Αγρομετεωρολογία - Κλιματολογία

Transcript

1 Αγρομετεωρολογία - Κλιματολογία 6 ο Μάθημα 5. Υδατώδη ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα Υδατώδη ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα ονομάζονται οι διάφορες μορφές μεριδίων νερού, σε στερεή ή υγρή φάση, που πέφτουν στην ατμόσφαιρα και φθάνουν, τελικά, στην επιφάνεια του εδάφους (Φλόκας 1990, Χρονοπούλου και Φλόκας 2010). Με τον όρο υετός νοείται το σύνολο των κατακόρυφων ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων που αποφέρουν μετρήσιμη ποσότητα νερού (βροχή, ψεκάδες βροχής, χιόνι, χαλάζι κ.α.), ενώ με τον όρο όμβρος νοείται το σύνολο των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων (β ροχή, χιόνι) που προέρχεται από νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης (Φλόκας 1990, Χρονοπούλου και Φλόκας 2010). Τα σπουδαιότερα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα είναι η βροχή, το χιόνι, το χαλάζι και το χιονοχαλάζι. 5.1 Βροχή Οι υδροσταγόνες που δημιουργούνται μέσα στα νέφη προκύπτουν από την συνένωση πολλών υδροσταγονιδίων ή παγοκρυσταλλίων. Αν οι σταγόνες αυτές ή οι παγοκρύσταλλοι, στην κάθοδο τους εξαιτίας του βάρους τους, περνούν από ατμοσφαιρικά στρώματα, που τις διατηρούν στην υγρή φάση ή της τήκουν, και φθάνουν στο έδαφος προτού εξατμιστούν, τότε δημιουργείται το φαινόμενο της βροχής (Φλόκας 1990, Χρονοπούλου και Φλόκας 2010). Στη βροχή, εκείνο που ενδιαφέρει περισσότερο, είναι η ποσότητα νερού που πέφτει σε μια επιφάνεια. Αυτή εκφράζεται με το ύψος βροχής που ορίζεται ως εκείνο, στο οποίο θα έφτανε η στάθμη του νερού της βροχής, αν έπεφτε σε μια οριζόντια επιφάνεια (δεν λαμβάνονται υπόψη παράγοντες όπως η απορρόφηση, η εξάτμιση και η απορροή) Διεθνώς, μονάδα μέτρησης του ύψους βροχής είναι τα χιλιοστά ( mm) ή εκατοστά (cm). Στην πράξη, λέγοντας βροχή ύψους 1mm, εννοούμε βροχόπτωση που αποδίδει ποσότητα νερού ίση με 1 κιλό (kgr) πάνω σε μια επιφάνεια 1 τετραγωνικού μέτρου (m 2 ). Άρα, βροχή ύψους 10 mm σημαίνει ποσότητα νερού ίση με 10 kgr σε επιφάνεια 1 m 2. Ανάλογα με το μέγεθος των σταγόνων και τον τρόπο πτώσης τους, η βροχή φέρει διάφορες ονομασίες, όπως όμβρος, που προκαλείται από νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης και χαρακτηρίζεται από απότομη έναρξη και λήξη, καθώς και από απότομες μεταβολές 1

