Il clima nelle Ande

La posizione occidentale del continente, la presenza della Cordigliera delle Ande che attraversa il paese longitudinalmente influenza notevolmente il profilo climatico del paese; le Ande dividono le masse d'aria del Pacifico e dell'Atlantico e agiscono come barriera nella circolazione dei venti carichi d'umidità verso occidente, provocando intense precipitazioni nella foresta amazzonica.

30 Holdridge elabora il concetto di sistema di zone di vita, l'obiettivo della classificazione è quello di

determinare le aree dove le condizioni ambientali siano simili al fine di raggruppare e analizzare le popolazioni e le comunità biotiche, e di sfruttare al meglio le risorse naturali senza deteriorarli, conservando l'equilibrio ecologico. Questa classificazione è molto utilizzata dai tecnici peruviani.

Figura N° 10 Carta del Perù con le diverse regioni naturali

L'anticiclone del Pacifico e le basse pressioni dell'Amazzonia danno luogo alla formazione di nubi basse e persistenti, raffreddando l'atmosfera, favorendo la condensazione e la formazione di strati di nubi che non lasciano passare le radiazioni solari. La corrente peruviana che circola da sud a nord porta masse di acqua fredda e mantiene basse le temperature del mare, diminuendo l'evaporazione e, di conseguenza, le precipitazioni. Per tali ragioni, la zona costiera centro-sud presenta scarse precipitazioni (circa 50 mm annui); nella parte nord del paese invece le precipitazioni possono superare i 500 mm annui e, negli anni di incidenza della controcorrente equatoriale, si registrano intense precipitazioni.

La corrente denominata El Niño condiziona il carattere semitropicale della costa nord, spostando la corrente peruviana e creando un'asimmetria climatica sul Pacifico, vale a dire differenze climatiche con importanti conseguenze nelle precipitazioni stagionali e nei periodi di siccità. Grazie alla sua posizione nelle latitudini tropicali e ad altitudini elevate (5.000-6.000 m), la temperatura rimane costante durante tutto l'anno, con un intervallo di escursione termica giornaliera di diverse decine di °C, molto superiori alla media termica annuale. Inoltre, a causa della continua influenza dell'anticiclone del Pacifico, rafforzata dalla corrente fredda di Humboldt, tutte le precipitazioni che attualmente ricevono le Ande provengono dal bacino amazzonico e sono legate al ciclo annuale della zona di convergenza intertropicale (ZCIT). Durante l'estate australe e l'inverno boreale, il raffreddamento dell'emisfero settentrionale provoca uno spostamento verso sud della ZCIT nella parte settentrionale del Sudamerica, innescando intense precipitazioni nel bacino amazzonico e nelle Ande centrali del Perù. Al contrario, durante l'inverno australe, la ZCIT si sposta a nord della linea equatoriale, recupera la sua circolazione zonale e, nelle regioni di cui sopra, le precipitazioni diminuiscono drasticamente anche sotto i 100 mm al mese (Clapperton, 1993 in Úbeda, 2013). La maggiore influenza di spostamento verso sud della ZCIT è una delle probabili cause della comparsa dei grandi laghi nei settori più aridi dell'altopiano andino; tale influenza è stata associata anche ai progressi glaciali del Quelccaya e del Coropuna (Úbeda 2013) nelle cordigliere orientali e occidentali delle Ande Centrali del sud del Perù, rispettivamente.

La configurazione media del clima nelle Ande Centrali, derivante dai fattori sopracitati, viene modificata periodicamente dal fenomeno El Niño o ENSO (El Niño Southtern Oscillation) le cui conseguenze possono variare notevolmente tra le regioni della costa e gli altopiani.

Gli studi di Paredes e Espinoza (2005 in Úbeda et al. 2013) hanno indicato che l'intensità e la persistenza di una stagione eccezionalmente secca nella regione delle montagne del sud del Perù della durata massima di sei anni con periodi di ritorno di 60 anni, potrebbero essere in relazione all'ENSO. Queste ipotesi sono coerenti con le osservazioni del bilancio di massa effettuate su alcuni ghiacciai, dove la neve si è notevolmente ridotta ed è coincidente a episodi ENSO. Le ipotesi sono inoltre compatibili con l'interpretazione dell'accumulo registrato tra il 1964 e il 1983 nelle calotte di ghiaccio del Quelccaya, in cui è stata rilevata una riduzione del 30% delle precipitazioni coincidenti a cinque eventi ENSO (Thompson et al. 2013).

