05 INDICI ECOMETRICI

21
CAPITOLUL 5 INDICI ECOMETRICI 5.1. De la indicatori la indici Ecometria este ştiinţa efectuării de măsurători, analize şi interpretări ale factorilor ecologici sau ale relaţiilor funcţionale dintre aceştia. Metodele ecometrice sunt metode matematice ce se bazează pe calcul numeric. Cu cât numărul de parametri luaţi în discuţie este mai mare, cu atât variabilitatea rezultatelor este mai mare, dar acurateţea corelaţiilor mai bună. Indicatorii ecometrici sunt instrumente statistice, reprezentative şi credibile din punct de vedere ştiinţific, care ajută la intuirea dinamicii unui ecosistem prin operaţii de cuantificare şi a unor măsuri concret exprimate îndeosebi prin intermediul parametrilor climatici. Există indicatori general valabili şi indicatori specifici numai unui anumit tip de ecosistem. De asemenea, valorile pot fi măsurate, calculate şi raportate la diferite scări (de ex: numărul de specii ameninţate cu dispariţia vs. ritmul aridizării). Indicatorii ecometrici pot fi folosiţi de guverne, instituţii de cercetare, comunităţi, ONG-uri pentru a monitoriza evoluţia ecosistemelor, pentru a da diagnostice corecte şi pentru a lua cele mai bune decizii în vederea conservării biodiversităţii. Anumiţi indicatori necesită nu numai o expertiză de specialitate şi un nivel de cunoştinţe ridicat, ci şi posibilitatea de a fi combinaţi sau corelaţi în formule speciale. În vederea obţinerii unui acurateţi din ce în ce mai bune şi a unei prezentări cât mai succinte a rezultatelor, care să facă înţelegerea mai uşoară pentru publicul larg, au fost create formule de analiză pentru mai mulţi indicatori, expresii cunoscute sub denumirea generică de indici.

Transcript of 05 INDICI ECOMETRICI

Page 1: 05 INDICI ECOMETRICI

CAPITOLUL 5

INDICI ECOMETRICI

5.1. De la indicatori la indici

Ecometria este ştiinţa efectuării de măsurători, analize şi interpretări ale factorilor ecologici sau ale relaţiilor funcţionale dintre aceştia.

Metodele ecometrice sunt metode matematice ce se bazează pe calcul numeric. Cu cât numărul de parametri luaţi în discuţie este mai mare, cu atât variabilitatea rezultatelor este mai mare, dar acurateţea corelaţiilor mai bună.

Indicatorii ecometrici sunt instrumente statistice, reprezentative şi credibile din punct de vedere ştiinţific, care ajută la intuirea dinamicii unui ecosistem prin operaţii de cuantificare şi a unor măsuri concret exprimate îndeosebi prin intermediul parametrilor climatici.

Există indicatori general valabili şi indicatori specifici numai unui anumit tip de ecosistem. De asemenea, valorile pot fi măsurate, calculate şi raportate la diferite scări (de ex: numărul de specii ameninţate cu dispariţia vs. ritmul aridizării).

Indicatorii ecometrici pot fi folosiţi de guverne, instituţii de cercetare, comunităţi, ONG-uri pentru a monitoriza evoluţia ecosistemelor, pentru a da diagnostice corecte şi pentru a lua cele mai bune decizii în vederea conservării biodiversităţii.

Anumiţi indicatori necesită nu numai o expertiză de specialitate şi un nivel de cunoştinţe ridicat, ci şi posibilitatea de a fi combinaţi sau corelaţi în formule speciale. În vederea obţinerii unui acurateţi din ce în ce mai bune şi a unei prezentări cât mai succinte a rezultatelor, care să facă înţelegerea mai uşoară pentru publicul larg, au fost create formule de analiză pentru mai mulţi indicatori, expresii cunoscute sub denumirea generică de indici.