2 στην ένταση της. Επίσης, ο όρος ψιχάλα χαρακτηρίζεται από πολύ μικρές και πολυάριθμες υδροσταγόνες, που αιωρούνται και ακολουθούν τα αέρια ρεύματα (Φλόκας 1990, Χρονοπούλου και Φλόκας 2010). Στη γεωργία, αυτό που έχει τη μεγαλύτερη σημασία είναι το βροχομετρικό ύψος που αποθηκεύεται στο έδαφος και είναι διαθέσιμο στα φυτά, λαμβάνοντας υπόψη ότι η εξάτμιση, η απορροή και η συγκράτηση μέρους της βροχής από την επιφάνεια των φύλλων περιορίζουν το διαθέσιμο ποσό νερού που απορροφάται από το έδαφος. Το ποσοστό της βροχής που εισχωρεί στο έδαφος εκφράζει την αποτελεσματικότητα της (Φλόκας 1990, Χρονοπούλου και Φλόκας 2010). Μια άλλη παράμετρος που σχετίζεται με την βροχή και είναι χρήσιμη στην Κλιματολογία και τη Γεωργία είναι η ένταση της βροχής, που εκφράζεται με την ποσότητα της βροχής στη μονάδα του χρόνου. Η ένταση της βροχής σχετίζεται άμεσα με την αποτελεσματικότητα της, διότι επηρεάζει τη συγκέντρωση του πλεονάζοντος ποσού βροχής στην επιφάνεια του εδάφους. Το πλεονάζον ποσό βροχής σχετίζεται με την διηθητικότητα του εδάφους, δηλαδή την ικανότητα του να απορροφά το νερό της βροχής. Έτσι, όταν η ένταση της βροχής είναι μεγάλη και το ποσό νερού που συσσωρεύεται στην επιφάνεια του εδάφους είναι μεγαλύτερο από τη διηθητική του ικανότητα, το πλεονάζον νερό, είτε λιμνάζει είτε απορρέει, ανάλογα με την κλίση του εδάφους. Στο ίδιο αποτέλεσμα καταλήγουν και οι βροχές που έχουν μικρή ένταση αλλά μεγάλη διάρκεια, διότι λόγω αυξημένης ενυδάτωσης του εδάφους αδυνατούν να απορροφήσουν περισσότερο νερό (Φλόκας 1990, Χρονοπούλου και Φλόκας 2010). Το ποσοστό ύψους βροχής που συγκρατείται από την βλάστηση του εδάφους εξαρτάται από το είδος του φυλλώματος (πλατύφυλλα ή βελονόφυλλα), την πυκνότητα της, καθώς και από τη διαμόρφωση των καλλιεργειών (μεμονωμένα ή υπό μορφή συστάδων δένδρα και θάμνοι). Από το νερό της βροχής που συγκρατείται στην επιφάνεια του φυλλώματος ή στα άλλα μέρη του φυτού μόνο ένα ποσοστό περίπου 5% έως 20% απορροφάται από αυτά, ενώ το μεγαλύτερο ποσοστό εξατμίζεται. Έτσι το νερό της βροχής που φτάνει στο έδαφος όταν αυτό καλύπτεται από δασική δενδρώδη βλάστηση κυμαίνεται από 30% έως 80%, ενώ σε καλλιέργειες ποωδών φυτών ξεπερνά το 90% (Φλόκας 1990, Χρονοπούλου και Φλόκας 2010) Επιπτώσεις της βροχής στα φυτά Ο εμπλουτισμός του εδάφους με νερό μέσω των βροχοπτώσεων αποτελεί καθοριστικό παράγοντα επιτυχίας της καλλιέργειας. Ιδιαίτερη σημασία έχει η γνώση 2

3 των απαιτήσεων των φυτών σε εδαφικό νερό σε συνάρτηση με το στάδιο ανάπτυξης τους. Έτσι, αν η φυτεία βρίσκεται στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης της τότε η υδατοκατανάλωση είναι περιορισμένη και η προσπίπτουσα βροχή θα έχει ασήμαντη επίδραση στην τελική απόδοση της καλλιέργειας. Αντίθετα όταν αυτή βρίσκεται σε κάποιο κρίσιμο στάδιο ανάπτυξης, όπου η υδατοκατανάλωση είναι υψηλή και τα εδαφικά υδατικά αποθέματα είναι περιορισμένα, τότε η βροχή μπορεί να αποτελέσει αποφασιστικό παράγοντα επιτυχίας της καλλιέργειας. Επίσης αξίζει να σημειωθεί ότι για κάθε καλλιέργεια απαιτείται ένα ελάχιστο ύψος νερού (βροχής ή άρδευσης) που είναι απαραίτητο για την ολοκλήρωση του βιολογικού κύκλου των φυτών, προκειμένου αυτά να αποδώσουν την ελάχιστη ποσότητα προϊόντος (Χρονοπούλου και Φλόκας 2010). Οι βροχές ανάλογα με την εποχή του έτους και το στάδιο ανάπτυξης των φυτών μπορεί να αποβούν καταστρεπτικές για την καλλιέργεια. Έτσι σε φυτά που βρίσκονται στο στάδιο ωρίμανσης των καρπών, μια βροχή μπορεί να προκαλέσει σημαντική υποβάθμιση της ποσότητας και της ποιότητας του προϊόντος τους. Για παράδειγμα αναφέρονται οι επιπτώσεις της βροχής σε καλλιέργεια αμπέλου, όταν βρίσκεται στο στάδιο της ωρίμανσης των σταφυλιών. Η ποσοτική ζημιά αποδίδεται στην αποξήρανση τμήματος ή του συνόλου του σταφυλιού λόγω απώλειας του χυμού των ραγών εξαιτίας θραύσης της επιδερμίδας τους (Σχήμα 1). Το σοβαρότερο πρόβλημα όμως εμφανίζεται μετά τη βροχόπτωση. Συγκεκριμένα μετά τη θραύση της επιδερμίδας των ραγών συνήθως ακολουθεί έντονη προσβολή από το μύκητα Botrytis cinerea όπου προκαλεί ποιοτική υποβάθμιση μέρους ή του συνόλου της παραγωγής (Σχήματα 2, 3) Σχήμα 1. Αποξήρανση τμήματος σταφυλιού, λόγω θραύσης της επιδερμίδας των ραγών 10 ημέρες μετά τη βροχόπτωση (Φωτ. Κεχαγιάς Γ., Εγχειρίδιο εκτιμητικής για τα αμπελοειδή, ΕΛΓΑ, 2003). 3

