.

A partire dagli ultimi decenni, gioca un ruolo sempre più preponderante la temperatura dell’aria, quindi il livello di saturazione dell’aria, poiché il progressivo Riscaldamento Globale del Pianeta ha modificato gli equilibri atmosferici pregressi.

Anticicloni caratterizzati dalla presenza di bolle d’aria calda sempre più torrida, ovvero caratterizzati dalla presenza nell’aria di una percentuale molto bassa di umidità, favoriscono ed accelerano, sia il processo di evaporazione, che quello di traspirazione.

Non solo ma, all’energia fornita dalla radiazione solare e a quella indotta dalla presenza di aria calda e torrida, si somma anche la differenza tra la Pressione del vapore acqueo sulla superficie evaporante e quella dell’atmosfera circostante.

C’è infine un ultimo parametro che influenza direttamente i livelli di evapotraspirazione, si tratta dell’ombreggiamento, offerto dai rilievi orografici nelle vallate mentre, al piano, è influenzato dalla presenza dalle chiome della vegetazione. Queste infatti offrono la propria superficie alla radiazione solare diretta ma, al contempo, ombreggiando, sottraggono superficie terreste alla stessa radiazione e quindi all’evaporazione dal terreno ombreggiato.

EVAPOTRASPIRAZIONE E CLIMA

In condizioni climatiche normali, ovvero con piogge frequenti, buona bagnatura dei suoli e temperature nella norma, il processo di evapotraspirazione procede con moderazione poiché, man mano che l’acqua evapora, il vapore acqueo tende a saturare rapidamente l’aria circostante perciò, rallenta e, nel caso di aria già decisamente saturata, si interrompe, anche bruscamente.

Ciò accade quando d’estate, in presenza d’aria calda, ma assolutamente non torrida, con calma di vento, nubi basse si addensano sugli ostacoli orografici quali alti colli o montagne e, per effetto convettivo o per avvicinamento di un Fronte Perturbato, l’aria diventa insopportabilmente afosa, tanto da dare l’impressione di trovarci all’interno di una serra.

Viceversa, quando si alza il vento (Downburst o Microburst), per l’avvicinamento di un temporale, l’aria satura viene rapidamente sostituita con aria temporaneamente più secca; può quindi riprendere il processo di evapotraspirazione, che si bloccherà però nuovamente, all’apice della precipitazione temporalesca o dell’eventuale nubifragio.

Al contrario, se ci troviamo in un periodo fortemente caldo e secco, come già visto, caratterizzato da un Anticiclone a matrice sub-tropicale (anche detto Anticiclone Africano o Anticiclone delle Azzorre, ma con al suo interno bolle d’aria calda a matrice sub-tropicale, se non del tutto tropicale), allora la combinazione di energia indotta dalla radiazione solare diretta + radiazione solare indiretta (temperatura dell’aria), sommata alla differenza di Pressione del vapore acqueo sulla superficie evaporante e quella dell’atmosfera circostante + forza del vento, allora avremo una forte accelerazione dell’evapotraspirazione al punto che, ben presto il contenuto d’acqua del suolo sarà così basso da trovarci in presenza di suoli completamente secchi.

Si può dunque dedurre che il processo di evapotraspirazione sarà normalmente molto basso ai Poli (per effetto delle basse temperature), andrà aumentando rapidamente man mano che aumenta la radiazione solare diretta e quindi ci si abbassa di latitudine avvicinandoci ai tropici, raggiungendo i valori massimi nelle zone calde con poca vegetazione, con successiva assenza totale di evapotraspirazione (per assenza-mancanza d’acqua), nei deserti e, nuova ripresa in zone tropicali con molta vegetazione, per poi tornare a diminuire drastricamente nelle foreste pluviali, in prossimità dell’equatore (qua per effetto di continua saturazione dell’aria).

Si calcola che una foresta composta da alberi adulti ed estesa su di un chilometro quadrato di superficie, immetta nell’atmosfera ben 7.500 tonnellate d’acqua al giorno in una calda giornata estiva. Come potrai però facilmente intuire, questo valore può variare considerevolmente, col variare dei parametri meteorologici che lo regolano.

MISURAZIONE DELL’EVAPORAZIONE E DELLA TRASPIRAZIONE

Evaporazione e Traspirazione avvengono simultaneamente. Non esiste un metodo per distinguere i due processi.

La velocità di evapotraspirazione è normalmente espressa in millimetri (mm) per unità di tempo. Questa può essere espressa in ore, giorni, decadi, mesi o interi anni.

Esiste una formula matematica per calcolare la quantità d’acqua evapotraspirata da una superficie in un determinato periodo di tempo: poiché un ettaro ha una superficie di 10.000 m 2 e 1 mm è pari a 0,001 m, una perdita di 1 mm di acqua corrisponde a una perdita di 10 m 3 di acqua per ettaro.

Il calcolo dell’acqua che può evapotraspirare può esser effettuato con uno specifico strumento detto ‘Potometro’ (Potometer, o Transpirometer).