Page 2: 05 INDICI ECOMETRICI

Alina Satmari – Lucrări practice de Biogeografie

Indicii sunt agregate numerice care pot funcţiona fie prin simpla raportare la un tabel explicativ corespondent, fie prin reprezentări grafice sau cartografice specifice.

Linster (2003) defineşte un indice ecometric drept „un parametru sau o valoare derivată din calculul unor parametri, care poate furniza informaţii sau descrie stadiul unui fenomen/sit prin directa asociere cu valoarea numerică la care se raportează”.

Din perspectiva analizelor biogeografice, indicii ecometrici sunt instrumente foarte utile în aprecierea favorabilităţii unui areal pentru un anumit tip de ecosistem. Indicii ecometrici sunt expresiile numerice ale acestei favorabilităţi.

Indicii nu mai sunt simple măsurători mecanice ale performanţei lumii vii sau factorilor primari ce o influenţează. Aceştia au nevoie să fie completaţi de date, analize şi interpretări corelative... după cum nici rezultatul lor nu e unul strict cantitativ.

Indicii biogeografici fac parte din familia mult mai mare a indicilor ecologici, incluzând măsurători ale unor parametri fizici, chimici şi biologici ale factorilor ecologici. Deseori sunt asociaţi cu indicatorii dezvoltării durabile, deoarece măsoară prin gradul de favorabilitate şi amprenta, respectiv presiunea pe care societatea umană o imprimă permanent asupra integrităţii calitativ-cantitative a potenţialului ecologic.

5.2. Indici ecometrici climatici

Indicii ecometrici climatici reprezintă formule de calcul pentru favorabilitatea climatică, luând în considerare valorile efective ale factorilor climatici principali (Pătroescu, 1987). Interpretarea rezultatelor se face fie prin încadrarea lor în tabelele de valori precalculate, fie prin comparaţii spaţiale, respectiv altitudinale.

Clasificare climatelor şi calculul indicilor de ariditate, respective pluviometrici (de erozivitate climatică etc.) sunt probleme care i-au preocupat pe unii dintre cei mai cunoscuţi climatologi ai secolului XX (de Martonne, Thornthwaite, Gaussen). În scopul găsirii unei expresii matematice general valabile a valenţelor ecologice ale unui sit, au luat naştere o serie întreagă de formule şi tabele de interpretare, unele bazându-se pe factorii climatici, altele pe cei biogeografici.

66

Page 3: 05 INDICI ECOMETRICI

Capitolul 5 – Indici ecometrici

Ariditatea este o noţiune spaţio-temporală care exprimă un dezechilibru hidric în geosistem.

A = P – ETPunde P < ETP.

Conceptul de zonă aridă este expresia spaţială a ieşirilor de apă din sistem ce depăşesc constant intrările. În prezent peste o treime din uscatul Terrei este afectat de ariditate (fig.5.1).

Fig.5.1. Categorii de zone aride pe Terra(www.eoearth.org – accesat la 14.06.10)

Conceptul meteorologic de ariditate are referinţă temporală, este un fenomen conjunctural caracterizat de o pluviometrie slabă (perioadă aridă, an arid).

Principalii factori ai aridităţii sunt: precipitaţiile, temperatura, continentalismul, albedoul ş.a. Din punct de vedere biogeografic, insuficienţa de apă în sol produce un deficit de creştere al speciilor vegetale şi chiar creează vaste discontinuităţi în covorul vegetal.

67

Page 4: 05 INDICI ECOMETRICI

Alina Satmari – Lucrări practice de Biogeografie

[a.] Indicele de ariditate de Martonne (I) (1926)

10+=

T

PIanual 10

12

+=

t

pI lunar 3

VIVIIIVIII

IIII

++=−

Acest indice permite determinarea gradului de ariditate al unei regiuni pentru perioade caracteristice (un an sau o lună), fiind o expresie a caracterului restrictiv pe care condiţiile climatice îl impun anumitor formaţiuni vegetale.

