Top 8 Papel do Shelterbelt na modificação microclimática

Este artigo lança luz sobre os oito principais papéis do cinturão de abrigo na modificação do microclima. As funções são: 1. Redução da Velocidade do Vento 2. Modificação da Temperatura do Solo 3. Aumento da Temperatura da Folha 4. Temperatura do Ar Maior 5. Redução da Evaporação 6. Redução da Radiação 7. Aumento da Umidade Relativa 8. Diminuição da Fotossíntese.

Papel do Shelterbelt:

Redução da Velocidade do Vento
Modificação da Temperatura do Solo
Aumento da temperatura da folha
Maior temperatura do ar
Redução de Evaporação
Redução de Radiação
Aumento na umidade relativa
Diminuição da fotossíntese

Função # 1. Redução da Velocidade do Vento:

O objetivo do shelterbelt é reduzir a força do vento na área abrigada. A eficiência da quebra de vento no campo depende do design do cinto de abrigo. O comprimento da zona abrigada pode ser descrito em termos da altura (h) do cinto de abrigo.

Os resultados fornecidos por Van Eimran (1964) indicam que o cinto de abrigo denso pode proteger uma área de cerca de 10-15 h no lado de sotavento do cinto de abrigo. A influência a favor do vento pode ser aumentada para 20-25 h, aumentando a porosidade em até 50%.

A eficácia de um abrigo para reduzir a velocidade do vento no lado de sotavento depende:

Eu. Porosidade,

ii. Altura,

iii. Forma e

iv. Largura do cinturão de abrigo.

O cinturão de abrigo com permeabilidade de alta densidade é menos efetivo quando comparado ao cinturão de abrigo com densidade moderada. Isso se deve à razão pela qual ocorre forte turbulência atrás do cinto de proteção quando o fluxo de ar desce abruptamente até a superfície do solo.

A velocidade do vento é reduzida perto do cinturão de abrigo de baixa permeabilidade, mas tem a tendência de aumentar imediatamente. A área abrigada torna-se insignificante no lado de sotavento, quando a permeabilidade é muito alta.

A proteção máxima é fornecida quando o vento golpeia o cinto de proteção perpendicularmente. A área protegida é reduzida quando o vento atinge um ângulo inferior a 90 graus. Skidmore e Hagen (1970) estudaram o efeito da orientação do cinturão de abrigo na extensão da área protegida.

Observou-se que a 25 h de distância no lado de sotavento de um abrigo com 47 por cento de permeabilidade, a velocidade média do vento foi reduzida para 54, 63, 81 e 95 por cento quando o vento desviou do normal em 0 °, 25 °., 50 ° e 75 °, respectivamente. A velocidade do vento foi consideravelmente reduzida até uma distância de h, quando o vento se tornou paralelo ao cinturão de abrigo.

Shelterbelts não tem nenhum efeito cumulativo. A redução na velocidade do vento não aumenta do primeiro shelterbelt para o segundo cinto. A redução do vento no lado de sotavento do segundo cinto é menor.

Este pequeno decréscimo na eficácia do segundo cinto deve-se ao aumento da turbulência causada pelo primeiro cinturão de abrigo. Mas, para fins práticos, a eficácia da correia pode ser assumida como sendo a mesma, se existe uma única correia ou se ela está dentro de um sistema escalonado de correias paralelas.

Verificou-se que a velocidade do vento diminuiu 68 por cento a uma distância de 4 h do cinturão de guar com porosidade moderada. A partir deste ponto, a velocidade do vento aumentou até 8 horas e depois caiu para 50% da sua velocidade de abertura devido à influência da próxima barreira.

Muitos experimentos mostraram que o microclima que prevalece no lado de sotavento do cinturão de abrigo é mais moderado do que na área não protegida. Shelterbelt geralmente resulta em redução da difusão vertical e mistura de ar. Isso leva a um dia mais alto e a uma temperatura mais baixa à noite. O cinturão de proteção também suprime a evaporação e, em seguida, energia adicional está disponível durante o dia para gerar calor sensível.

A redução do vento é uma função da localização na área protegida, bem como da altura acima das plantas. Brown e Rosenberg (1971) descreveram o padrão da velocidade do vento no grau de mistura turbulenta que ocorre na área abrigada. Durante o período diurno, a relação entre a velocidade do vento no milho protegeu a beterraba sacarina e a área ao ar livre variou entre 0, 8 e 0, 9.