Questo è costituito da un recipiente pieno d’acqua o di una soluzione salina, nel quale si immerge la parte inferiore di una pianta, fissata sul tappo che chiude superiormente il recipiente; con questo è collegato un tubo capillare graduato ed orizzontale, che contiene una bolla d’aria; dallo spostamento di questa si deduce la quantità di acqua assorbita dalla pianta durante un certo intervallo di tempo.

Le moderne Stazioni Meteorologiche, sia amatoriali che professionali, sono in grado di misurare questi parametri attraverso i cosiddetti ‘Sensori di Evaporazione‘ che consistono in un ‘Serbatoio Evaporimetro‘ ed uno strumento di ‘Evapotraspirazione‘.

Il Serbatoio Evaporimetro di Classe A, serve per le misure dell’Evaporazione ambientale.

É dotato di un’estremamente preciso sensore ultrasonico, che può misurare la quantità di acqua contenuta all’interno dello strumento e quella evaporata tra una misura e l’altra, partendo dalle variazioni di altezza del liquido, misurando anche i decimi di milimetro. Dispone di un sistema di riempimento automatico del serbatoio circolare, fabbricato in Acciaio Inossidabile, con 120,7 cm di diametro e 25 cm di altezza.

L’Evapotraspirazione viene invece misurata senza l’ausilio uno specifico sensore di Evapotraspirazione.

Le misure si basano sull’interpretazione computerizzata di tutti i parametri che incidono sull’evaporazione quali: temperatura amientale, umidità, radiazione solare, velocità del vento e pluviometria. Questi calcoli si basano su specifici modelli matematici.

Gli specifici strumenti delegati ad effettuare il rilevamento-la misurazione di questi parametri sono:

  • Sonda di temperatura (Termometro)
  • Umidità Relativa (Igrometro)
  • Radiazione solare (Radiometro)
  • Intensità del vento (Anemometro)
  • Pioggia cumulata (Pluviometro)

EVAPOTRASPIRAZIONE IN AGRICOLTURA

Il monitoraggio dei livelli di evapotraspirazione gioca un ruolo di prim’ordine nella moderna agricoltura, tant’è che la FAO ha realizzato studi e modelli matematici, finalizzati al perfezionamento di nuove tecniche colturali, ai fini di ottimizzare il consumo di un’acqua dolce che, a causa della Crisi Climatica e dei relativi Cambiamenti Climatici dovuti al Riscaldamento Globale del Pianeta, diventa sempre meno disponibile; non ovunque e non continuativamente.

Al fine di poter ottimizzare i consumi d’acqua e stabilire quali sono le colture più appropriate, vanno tenuti in considerazione importanti parametri che hanno tutti a che fare con l’evapotraspirazione.

Hanno un ruoto attivo, la resistenza alla traspirazione (specifica per ogni tipo di vegetale), oltre a molti altri parametri quali la salinità del suolo, l’utilizzo di fertilizzanti, le caratteristiche del suolo, quindi la sua fertilità, durezza-compattezza-pietrosità, il pH ovvero la composizione chimica, lo strato utile di humus, la capacità di assorbimento e trattenimento idrico, infine, non da meno, le pratiche di gestione dei suoli, sia in base alle caratteristiche dei suoli stessi, che in base alle caratteristiche climatiche prevalenti.

EVAPOTRASPIRAZIONE IN AMBITO MICOLOGICO

🍄 Se si è appassionati di ricerca e raccolta di funghi, è importante conoscere i livelli di evaporazione, ma soprattutto di evapotraspirazione, al fine di poter prevedere le nascite di funghi

Sappiamo tutti quanti, per averlo letto o per sentito dire, che per avere buone nascite di funghi, occorre che vi siano i giusti livelli di umidità, le giuste temperature e scarsa ventilazione, in parole povere, pur senza saperlo, i giusti livelli di evapotraspirazione.

Come hai potuto leggere precedentemente, livelli di evapotraspirazione troppo alti, tendono a far seccare rapidamente ed eccessivamente i suoli e, un suolo troppo secco non rappresenta certamente il substrato ideale per la vegetazione e riproduzione dei funghi.

Di norma la rizosfera tende a mantenersi adeguatamente umida grazie agli apporti piovosi, ad eventuali risalite verso l’alto di acqua presente in una falda freatica, ma anche grazie alle frequenti immissioni nell’humus di liquidi da parte delle piante.

Sì perché le piante non assorbono solamente acqua dal suolo ma, ne rilasciano anche, in buona quantità, sotto forma di mucillagini, in piccola parte di acqua, in massima parte di essudati ricchi di sali minerali e zuccheri.

Anche se non piove da diversi giorni o settimane, il fitto intreccio di miceli dei funghi simbionti (che micorrizano la biomassa radicale), sono in grado di pescare acqua (là dove presente), anche a distanze inimmaginabili, persino a diversi chilometri di distanza dalla pianta micorrizata.

Quest’acqua viene messa a disposizione delle piante che, a loro volta, la restituiranno ai fungi, arricchita di sostanze energetiche, appunto sottoforma di mucillagini o essudati. E’ un po’ come vedere le radici ‘piangere‘.