Pentru calculul indicelui de ariditate corespunzător perioadei dorite (care reprezintă, în mod obligatoriu, o succesiune de luni consecutive) se face media aritmetică a indicilor specifici fiecărei luni. Valorile obţinute se raportează la tabelul alăturat (tab.5.1).

TABEL 5.1. Corelaţia numerică a indicelui de Martonne cu climatul

caracteristic

I CLIMAT SUBTIPURI

0-5Hiperarid (deşerturi absolute, extrem aride)

5-10Arid (regiuni deşertice)

10-15 Stepic(climat semiarid, mediteranean)

Stepă uscată15-20 Stepă cu graminee 20-25

SemiumedStepă cu ierburi înalte

25-30 Silvostepă30-35

Umed

Păduri de stejar35-40 Păduri de fag40-45 Păduri de conifere45-50 Subalpin50-60 Alpin> 60 Perhumid

68

Page 5: 05 INDICI ECOMETRICI

Capitolul 5 – Indici ecometrici

(din surse multiple, cu modificări)

Folosind date reale, s-a calculat în cele ce urmează indicele de Martonne pentru staţiile Timişoara, Lugoj şi Jimbolia.

19.30109.10

631_ =

+=TimisoaraanualI

39.29106.10

5.605_ =

+=LugojanualI

48.27107.10

569_ =

+=JimboliaanualI

Jimbo lia

T imişo ara

Lugo j

2626.5

2727.5

2828.5

2929.5

3030.5

Fig.5.2. Variaţia indicelui anual de ariditate pe teritoriul judeţului Timiş

Variaţia indicelui de ariditate de Martonne pe teritoriul judeţului Timiş poate fi reprezentată sugestiv sub forma unul grafic de tip linie (fig.5.2) (realizarea graficelor în Office Excel este descrisă pas cu pas în capitolul Diagrame bioclimatice). În aceeaşi manieră poate fi reprezentată şi variaţia indicelui de ariditate lunar la una sau mai multe staţii.

[b.]Tetraterma Mayr (TM)

4

t t t t VIIIVIIVIV +++=MT

Tetraterma este expresia matematică a mediei termice corespunzătoare perioadei maxim aride a anului suprapusă perioadei de

69

Page 6: 05 INDICI ECOMETRICI

Alina Satmari – Lucrări practice de Biogeografie

activitate biologică maximă. Ea se calculează ca o medie aritmetică a celor mai calde 4 luni consecutive. Exemplul dat mai sus este valabil pentru formele de relief joase şi medii din România. Dacă se doreşte calcularea tetratermei pentru staţiile de altitudine (ex: Vf.Omu, Parâng ş.a.) se va observa ca maximele termice lunare sunt decalate cu 1-2 luni. În acest caz, tetraterma se va calcula pentru perioada iunie-septembrie, respectiv iulie-octombrie.

Valorile tetratermei pun în evidenţă restrictivitatea climatică a unui areal pentru anumite formaţiuni vegetale (prin continentalism, altitudine, expoziţie etc.).

Folosind date reale, s-a calculat în cele ce urmează Tetraterma Mayr pentru staţiile Timişoara, Lugoj şi Jimbolia.

2.204

20.822.219.918.2_ =+++=TimisoaraMT

Ca şi în cazul indicelui de Martonne, variaţia spaţială a valorilor tetratermei poate fi ilustrată cu ajutorul unui grafic simplu de tip linie.

[c.] Indicele Gaussen. Clasificarea bioclimatică Bagnouls – Gaussen (1957)

TP ×<2

O perioadă este considerată aridă atunci când media precipitaţiilor este mai mică decât de dublul mediei termice (tab.5.2).

Acest indice este util în realizarea diagramei ombrotermice, a cărei a doua scară verticală se construieşte pe principiul 1oC = 2mm, respectiv 1oC = 3mm (vezi capitolul 2.2.).