Sob diferentes condições de estabilidade térmica, a redução da velocidade do vento pode variar de 25-40 por cento a 2 h, enquanto que a redução de 15-25 por cento na velocidade do vento pode ser notada em 8 h do cinto de abrigo (Miller et al, 1975)

Papel # 2. Modificação da temperatura do solo:

A temperatura do solo é modificada pelo cinturão de abrigo. Muitos pesquisadores descobriram que a temperatura do solo na área protegida é maior durante o dia e menor durante a noite.

Como o cinto de abrigo modifica o fluxo de ar a sotavento e a turbulência, a temperatura do solo pode ser levemente modificada. A temperatura do solo é ligeiramente maior nas áreas protegidas. O aumento na temperatura do solo foi maior quando o solo estava nu e seco e menos quando coberto com vegetação.

Papel # 3. Aumento da temperatura da folha:

Observou-se que o cinturão de abrigo aumenta a temperatura da folha ou do dossel no lado a sotavento. A temperatura da folha diminui ligeiramente na área protegida devido ao resfriamento por radiação durante a noite. Geada pode ocorrer devido ao resfriamento por radiação. Mas a temperatura reduzida ajuda a reduzir as perdas respiratórias.

Papel # 4. Maior temperatura do ar:

Geralmente é observado em dias claros que as temperaturas do ar durante o dia são maiores em abrigos do que em campos abertos. Isso se deve à redução da mistura turbulenta e consequentemente à redução da taxa de fluxo de calor sensível gerado na planta ou na superfície do solo.

Se a evaporação também é suprimida no abrigo, energia adicional está disponível para geração de calor sensível também. Quando a turbulência é restrita, a resistência de difusão aérea (r _a ) aumenta e os gradientes de temperatura são intensificados.

Hagen e Skidmore (1971) observaram as condições em que a temperatura do ar no lado de sotavento do abrigo era mais baixa do que no aberto. Tal efeito pode ocorrer se os solos da zona abrigada contiverem mais água do que os solos ao ar livre.

Maior evapotranspiração na área abrigada diminuiria o calor sensível, o que resultaria na diminuição da temperatura do ar. As inversões de temperatura normalmente se desenvolvem à noite em áreas abrigadas e não protegidas, em seguida, as superfícies da planta e do solo tornam-se afundadas em vez de fonte de calor. Windiness mistura a camada de inversão de temperatura.

A redução do vento e a turbulência no abrigo significam que as inversões de temperatura serão normalmente mais intensas. A menos que as condições calmas prevaleçam, o ar geralmente ficará mais frio à noite em abrigos do que em campos abertos.

As temperaturas mais altas do dia e do período noturno mais baixo no abrigo significam que a amplitude da onda de temperatura diária é aumentada. Portanto, temperaturas noturnas mais baixas no abrigo podem danificar as culturas sensíveis.

Papel # 5. Redução da Evaporação:

A evaporação reduzida é uma das importantes modificações associadas ao abrigo. Shelterbelts são freqüentemente usados para reduzir a evaporação. A redução da evaporação aumenta com a velocidade do vento. A uma velocidade do vento de mais de 24 km por hora, a evaporação é reduzida para dois terços do valor do campo aberto até dez vezes a altura da árvore no sotavento.

Estima-se que a temperatura do ar no lado a sotavento possa ser prevista com base no aumento / diminuição da evapotranspiração. Na taxa mais alta de evapotranspiração, mais energia disponível será consumida, deixando menos equilíbrio disponível como componente sensível do calor para aquecer o ar, resultando em temperatura do ar mais baixa. Efeito reverso pode ser visto quando a taxa de evapotranspiração é reduzida.

O cinto de abrigo desempenha um papel importante na redução da evaporação em áreas áridas e semi-áridas. Nas regiões áridas e semi-áridas, onde a evaporação excede a chuva, o uso de cinturão de abrigo pode reduzir a taxa de evaporação devido à redução na velocidade do vento. Devido ao acúmulo de vapores de água na área abrigada, o gradiente de pressão de vapor é reduzido, resultando em redução da evapotranspiração.

Foi observado que a evaporação seguiu a mesma tendência que a velocidade do vento no lado de sotavento do cinturão de abrigo. Cerca de 20 por cento de redução na evaporação foi encontrada em 4 h. Durante todo o ciclo de vida da safra de amendoim, a evapotranspiração total foi de 388 mm na área abrigada, contra 422 mm na safra não lavrada.