4 Σχήμα 2. Προσβολή μύκητα (βοτρύτης) στις ράγες σταφυλιού μετά από βροχόπτωση (Φωτ. Κεχαγιάς Γ., Εγχειρίδιο εκτιμητικής για τα αμπελοειδή, ΕΛΓΑ, 2003). Σχήμα 3. Γκρι μούχλα σε αμπελώνα λόγω του μύκητα Botrytis cinerea μετά από βροχόπτωση (Φωτ. Walker A.S., Genoscope, 2012). Επίσης οι βροχοπτώσεις δημιουργούν προβλήματα στα ανεμόφιλα φυτά όταν αυτά βρίσκονται στο στάδιο της επικονίασης με αποτέλεσμα να παρατηρείται σημαντική μείωση της καρπόδεσης. Επίσης, οι ισχυρές βροχοπτώσεις προκαλούν σημαντική διάβρωση του εδάφους, ιδιαίτερα, σε ορεινές αποψιλωμένες δασικές περιοχές Τέλος σε συνθήκες συνεχών βροχοπτώσεων, που οι επιφάνειες των φυτών βρίσκονται σε διαρκή εφύγρανση, διευκολύνεται η μόλυνση τους από μύκητες και άλλα παθογόνα σε συνάρτηση και με την κατάλληλη θερμοκρασία του αέρα. Ως παράδειγμα αναφέρεται ο μύκητας Venturia inaequalis ο οποίος προσβάλλει την μηλιά. Έτσι, όταν η μέση θερμοκρασία του αέρα είναι 14 o C και η διαβροχή των φυτικών μερών της μηλιάς διαρκεί 10 ώρες, τότε προκαλείται ελαφρά προσβολή, με διάρκεια διαβροχής 14 ωρών προκαλείται μέτρια προσβολή, ενώ για διαβροχή διάρκειας 22 ωρών η προσβολή των δένδρων χαρακτηρίζεται σοβαρή Έκτος από τη διάρκεια διαβροχής σημαντικός είναι και ο ρόλος της θερμοκρασίας του αέρα στη μόλυνση των φυτών από παθογόνα. Έτσι σε χαμηλές τιμές θερμοκρασίας αέρα απαιτείται μεγαλύτερος χρόνος διαβροχής των φύλλων για την ανάπτυξη ενός 4

5 μύκητα (Plasmopara viticola) που προσβάλλει το αμπέλι. Ενώ ο χρόνος διαβροχής μειώνεται όταν οι τιμές της θερμοκρασίας του αέρα είναι αυξημένες (Σχήμα 2) Σχήμα 2. Σχέση θερμοκρασίας του αέρα και διάρκεια διαβροχής των φύλλων για την προσβολή της αμπέλου από μύκητα (Orlandini et. al. 2005). Έτσι η γνώση της θερμοκρασίας του αέρα και της διάρκειας διαβροχής των φυτικών ιστών δίνει τη δυνατότητα εκτίμησης του κινδύνου προσβολής των φυτών από παθογόνα. 5.2 Χιόνι Το χιόνι είναι ένα από τα στερεά ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα. Αν οι παγοκρύσταλλοι, που δημιουργούνται σε ένα νέφος, μεγεθυνθούν, τότε αυτοί πέφτουν και τελικά εγκαταλείπουν το νέφος. Στην περίπτωση που αυτοί προλάβουν να φθάσουν στην επιφάνεια του εδάφους, προτού λιώσουν, τότε δημιουργείται το φαινόμενο του χιονιού. Για το σκοπό αυτό, απαραίτητη προϋπόθεση είναι το στρώμα του αέρα, που ορίζεται από τη βάση του νέφους μέχρι το έδαφος, να έχει θερμοκρασία μικρότερη από το 0 o C. Όταν το χιόνι λιώνει, κατά τη διέλευση του από ατμοσφαιρικό στρώμα με θερμοκρασία μεγαλύτερη από 0 o C, τότε αυτό φτάνει στο έδαφος με τη μορφή λεπτής και ψυχρής βροχής και ονομάζεται χιονόβροχο ή χιονόλυτος (Φλόκας 1990, Χρονοπούλου και Φλόκας 2010) Επιπτώσεις του χιονιού στα φυτά Από γεωργική άποψη, η κάλυψη του εδάφους με χιόνι κατά την ψυχρή περίοδο του έτους έχει μεγάλη σημασία, διότι αποτελεί προστατευτικό μέσο γύρω από τα φυτά, παρεμποδίζοντας την ψύξη τους. Έχει βρεθεί ότι χιόνι πάχους 30 εκατοστών 5