TABEL 5.2. Corelaţia numerică a indicelui Gaussen cu climatul caracteristic

CLIMAT Regiuni bioclimaticeNr. de luni

Descriere actualăTi > 0o Pi ≤ 2Ti

cald şi temperat-cald termo-eremică 12 12 cald deşertictermo-semi-eremică 12 9-11 cald semideşertictermo-xerică 12 1-8 cald mediteranean

70

Page 7: 05 INDICI ECOMETRICI

Capitolul 5 – Indici ecometrici

termo-xero-chimerică 12 1-8 cald tropicalbi-xerică 12 1-11 tropical umedtermo-axerică 12 0 cald şi umedmeso-axerică 12 0 temperat umed

rece şi temperat-rece psichro-eremică 1-11 11-12 rece deşerticpsichro-semi-eremică 1-11 9-10 rece semideşerticpsichro-xerică 1-11 1-8 submediteranean

glaciar psichro-axerică 1-11 0 rece şi umed(sursa: www.globalbioclimatics.org, cu modificări)

[d.]Indicele de continentalitate Gams (Icont)

.alt

PI cont =

Acest indice arată preponderenţa tipului de influenţă climatică asupra stabilirii arealelor favorabile pentru anumite formaţiuni vegetale, în special pentru cele lemnoase. Unii autori români îl numesc indice de favorabilitate pentru fag (Pătroescu 2007, Chiriac 2009), raportând valorile calculate pentru un anumit sit la intervale caracteristice, cum sunt cele din tabelul 5.3.

Expresii matematice relativ simple, indicii ecometrici climatici au fost corelaţi în ecuaţii de regresie, care pun în evidenţă specificitatea climatică a formaţiunilor vegetale majore (fig.5.3).

Fig.5.3. Relaţia matematică între indicii de Martonne şi Gams în ilustrarea caracteristicilor climatice specifice formaţiunilor vegetale. (www.unep.org , cu modificări)

71

Page 8: 05 INDICI ECOMETRICI

Alina Satmari – Lucrări practice de Biogeografie

Calculul indicelui Gams la staţia Timişoara pune în evidenţă xerofil secetos al formaţiunilor vegetale ce populează spontan acest areal:

93.691

631_ ==TimisoaracontI

[e.]Sumele de precipitaţii specifice analizei factorilor ecologici caracterizează fie perioada de acumulare a apei în orizontul biologic activ (XI-III), fie perioada de maximă activitate biologică (VII-VIII).

∑−IIIIXP ∑

−VIIIVIIP

Perioada noiembrie-martie este o perioadă de exces de apă în sol, acumularea acesteia fiind însă foarte necesară structurilor vegetale în primele două faze ale ciclului vegetativ (încolţirea şi înmugurirea)

Temperaturile mari din această perioadă duc la valori mari ale evapotranspiraţiei reale. Dată fiind şi dezvoltarea completă a aparatului foliar, necesităţile plantelor sunt şi ele maxime, ceea ce duce la epuizarea rezervelor de apă din sol.

Pentru staţia Timişoara, conform datelor reale, sumele de precipitaţii înregistrează următoarele valori:

3216.412.409.408.476.488.541.47 =++++++=∑−IIIIXP

2.1123.529.59 =+=∑−VIIIVIIP ,

şi pot fi reprezentate grafic în comparaţie cu valorile altor staţii.

TABEL 5.3. Corelaţia numerică a indicelui Gams cu formaţiunea lemnoasă caracteristicăINDICE <1 1-2 >2

SPECII CARACTERISTICE conifere fag esenţe termofile

72

Page 9: 05 INDICI ECOMETRICI

Capitolul 5 – Indici ecometrici

[f.] Indicele pluviometric lunar Angot

nP

pK

××= 365

Indicele Angot este expresia matematică a raportului dintre precipitaţiile medii anuale şi cele lunare. În ansamblul său, această formulă pune în evidenţiază nuanţa climatică a fiecărei luni (valorile subunitare indică lunile secetoase, iar cele supraunitare lunile ploioase). Poate fi reprezentat grafic utilizând valorile reale (curba de variaţie fiind de o acurateţe mai bună) sau generalizat (acordând valoarea 0.5 pentru toate lunile la care rezultatul a fost subunitar şi 5.5 pentru cele supraunitare) (fig.5.4).