La fascia equatoriale sudamericana si caratterizza per un clima umido, con precipitazioni che superano annualmente i 1.500-2.000 mm, distribuite sostanzialmente lungo tutto il corso dell'anno. Nelle fasce estreme (a nord e a sud) ampie zone diversificano i caratteri stagionali con estati piovose e inverni secchi mentre i territori

meno esposti agli influssi oceanici possono essere soggetti a prolungati periodi aridi. Il naturalista ed esploratore Von Humboldt descrive le diverse condizioni climatiche riscontrate nel Perù e nel continente come:

“l'insieme delle variazioni atmosferiche che colpiscono i nostri organi in maniera sensibile: la temperatura, l’umidità, i cambiamenti della pressione barometrica, lo stato di calma dell'atmosfera o l'azione di venti contrastanti, la tensione più o meno alta dell'elettricità atmosferica, la purezza dell'aria o la sua mescolanza con esalazioni di gas più o meno deleterie, infine il grado normale di trasparenza e serenità del cielo. Quest'ultimo non influisce solamente sugli effetti del calore trasmesso dal suolo per irraggiamento, sullo sviluppo organico dei vegetali e sulla maturazione dei frutti, ma anche sui sentimenti e sull'armonia delle facoltà umane” (in Milanesi e Visconti, 1975, pp. 222).

La differenza più evidente tra il clima di montagna e le altre regioni è l'altitudine. La densità atmosferica sulle montagne è ridotta e questo aumenta la trasmissività atmosferica31 _{(Baigorria et al, 2004). L'altitudine è stata usata come il fattore che incide} sulla distribuzione spaziale delle precipitazioni e della temperatura; tuttavia, nella maggior parte dei casi, la combinazione fra topografia e circolazione del vento, sono i principali fattori responsabili della distribuzione delle precipitazioni, mentre la variazione di temperatura è spiegata dalle stesse variabili più l'altitudine e il basso contenuto di vapore acqueo nell'atmosfera.

La formazione di vapore acqueo dipende dalla temperatura dell'aria e, poiché diminuisce con l'altitudine, anche il contenuto di vapore nell'atmosfera diminuisce con la quota. Il vapore acqueo è responsabile del livello di calore che è direttamente correlato alle oscillazioni di temperatura giornaliera (data dal basso contenuto di vapore acqueo combinato con l'alta trasmissività atmosferica)32_.

Il metabolismo delle piante è influenzato dall'oscillazione termica giornaliera e non dalle temperature medie. Se l'obiettivo è la produzione agricola, l'analisi si deve concentrare sugli aspetti temporali e spaziali delle temperature massime e minime. Nelle regioni montuose, le piante sono più soggette a elevate oscillazioni termiche giornaliere che nelle terre più basse. La temperatura massima può essere regolata dalle piante stesse in base al loro tipo di metabolismo, ma per la maggior parte di esse 40 °C è il limite degli enzimi proteici che poi iniziano a denaturalizzarsi (Baigorria e Romero, 2012). Nelle montagne, le colture sono più colpite dalla soglia di bassa temperatura che da quell'alta.

La presenza di corpi idrici in montagna è importante non solo come fonte d'acqua per l'irrigazione ma perché modifica l'oscillazione di temperatura giornaliera, aumentando il

31 La maggior parte dell'energia disponibile nell'ambiente è dovuto alla quantità di radiazione solare. I gas, gli aerosol e altri elementi presenti nell'atmosfera filtrano parte dell'energia che entra nell'atmosfera prima di raggiungere la superficie terrestre. La percentuale di energia che passa attraverso il filtro viene chiamato trasmissività atmosferica (τ). La trasmissività presenta variazioni temporali e spaziali; tuttavia, poiché le montagne riducono lo spessore ottico dell'atmosfera, in condizioni di cielo sereno la τ può raggiungere valori fino a 95%. Baigorria et al. (2004) trovarono un gradiente di τ parallelo alle Ande come risultato degli effetti dell'altitudine e della barriera orografica oltre a nubi e aerosol nell'atmosfera. Così, le montagne sono i principali ostacoli topografici ai sistemi meteorologici e al flusso d'aria al di sotto dei 2.500 m, impedendo il regolare scambio di masse d'aria tra il Pacifico e l'Atlantico.

contenuto di vapore acqueo atmosferico e catturarando l'energia del corpo idrico. Questo avviene, per esempio, nell'Altopiano andino grazie alla presenza del Lago Titicaca, le cui acque assorbono grandi quantità d'energia che viene poi rilasciata nell'atmosfera durante la notte evitando temperature minime estreme e diminuendo l'occorrenza di gelate radiative33_{. Le gelate si possono verificare in maniera precoce e/o} successivamente alla stagione agricola, influenzando seriamente le colture e i raccolti. La conoscenza del periodo delle gelate è di supporto alla selezione delle coltivazioni e alla varietà di colture da lavorare, sia a breve che a lungo termine. Quando l'acqua è disponibile per l'irrigazione, una combinazione di resistenza alle gelate e di varietà colturale resistente sarà la chiave del successo per il raccolto.