Dove e quando il suolo è in grado di fornire acqua abbastanza velocemente, da soddisfare la richiesta di evaporazione, questa è determinata dalle sole condizioni meteorologiche. Tuttavia, quando l’intervallo tra le piogge e la bagnatura del suolo diventa ampio e, la capacità del suolo di condurre l’umidità alla superficie della rizosfera è ridotta, il contenuto d’acqua nell’humus diminuisce e lo strato superficiale si asciuga e secca rapidamente.

In queste condizioni, la limitata disponibilità di acqua finisce per rallentare i livelli di evaporazione e, di conseguenza, anche di evapotraspirazione.

Attraverso la chiusura degli stomi fogliari, le piante sono infatti in grado di controllare i livelli di traspirazione, così da impedire un’eccessiva perdita di liquidi sotto forma di vapore acqueo.

🍄 Volendo essere sempre aggiornati sulle reali probabilità di nascite di funghi in una determinata zona, è buona norma e regola tenere sempre sotto controllo il maggior numero possibile di Stazioni Meteo, sia amatoriali che professionali, quindi appartenenti a privati o reti private o pubbliche, monitorando, più che i quantitativi di pioggia caduta, i livelli di evapotraspirazione.

Se per esempio una Stazione Meteo di riferimento segnala un accumulo di 40 mm di pioggia in una giornata, ma nei giorni successivi, per due settimane consecutive, ci segnala un ET (evapoTp) di 2, 5, o peggio ancora, di 10 millimetri al giorno, avremo un passivo di 28 millimetri persi con una dispersione di soli 2 mm/g; 70 mm con dispersione di 5 mm/g; ma ben 140 mm dispersi in 2 settimane con una ET di 10 mm/g.

In quest’ultimo caso la dispersione, per evapotraspirazione d’acqua, è doppia rispetto alla pioggia precedentemente caduta, il che significa che con simili livelli di ET avremo un suolo decisamente secco, per non dire del tutto siccitoso, che ha perso non solo la pioggia caduta ma anche le riserve idriche contenute negli strati inferiori della rizosfera.

Senza tenere conto che non è solamente il suolo a perdere umidità attraverso l’evaporazione e la traspirazione (evapotraspirazione), ma anche i funghi superficiali stessi (che andrebbero chiamati correttamente sporoforo o carpoforo) possono perdere umidità a ritmi sotenuti, in caso di forte radiazione solare diretta, temperature dell’aria troppo elevate, tassi d’umidità dell’aria troppo bassi e ventilazione costante o persino sostenuta.

EVAPOTRASPIRAZIONE ECCESSIVA E FUNGHI SPACCATI

Evapotraspirazione funghi spaccati
Funghi spaccati a causa di Evapotraspirazione eccessiva

Quando si realizzano le situazione avverse appena citate, i funghi che erano già nati, col sopraggiungere di condizioni climatico-ambientali così avverse, tenteranno di giungere a completa maturazione, mentre eventuali nuove nascite verranno immediatamente bloccate.

Quando nei boschi troviamo per esempio funghi Porcini con la ‘spugna‘ parzialmente o completamente distaccata dal cappello, se questa è rotta, spezzata, frammentata, se le rotture interessano anche il cappello stesso con spaccature varie che, talvolta interessano persino il gambo (anche se di solito il gambo si spacca, a partire dal basso, per eccesso di bagnatura del suolo), significa che ci troviamo in presenza di livelli di evapotraspirazione troppo elevati, insostenibi per la colonia fungina che si difenderà bloccando le nascite a tempo indeterminato, almeno fin tanto che i livelli di evapotraspirazione non torneranno ottimali.

Ogni colonia fungina che si rispetti, è infatti provvista di uno speciale MICELIO SUPERFICIALE (che di norma si spinge fino a contatto con l’aria) che potrebbe essere paragonato ad un efficientissimo strumento meteorologico.

Una sonda in grado di misurare al contempo la temperatura del suolo e dell’aria, umidità relativa dell’aria ma anche del suolo, radiazione solare se presente, eventuale vento, ed infine anche la differenza tra la Pressione del vapore acqueo sulla superficie evaporante e quella dell’atmosfera circostante.

Questo speciale micelio è poi provvisto anche di una sorta di efficientissimo transpirometro in grado di misurare continuamente i livelli di evaporazione dal suolo e di transpirazione dal micelio stesso.

Tutto questo suggerirà alla colonia fungina il comportamento da adottare riguardo eventuali riproduzioni, quindi nascite di nuovi funghi. Se i parametri non sono buoni, verrà suggerito alla colonia fungina di rimanere in stand-by, in attesa di tempi migliori.

Accade però purtroppo che, a causa dei Cambiamenti Climatici, il tempo possa mutare più velocemente rispetto ai tempi di ‘elaborazione dati‘ che sono stati rilevati dal micelio superficiale. In questi casi, in presenza di iniziale buona bagnatura del suolo, si possono avere cenni di buone nascite fungine ma, come scritto sopra, riguardo ai funghi ‘spaccati’, queste nascite verranno drasticamente e repentinamente interrotte a seguito della rapida evaporazione e traspirazione di umidità dai carpofori già nati.

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