00.20.40.60.8

11.21.41.61.8

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

K

Fig.5.4. Variaţia indicelui pluviometric lunar Angot la staţia Timişoara.Se observă depăşirile pragului caracteristic de o unitate.

[g.]Bilaţul convenţional al umidităţii (K)

∑∑

°≥=

°≥

CT

PK

CT

10

)10(

Bilanţul convenţional al umidităţii este expresia matematică a gradului de favorabilitate climatică pentru vegetaţia forestieră.

73

Page 10: 05 INDICI ECOMETRICI

Alina Satmari – Lucrări practice de Biogeografie

S-a remarcat faptul că valorile subunitare ale acestui indice exprimă favorabilitatea pentru formaţiunile de stepă, iar cele supraunitare pentru silvostepă şi pădure.

Relaţia temperatură-precipitaţii joacă şi în acest caz un rol decisiv în crearea resurselor de apă care să satisfacă nevoile fiziologice ale plantelor, mai ales că numai o parte din apa de precipitaţii devine rezervă de umiditate în sol (fig.5.5).

Conform datelor reale, s-a calculat K pentru staţiile Timişoara şi Jimbolia. Variabilitatea K între două sau mai multe staţii poate fi exprimată grafic şi corelată cu poziţia geografică, altitudinea sau particularităţile locale ale acestora.

Fig.5.5. Numai o parte din apa de precipitaţii devine rezervă în sol

28.38.108

1.357

7.168.202.229.192.1811

1.473.529.591.817.6650 ==++++++++++==

∑∑

IXIV

IXIVTimisoara T

PK

22.33.117

1.378

2.117.167.204.214.19169.11

8.526.445.52518.679.635.45 ==++++++++++++==

∑∑

XIV

XIVJimbolia T

PK

[h.]Indicele de umiditate Thorntwaite(1948)

100×−=PE

PEPI

Indicele global de umiditate Thornthwaite pune în evidenţă acel segment din cantitatea totală de precipitaţii care este utilizat de plantă pentru

74

Page 11: 05 INDICI ECOMETRICI

Capitolul 5 – Indici ecometrici

a-şi satisface nevoile de hidratare (tab.5.3). Acest indice derivă dintr-o formulă mai veche ce aparţine aceluiaşi autor şi care se folosea de alţi doi indici, cel de eficacitate pluviometrică (1931), respectiv cel de eficacitate termică (1946) în exprimarea gradului de ariditate al climei.

[i.] Indicele de eroziune potenţială Fournier

TABEL 5.3. Corelaţia numerică a indicelui Thornthwaite cu climatul caracteristic

INDICECLIMAT

CARACTERISTIC>100 A extrem umed

100-80 B4 umed – excepţional umed80-60 B3 umed – foarte umed60-40 B2 umed – mediu umed40-20 B1 umed – slab umed20-0 C2 subumed – umed

0 – -33.3 C1 subumed – uscat-33.3 -67.7 D semiarid-67.7 -100 E uscat

(sursa: www.globalbioclimatics.org)

75

Page 12: 05 INDICI ECOMETRICI

Alina Satmari – Lucrări practice de Biogeografie

(1960)

P

PiK

2

=

Numit şi indice de erozivitate climatică (Chiriac, 2009), expresia analizează capacitatea de eroziune prin precipitaţii într-un anumit teritoriu. Valorile indicelui pot fi corelate cu unele aspecte geomorfologice locale (expoziţie, pantă), tipul de sol şi gradul de acoperire cu vegetaţie în vederea realizării harţilor de vulnerabilitate la eroziune/alunecări (tab.5.4).