La temperatura dell'aria diminuisce gradualmente durante la notte, ma tale diminuzione non si presenta necessariamente nel caso delle gelate avvettive, si verifica invece quando la bassa temperatura delle masse d'aria provenienti dalle regioni più fredde giunge dalla circolazione atmosferica, facendo diminuire drasticamente le temperature (inferiori allo 0°C) da minuti a ore. Tuttavia, le gelate avvettive non dipendono dalle condizioni di cielo sereno, bensì dalle condizioni macroclimatiche. Vi sono due importanti differenze tra gli eventi di congelamento: la gelata stessa e la durata dell'evento. La temperatura dell'aria diminuisce gradualmente durante le gelate radiative e le cellule delle piante cominciano a cedere acqua intracellulare, cercando di generare calore dal cambiamento di stato dell'acqua da liquido a solido. Se l'evento delle gelate dura a lungo, le cellule della pianta moriranno per disidratazione e i tessuti appariranno necrotici perchè sostituiscono il verde della clorofilla.

Le precipitazioni hanno una delle più alte variabilità spazio-temporale di tutti gli indicatori climatici e la distribuzione è influenzata non solo dall'altitudine, ma anche dalla vicinanza alle fonti di umidità, ai terreni in rilievo e alla direzione del vento. Nell'emisfero australe, l'anticiclone caldo è dovuto al forte riscaldamento dell'Altopiano andino in seguito alla forte radiazione solare e all'alta trasmissività atmosferica. Questo anticiclone ad alta quota modifica i regimi delle precipitazioni dal bacino meridionale amazzonico verso la parte centrale e meridionale delle Ande (Garreaud, 1999). Le precipitazioni convettive su scala locale sono altamente erosive e, combinate a forti pendenze, possono accelerare il tasso di erosione del suolo (Baigorria e Romero, 2012), tali eventi hanno grande variabilità durante gli eventi ENSO.

Le precipitazioni orografiche vengono generate quando una massa d'aria è forzata a sollevarsi affrontando un'elevazione. Nel caso delle Ande, le masse d'aria non possono attraversare le montagne, quindi le precipitazioni convergono sul lato sopravvento della montagna parallela alla catena montuosa. Le masse d'aria che attraversano le catene montuose non solo generano la formazione di nubi e di precipitazioni in montagna, ma anche onde parallele sul lato sottovento della catena. Quando una massa d'aria attraversa una catena montuosa, l'aria è costretta a salire per superare tali ostacoli diventando più fredda e più densa dell'aria circostante e, sotto l'influenza della gravità, affonda sul lato sottovento della barriera. L'aria poi supera e oscilla attorno al suo livello di equilibrio,

33 Per dimostrare l'effetto termo regolatore del lago, il SENAMHI (Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú) e il MEM (Ministerio de Energia y Minas) (2003) hanno analizzato le temperature

massime e minime annuali da 16 stazioni meteorologiche intorno al Lago Titicaca. Per diminuire l'effetto altitudinale, tutte le temperature sono state standardizzate al livello del lago, aumentando la sua temperatura e utilizzando il gradiente adiabatico secco (9,8 °C/km). Le distanze da ogni stazione meteo al lago sono stati stimate utilizzando il sistema GIS. I risultati mostrano che le temperature minime sono diminuite in modo lineare con la distanza dal lago, mentre l'intervallo di temperatura massima è aumento.

formando onde di montagna. Durante il processo di sollevamento, il vapore acqueo si condensa sulle creste delle onde, formando nubi sul lato sottovento della barriera montuosa. L'ampiezza delle onde dipendono dello spostamento iniziale del flusso sopra la sua posizione d'equilibrio sul lato sopravvento della montagna che è direttamente proporzionale alla altezza della barriera (Queney, 1948 in Baigorria e Romero, 2012). La lunghezza d'onda è proporzionale alla velocità del vento e aumenta di valore quando la stabilità dell'aria diminuisce.

Dunque, la conoscenza della topografia e i modelli di circolazione atmosferica sosterrà il processo decisionale degli agricoltori sul tempo e sulle varietà da coltivare.

La conoscenza dei fattori climatici ha dato la possibilità di pensare a soluzioni per affrontare la sfida della produzione alimentare.