6 προστατεύει αποτελεσματικά τα ευαίσθητα στον παγετό νεαρά φυτά ακόμα και όταν η θερμοκρασία του αέρα μειωθεί αρκετούς βαθμούς υπό το μηδέν. Σε τέτοια περίπτωση, η θερμοκρασία εδάφους που καλύπτεται από το στρώμα χιονιού μπορεί να είναι μεγαλύτερη κατά 10 o C και πλέον από την αντίστοιχη θερμοκρασία του ακάλυπτου εδάφους. Για το λόγο αυτό οι καλλιεργητές σε ορεινές και πολύ ψυχρές περιοχές διατηρούν το χιόνι στον αγρό, δημιουργώντας στην επιφάνεια του εδάφους και σε μικρές αποστάσεις διαδοχικά αναχώματα, έτσι ώστε να διευκολύνεται η συσσώρευση του χιονιού στο έδαφος Επίσης σημαντικός είναι ο ρόλος του χιονοστρώματος στον εμπλουτισμό του εδάφους με νερό. Το χιόνι επειδή λιώνει αργά, αποτελεί αξιόλογη πηγή νερού, όταν αυτό έχει τη δυνατότητα να απορροφηθεί από το έδαφος. Έτσι, όταν το έδαφος δεν έχει μεγάλες κλίσεις και το λιώσιμο του χιονιού γίνεται αργά, τότε αποφεύγονται οι κίνδυνοι της επιφανειακής απορροής και πλημμύρας. Με τον τρόπο αυτό το έδαφος απορροφά μεγαλύτερη ποσότητα νερού από το χιόνι παρά από τις βροχές (Χρονοπούλου και Φλόκας 2010). Εκτός όμως από τις ευεργετικές επιδράσεις, το χιόνι προκαλεί και σοβαρές καταστροφές στις καλλιέργειες. Το βάρος του χιονιού που επικάθεται στα διάφορα τμήματα του φυτού μπορεί να προκαλέσει θραύση τμημάτων του φυτού ή πλάγιασμα ή ακόμη και ζημιές από ψύξη, όταν αυτά βρίσκονται στο ευαίσθητο στάδιο της ανθοφορίας. Εκτεταμένες ζημιές μπορούν να προκληθούν ακόμη και σε καρποφόρα ή δασικά δέντρα λόγω του βάρους του χιονιού όταν οι χιονοπτώσεις είναι εκτεταμένες (Σχήμα 4) Σχήμα 4. Θραύση ελαιοδένδρου από τη χιονόπτωση στις 4/1/2002 (Εγχειρίδιο εκτιμητικής για την ελιά, ΕΛΓΑ, 2003). 6

7 Στην περίπτωση που παράλληλα με την χιονόπτωση επικρατούν και ισχυροί άνεμοι, τότε οι χιονοκρύσταλλοι προσπίπτουν με μεγάλη ταχύτητα στα κλαδιά των δένδρων και προκαλούν καταστροφή των οφθαλμών τους ή απόσπαση τμημάτων του φλοιού τους Βιβλιογραφία ΕΛΓΑ, (2003) Εγχειρίδιο εκτιμητικής για τα αμπελοειδή. ΕΛΓΑ. ΕΛΓΑ, (2003) Εγχειρίδιο εκτιμητικής για την ελιά. ΕΛΓΑ. Φλόκας Α.Α., (1990) Μαθήματα Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας. Εκδόσεις ΖΗΤΗ, σελ 465. Χρονοπούλου-Σερέλη Α., Φλόκας Α.Α., (2010) Μαθήματα Γεωργικής Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας, Εκδόσεις ΖΗΤΗ, σελ Genoscope, (2012) Botrytis cinerea. Genoscope 10/11/2012, Centre National de Sequencage, (accessed at Orlandini S., Dietrich S., Magarey R., Zanchi C.A., (2005) Leaf Wetness: An agrometeorological variable for the forecasting of plant diseases. Cost Actions 718. Meteorological Applications for Agriculture. 7