[j.] Indicele de ploaie Lang (1925)

T

PR =

Pentru a ilustra succesiunea lunilor ploioase, respectiv aride, indicele Lang ţine cont de raportul precipitaţii/temperatură, ca expresie a intrărilor şi ieşirilor de apă din sistem, temperatura fiind unul din factorii principali ai evapotranspiraţiei (tab.5.5).

TABEL 5.4. Corelaţia numerică a indicelui Fournier potenţialul de eroziune

clasa KPotenţial de

eroziune5 > 160 Foarte mare4 160 – 120 Mare3 120 – 90 Moderat2 90 – 60 Slab1 < 60 Foarte slab

(sursa: Gabriels, 2006)

TABEL 5.5. Corelaţia numerică a indicelui Lang cu climatul caracteristic

RCLIMAT

CARACTERISTIC> 160 Umed

160 – 100 Temperat umed100 – 60 Temperat cald60 – 40 Semiarid40 – 20 Stepic

20-0 deşertic

76

Page 13: 05 INDICI ECOMETRICI

Capitolul 5 – Indici ecometrici

(sursa: Urbano, 1995)

[k.]Indicele bioclimatic Constantinescu

10++=

Cp

CiCtIbc

Raportul dintre posibilităţile zilnice de fotosinteză ale plantelor (Ct+Ci) şi disponibilităţile zilnice de apă (Cp) este cel care dă o estimare teoretică a deficitului sau excedentului de apă în sol, ca urmare a faptul că deficitul de transpiraţie al plantelor e aproape întotdeauna însoţit de un deficit de fotosinteză. Intervalul corespunzător valorilor optime pentru poziţia geografică a României este 5-15 (Constantinescu, citat de Hidalgo, 2002).

Se impun câteva clarificări în ceea ce priveşte indicii utilizaţi în formula lui Constantinescu, şi anume:

N

TaCt ∑= coeficientul de temperatură (media zilnică)

N

IeCi ∑= coeficientul de insolaţie (media zilnică)

N

PaCp ∑= coeficientul de precipitaţii (media zilnică)

unde N = numărul de zile în care T > 10oC (deci se calculează numai pentru perioada activă a vegetaţiei).

[l.] Indicele meteo forestier (IMF) este o estimare a riscului de ocurenţă pentru producerea unui incendiu natural de pădure şi se calculează pornind de la indicii de umiditate ai pădurii (frunze, ramuri, litieră, humus etc.), indicii de inflamabilitate şi proprietăţile

77

Page 14: 05 INDICI ECOMETRICI

Alina Satmari – Lucrări practice de Biogeografie

de comportament ale focului (viteza şi direcţia vântului, propagare etc.), la care se pot adăuga alţi factori climatici principali (temperatura, umiditate). Pentru fiecare dintre factorii luaţi în calcul se acordă un punctaj convenţional, în general de la 0 la 5 (0-absent,1-foarte slab, 2-slab, 3-mediu, 4-favorabil, 5-foarte favorabil), se însumează şi se exprimă rezultatul final pe o scară numerică, pentru care se face o reclasificare calitativă.

(sursa: http://atlas.nrcan.gc.ca)De exemplu, dacă se folosesc 4 factori, scara finală va avea valoarea

minimă 0 şi maximă 20. Pot fi astfel formulate cele 5 clase de risc finale după cum urmează: 0-absent, 1-4 foarte slab, 5-8 slab, 9-12 mediu, 13-16 mare, 17-20 foarte mare. Descriere convenţională a acestor calificative a fost preluată după Serviciul canadian al pădurilor (tab.5.6).