Papel # 6. Redução da Radiação:

A radiação solar e líquida pode ser reduzida significativamente nas áreas sombreadas pelos quebra-ventos. Este efeito não foi considerado de grande importância nos sistemas de quebra-vento orientados norte-sul, uma vez que apenas pequenas áreas são sombreadas apenas por curtos períodos de tempo durante a estação de crescimento quando o sol está alto.

Em uma base de dia inteiro, a diferença no balanço de radiação entre áreas próximas e áreas remotas da barreira pode ser totalmente insignificante. Já que uma área, sombreada pela manhã por um quebra-vento a leste, receberá energia adicional refletida do quebra-vento no final da tarde.

Os quebra-ventos orientados para leste-oeste, por outro lado, podem ter um efeito maior. As áreas ao norte, particularmente durante os períodos em que o sol está baixo, serão sombreadas por longas horas. As áreas ao sul estarão sujeitas a reflexão do quebra-vento ao longo do dia.

Papel # 7. Aumento da umidade relativa:

Gradientes de umidade e pressão de vapor também são aumentados em abrigos. O vapor de água transpirado e evaporado não é prontamente transportado para longe da fonte, da superfície de evaporação, como em um campo não-protegido. A pressão de vapor permanece mais alta no abrigo durante a noite.

Desde que a superfície da cultura geralmente permanece a fonte de vapor, exceto durante os períodos de deposição de orvalho. A umidade relativa é maior no abrigo em comparação com a área aberta porque as temperaturas do ar são mais baixas no abrigo do que no aberto durante a noite.

Apesar do aumento da temperatura, a umidade relativa permanece maior durante o dia no abrigo. Mas nos períodos de seca, a umidade relativa é freqüentemente menor no abrigo do que nas áreas abertas, devido ao aumento da temperatura e à evaporação muito pequena do solo seco.

Papel # 8. Diminuição na fotossíntese:

O crescimento e o rendimento das plantas são geralmente maiores na área abrigada. A taxa fotossintética das folhas individuais depende diretamente da concentração de dióxido de carbono, que varia entre 280 e 500 ppm. Se a barra de abrigo reduzir o suprimento de dióxido de carbono devido à redução do movimento do ar, a taxa de fotossíntese na plantação abrigada pode ser afetada negativamente durante o dia.

Isso diminuiria a taxa fotossintética. A concentração adicional de dióxido de carbono à noite é maior que a normal no abrigo. O dióxido de carbono acumulado seria consumido e dispersado pela manhã.

A duração da atividade fotossintética pode ser maior no abrigo. Foi observado que a resistência estomática à difusão de dióxido de carbono é geralmente menor no abrigo. As temperaturas do dia são normalmente mais altas no abrigo. A fotossíntese é pouco afetada por essas diferenças de temperatura.

No entanto, a fotorrespiração é afetada por pequenas diferenças de temperatura. Durante o dia, a temperatura do solo fica mais alta, resultando em respiração rápida da raiz. Pode causar maior liberação de dióxido de carbono do solo.

Embora o efeito do abrigo no microclima seja variado e complicado, geralmente é benéfico para o crescimento das plantas, especialmente em áreas de vento forte. Naturalmente, o efeito geral sobre o rendimento das culturas irá variar de acordo com a prevalência de vento forte, distribuição de chuvas, regime de temperatura e o tipo de culturas, bem como a estrutura do cinturão de abrigo.

Entre as culturas de resposta comparativamente baixa à proteção contra o vento estão os pequenos grãos resistentes à seca e o milho cultivado sob condições de cultivo seco em climas subúmidos a semi-áridos.

Moderadamente responsivo são arroz e forragem, como alfafa, tremoço, trevo e sementes de gramíneas de trigo. Entre as culturas mais sensíveis à proteção de abrigos, estão as culturas de jardim, incluindo lentilhas, batatas, tomates, pepinos, beterrabas, morangos, melancias, frutas cítricas e caducifólias e outras culturas tenras como o tabaco e o chá.

Em outra revisão, 20% é considerada uma média razoável para o aumento de rendimento resultante de um abrigo em áreas de ventos fortes. Isso representaria um ganho líquido de pelo menos 15%, mesmo quando a permissão é feita para a terra ocupada pelos próprios cinturões.