Microclima

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Introduzione

Microclima Clima di una piccola porzione di territorio, particolarmente nello strato più vicino al suolo. Le differenze di tipologia del suolo, di pendenza ed esposizione dei versanti collinari e montuosi, di vegetazione, nonché la presenza di elementi artificiali del paesaggio come edifici, strade, parchi o giardini sono tutti fattori in grado di produrre distinte e localizzate variazioni climatiche.

I corpi solidi e liquidi assorbono con efficienza diversa la radiazione solare per convertirla in calore, emettono umidità e calore in modi differenti e hanno effetti diversi sui movimenti dell'aria; è l'insieme di questi elementi a determinare un dato microclima. L'efficienza con la quale un corpo assorbe energia è strettamente associata alla sua albedo, vale a dire alla quantità (di solito espressa come percentuale) di radiazione solare riflessa rispetto a quella complessivamente ricevuta. I corpi che presentano colori più scuri hanno una minore albedo e quindi assorbono una maggiore quantità di energia solare rispetto ai corpi chiari.

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Effetto del suolo

I suoli scuri, come lo sono quelli ricchi in materia organica, hanno albedo che variano tra il 5 e il 15%, rispetto al 25-45% dei suoli sabbiosi. Similmente, le conifere (che hanno albedo comprese tra 5 e 15%) tendono a essere più scure degli alberi decidui (10-20%) e perciò assorbono generalmente più energia.

Anche la quantità di acqua presente in un suolo può condizionare l'assorbimento di energia: i suoli grigi e umidi hanno albedo tra il 10 e il 20%, contro il 20-35% dei suoli grigi e asciutti. Dal contenuto di umidità dipende anche la rapidità con cui il suolo si riscalda e la profondità raggiunta da tale riscaldamento. L'acqua assorbe moltissima energia, cosicché i suoli umidi tendono a riscaldarsi più lentamente di quelli asciutti; d'altra parte l'acqua è un buon conduttore di calore, e ciò significa che i suoli umidi si riscaldano fino a profondità maggiori. Inversamente, i suoli umidi emettono meno calore nell'aria adiacente, e si raffreddano più lentamente di quelli asciutti.

Il trasferimento di calore dipende anche dalla quantità di aria contenuta nel suolo. L'aria è un cattivo conduttore di calore, e di conseguenza in un suolo che contiene molta aria il calore tende a rimanere intrappolato in prossimità della superficie. È per questo insieme di motivi che la sabbia asciutta, ad esempio quella della spiaggia, diviene rovente in una giornata di sole per poi raffreddarsi molto rapidamente durante le ore notturne.

Quando il suolo si riscalda, l'aria in prossimità del suolo diviene più calda in conseguenza del trasferimento di calore per conduzione e convezione. La rapidità e l'entità di questo scambio termico sono influenzate, come già si è detto, dal colore del suolo e dal suo contenuto relativo di acqua e di aria. Di pari importanza è la velocità dell'aria sopra il suolo. Molto vicino al suolo, la velocità del vento viene ridotta quasi a zero dall'attrito: qui non vi è pertanto turbolenza o diffusione di aria riscaldata o raffreddata a distanza dalla superficie. Di conseguenza gli effetti di riscaldamento o di raffreddamento in prossimità del suolo tendono a essere esagerati, creando microclimi che sono spesso assai più estremi di quanto sia indicato dai dati meteorologici standard disponibili per la località; ad esempio, se la temperatura all'altezza della testa di una persona è di 30° C, appena al di sopra del suolo potrebbe essere di 60 °C. Sui pendii, il processo è reso più complesso dalla generazione di venti anabatici e catabatici. I venti anabatici sono causati dal riscaldamento diurno del versante, che provoca la risalita di masse d'aria verso la cresta del pendio. I venti catabatici si hanno invece quando il versante si raffredda, provocando la discesa verso il basso di masse d'aria. I pendii condizionano anche la quantità di radiazione solare ricevuta (la parte alta di un pendio tende a essere più calda di quella bassa), e così pure ha importanza la direzione verso cui il pendio è rivolto. Nell'emisfero settentrionale i versanti esposti a sud ricevono più radiazione solare di quelli rivolti verso nord.

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Effetto della vegetazione

Gli effetti della vegetazione sui microclimi sono anche più complessi di quelli dovuti ai nudi suoli. Le diverse piante non solo assorbono l'energia solare in modo differente, ma condizionano anche la quantità di energia che raggiunge il suolo e di conseguenza la quantità di luce e calore che rimane disponibile per essere utilizzata da altre piante. Gli alberi che possiedono una massa di fronde molto densa fanno sì che ben poca radiazione solare raggiunga i livelli inferiori. Nelle foreste pluviali, ad esempio, anche se la radiazione solare in arrivo è moltissima, i diversi strati di vegetazione intercettano l'energia al punto che solo l'1% circa giunge all'altezza di due metri rispetto al suolo, e meno dello 0,1% raggiunge il livello del suolo. L'intercettazione della radiazione solare è anche la ragione per cui la temperatura nelle aree boschive è inferiore rispetto alle aree circostanti. Gli alberi sono inoltre dei buoni frangivento, di conseguenza in un'area boschiva l'aria è più calma che in campo aperto. Infine, l'evapotraspirazione delle piante rende l'aria più umida.

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Effetto dei centri urbani

L'effetto più noto prodotto dalle aree urbane sui microclimi è quello delle cosiddette isole di calore, che si formano nei centri delle città. Anche se i centri urbani ricevono il 30% in meno di radiazione solare rispetto alle aree rurali (le grandi quantità di polveri e inquinanti non solo riflettono radiazione, ma forniscono anche abbondanti nuclei di condensazione per la formazione di nubi), la loro temperatura è maggiore in media di 1-8 °C. Gli edifici immagazzinano e generano calore in modo più efficiente che non i suoli, le rocce o la vegetazione. Il calore che essi emettono si somma a quello generato dalla popolazione che vive e lavora in città, a quello del traffico, delle industrie cittadine e del riscaldamento interno. Fatto ancora più importante, la dispersione del calore nelle ore notturne, quando gli edifici riemettono la maggior parte del calore ricevuto nelle ore di luce, viene ostacolata dalla presenza di polveri e nubi che fungono da coperta. La presenza di temperature medie più elevate significa che i centri urbani sperimentano nevicate, gelate e nebbie meno frequenti rispetto alle aree rurali circostanti; la nuvolosità e le precipitazioni piovose sono viceversa tendenzialmente più abbondanti.