[m.] Indicii de comfort termic

Rolul temperaturii şi termoreglării în ecologia animalelor a primit relativ puţină atenţie din parte lumii ştiinţifice în comparaţie cu alţi factori ecologici (Hill

TABEL 5.6. Scara IMF – CLASE DE RISC

ABSENTRisc nul, justificat de prezenţa stratului de zăpadă, temperaturi scăzute şi absenţa materiei combustibile.

SLAB Nu sunt declarate incendii noi; viteza propagării focului e foarte lentă.

MEDIUPot ave loc incendii de suprafaţă moderate, dar echipele de intervenţie nu vor întâmpina dificultăţi în lupta împotriva focului.

MAREPot avea loc incendii puternice la stingerea cărora e nevoie de un echipament special.

FOARTE MAREPot ave loc incendii de intensităţi foarte mari, ce vor afecta pădurea şi viaţa sălbatică adăpostită de aceasta; focul poate fi controlat numai cu mijloace aeriene.

EXTREM

Condiţii de aprindere sunt maxime şi orice tentativă de luptă împotriva focului de înaltă intensitate, precum şi împotriva propagării rapide a incendiului este imposibilă înainte de ameliorarea situaţiei.

78

Page 15: 05 INDICI ECOMETRICI

Capitolul 5 – Indici ecometrici

2004), deşi se manifestă prin acţiune directă in distribuţia speciilor de animale sălbatice şi în mişcările lor spaţiale.

Este de înţeles faptul că primele preocupări în ceea ce priveşte relaţia temperatură reală – temperatură resimţită au vizat specia umană (Yanglou 1927; Gagge 1940; Siple şi Passel 1945; Steadman 1971; Mount 1979). Abia spre sfârşitul secolului XX, începând cu Stezner (1988), cercetătorii au folosit în câteva studii telemetrice primatele, în special babuini din rezervaţii naturale africane (Hill 1997, 2004), făcând observaţii directe de lungă durată asupra diferenţelor între temperatura ambiantă şi temperatura percepută de animale.

În elaborarea unor formule de exprimare a confortului termic pentru animale s-a pornit de la indicii de confort termic uman. Humidex, Thom, Sipple-Passel sunt câţiva dintre cei mai cunoscuţi şi utilizaţi indici de confort termic relativ. Aceste formule, apărute din necesitatea unei aprecieri subiective a confortului termic uman, au fost împrumutate cu succes şi în zoogeografie.

Atunci când temperatura mediului atinge temperatura corpului, corpul începe să transpire. Dacă umiditatea mediului este mică, ea favorizează procesul de transpiraţie şi creează senzaţia de răcire. Dacă umiditatea mediului este însă mare, în condiţii termice similare, transpiraţia este blocată parţial, ceea ce duce subiectul la senzaţia de sufocare şi, în cazuri grave, la deces.

Unele animale, cum sunt câinii şi pisicile, nu transpiră, dar elimină excesul de căldură prin respiraţie. Altele, îndeosebi cele cu blană sau peri, îşi accelerează ritmul respiraţiei. Animalele cu păr transpiră (primatele). Reptilele trebuie să se retragă în mediul subteran ca să nu moară. Pentru a se proteja de temperaturile prea mari din timpul verii şi de cele prea scăzute din timpul iernii, anumite specii de animale îşi încetinesc ritmul metabolic (estivarea, hibernarea).

Indicele de căldură specific rumegătoarelor de talie mare [1.] a fost calculat în urma unor studii1 ca fiind expresia expresia raportului dintre temperatură şi umiditate:

[1.] )8.58()100

55.0( −××−= FF tu

tI

unde: I – indicele de căldură

Ft – temperatura măsurată în grade Fahrenheit

1 http://agweather.mesonet.org (06.07.2010)

