Ecologia O mundo físico Clima Clima regional
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- Luiz Eduardo Furtado Garrido
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1 O mundo físico Clima Clima regional Efeito da topografia
2 O mundo físico Clima Clima regional Clima da cidade comparado com o do campo elemento partículas de condensação mistura de gases cobertura de nuvens nevoeiros de inverno nevoeiros de verão precipitação total humidade relativa inverno humidade relativa verão radiação global duração do dia de luz temperatura média anual velocidade do vento média anual comparação 10 vezes mais 5-25 vezes mais 5-10% mais 100% mais 30% mais 5-10 % mais 2% menos 8% menos 15-20% menos 5-15% menos ºC mais 20-30% menos
3 O mundo físico Clima Microclima
4 O mundo físico Clima Microclima
5 O mundo físico Clima Microclima
6 O meio físico Energia Balanço da radiação Balanço Ganho Perda Radiação de onda curta incidente + Radiação de onda longa absorvida Radiação líquida = - Radiação de onda curta reflectida e transmitida + Radiação de onda longa emitida A energia que os organismos recebem por radiação é utilizada para aquecimento, evaporação da água e para as reacções fotoquímicas
7 O meio físico Luz A Luz consiste na radiação solar com comprimentos de onda na região do visível entre os 400 e os 700 nm. Estaéaradiação utilizada pelas plantas para a realização da fotossíntese radiação fotossinteticamente activa (Photosyntetically Active Radiation - PAR) Fig3.1
8 O meio físico Luz Além do comprimento de onda, a luz apresenta outras características: intensidade, duração e direccionalidade. A intensidade varia com o ângulo de incidência e apresenta variação diária e sasonal. Fig3.2
9 O meio físico Luz A direccionalidade varia diaria e sasonalmente. A atitude do sol varia com a época do ano. As vertentes de montanha expostas a norte ou de vales apertados têm meonor exposição solar. Monteith, Principles of Environmental Physics, 1973, Arnold fig4.5a Fig3.6a Monteith, Principles of Environmental Physics, 1973, Arnold A duração também apresenta variação sasonal. É função da latitude e das estações do ano. Em Lisboa, varia aproximadamente entre 9 e 16 horas diárias.
10 O meio físico Luz Para além da radiação directa, os corpos recebem também radiação difusa: radiação de onda-curta, que depende da elevação e azimute do sol no grau de cobertura por nuvens radiação de onda-longa, que num dia sem nuvens, varia 20 a 30% com a posição do sol desde o horizonte até ao zenite, enquanto num dia nublado é praticamente constante radiação solar reflectida, que depende do grau de reflexão da superfície albedo radiação de onda longa emitida pelas superfícies
11 O meio físico Luz As plantas absorvem ou refletem maior quantidade de radiação dependendo do: comprimento de onda fig5.4a Monteith, Principles of Environmental Physics, 1973, Arnold natureza da folha: a existência de cutícula e pêlos promove a reflectividade da luz Folha Abeto (Betula alba) Choupo (Populus tremuloides) Carvalho (Quercus alba) Ulmeiro (Ulmus rubra) % reflexão
12 O meio físico Luz O tipo de vegetação é determinante para a quantidade de luz que é interceptada Fig 3.3
13 O meio físico Luz Índice de Área Foliar A quantidade de folhagem que absorve a radiação solar deve ser expressa pelo Índice de Área Foliar IAL = área da folhas (m 2 )/área projecção no solo (m 2 ) Fig 3.5
14 O meio físico Luz Índice de Área Foliar (IAF) A relação entre a área foliar e a quantidade de luz disponível (LD) é descrita pela lei de Beer LD i =e -IAF i.k em que o índice i representa a altura e o valor k o coeficiente de extinção da luz, que é uma medida da absorção/emissão de luz pelas folhas Fig 3.6
15 O meio físico Luz A disposição das folhas é importante no aproveitamento que as plantas fazem da luz solar Fig 3.8 Fig 3.7 Smith and Smith, Ecology and Field Biology, 2001, Benjamin Cummings A quantidade de luz disponível na floresta determina o ciclo de vida das plantas do solo da floresta, que florescem na altura de maior luminosidade
16 O meio físico Energia térmica O calor resulta do movimento aleatório das moléculas dum corpo. A temperatura é a medida directa da energia cinética média que as moléculas de uma substância possuem. As principais formas de transferência de energia térmica são a radiação, a condução e a convecção. Fig 3.9
17 O meio físico Energia térmica Equação do balanço energético S+R+LE+G+C+s=0 S radiação solar R radiação térmica L calor latente de evaporação E taxa de evaporação G condução a partir do solo C convecção s ganhos e perdas de energia em prazos curtos Nos organismos vivos tem-se t reflexão t transmissão ε emissão P fotossíntese M metabolismo basal S-(r+t)S+εR+LE+G+C+s+P+M=0
18 O meio físico Energia térmica A condução corresponde à transferência de calor entre uma substância e outra. Resulta da colisão de moléculas num fluído, ou movimento de electrões num metal. É uma forma de transferência de calor importante no solo, mas com pouco significado ao nível da atmosfera. A convecção corresponde à transferência de calor através do fluído que envolve os corpos, transportando moléculas de maior energia de zonas de maior para menor temperatura. Pode ser de duas naturezas: Livre ou natural, em que o fluxo resulta da diferença de densidades no fluido Forçada, em que o fluxo é causado por uma força exterior
19 O meio físico Energia térmica Convecção Em redor dos objectos ou organismos, o fluído (água ou ar) aumenta a velocidade à medida que a distância à superfície é maior. Fig 3.9 Video em
20 O meio físico Energia térmica Convecção Fig 76a Monteith, Principles of Environmental Physics, 1973, Arnold Monteith, Principles of Environmental Physics, 1973, Arnold
21 O meio físico Energia térmica Convecção A velocidade plena do fluído é atingida para distâncias maiores à superfície, fora da chamada camada limite (boundary layer). Esta camada desempenha um papel de resistência à transferência de energia e gases a partir e para as superfícies. A sua resistência depende do - tamanho, - forma, - textura - orientação do organismo, - velocidade do vento - diferenças de temperatura entre o organismo e o ar Fig 24b
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