79

Page 16: 05 INDICI ECOMETRICI

Alina Satmari – Lucrări practice de Biogeografie

u – umiditatea relativă

Acest indice derivă din indicele Thom (THI - Temperature Humidity Index 1959) [2.], care foloseşte expresia de „temperatură efectivă” pentru a defini „un index arbitrar care combină într-o singură valoare efectul temperaturii, umidităţii şi mişcării aerului asupra senzaţiei de cald sau frig resimţită de corpul uman, valoare numerică identică celei termice în condiţii de aer saturat” (tab.4):

[2.] )5.14()0055.055.0( −××−=CC oo tutTHI

Indicele Humidex, creat de canadienii JM Masterton şi FA Richardson în 1979, este o altă măsură utilizată pentru integrarea efectelor combinate de căldură şi umiditate (tab.5.7), un număr fără dimensiune, dar cu valori ce seamănă ca fiind exprimate în oC. Nu este recomandată denumirea de indice al temperaturii aparente, deşi tot mai des folosită.

TABEL 5.7. Indicele Humidex – valori precalculate

80

Page 17: 05 INDICI ECOMETRICI

Capitolul 5 – Indici ecometrici

< 29 niciun discomfort30-34 uşoară senzaţie de discomfort35-39 discomfort puternic; se recomandă încetarea activităţilor fizice de efort40-45 senzaţie de indispoziţie puternică 46-53 risc mare; se recomandă încetarea tuturor activităţilor fizice> 54 pericol de moarte prin şoc caloric

(sursa: http://www.eurometeo.com)

Indicele de frig pentru animale [3.], calculat tot pentru rumegătoarele de talie mare, se inspiră din expresia matematică a relaţiei temperatură reală – temperatură percepută a echipei de cercetători Siple-Passel. Ca şi indicele omonim iniţial (WCI – Wind Chill Index – indicele uman [4.]), se foloseşte de modificările pe care viteza vântului al aduce asupra temperaturii percepute, în condiţiile în care temperatura, exprimată în grade Fahrenheit este mai mică de 45oF:

[3.] 4.91)4.91()25.081.571.3(081.0 +−××−+××= Ffrig tvvI

[4.] )33()5.1010( tvvWCI −×+−=

81

Page 18: 05 INDICI ECOMETRICI

Alina Satmari – Lucrări practice de Biogeografie

Prima formulă [4.] şi primul tabel de corelaţie a fost redactat de Siple şi Passel în urma cercetărilor din Antarctica dinainte de al Doilea Război Mondial, rezultate utilizate de începând cu 1970 de către serviciile meteorologice. De atunci, indicele a cunoscut mai multe expresii, ultima dintre ele fiind formula de calcul pentru grade Celsius [5.], respectiv tabelul de valori precalculate în grade Celsius (tab.5.8).

[5.] 16.016.0 3965.037.116215.0112.13 vtvtI ××+×−×+=

Reprezentarea grafică a raportului temperatură-umezeală (indicele de căldură), respectiv temperatură-viteza vântului (indicele de frig) este una foarte sugestivă şi se poate realiza cu ajutorul unui grafic cu două variabile (fig.5.6).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 25 50 75 100

umiditatea (%)

temp.

­55

­50

­45

­40

­35

­30

­25

­20

­15

­10

­5

0

5

10

0 10 20 30 40 50

viteza vântului (m/s)

tem

p.

Fig.5.6. Variaţia temperaturii resimţite în funcţie de factorul umiditate

82

Page 19: 05 INDICI ECOMETRICI

TABEL 5.8. Indicele de frig Siple-Passel uman exprimat în sistem metric şi grade Celsius. Pragurile de îngheţ sunt de 10’ pentru intervalul -35 – -45 oC şi de mai puţi de 2’ la sub -45 oC.

t v 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32 -34 -36 -38 -40

Page 20: 05 INDICI ECOMETRICI

Alina Satmari – Lucrări practice de Biogeografie

41

68

10

1214161820222426

2830323436384042444648505254565860

84

Page 21: 05 INDICI ECOMETRICI

Capitolul 5 – Indici ecometrici

(sursa: http://www.novaweather.net)

85