Déficit de presión de vapor

Diferencia entre humedad en el aire y capacidad de humedad.

Distribución global del déficit de presión de vapor promediada durante los años 1981-2010 a partir del conjunto de datos CHELSA-BIOCLIM+ ^[1]

El déficit de presión de vapor , o VPD , es la diferencia (déficit) entre la cantidad de humedad en el aire y la cantidad de humedad que el aire puede contener cuando está saturado. Una vez que el aire se satura, el agua se condensará para formar nubes, rocío o películas de agua sobre las hojas. Es este último caso el que hace que la VPD sea importante para la regulación de los invernaderos . Si se forma una película de agua sobre la hoja de una planta, ésta se vuelve mucho más susceptible a pudrirse. Por otro lado, a medida que la VPD disminuye, la planta necesita extraer más agua de sus raíces. En el caso de esquejes , la planta puede secarse y morir. Por esta razón, el rango ideal de VPD en un invernadero es de 0,45  kPa a 1,25 kPa, idealmente alrededor de 0,85 kPa. Como regla general, la mayoría de las plantas crecen bien con VPD de entre 0,8 y 0,95 kPa. ^{[ cita necesaria ]}

En ecología , es la diferencia entre la presión de vapor de agua real y la presión de vapor de agua de saturación a una temperatura particular . A diferencia de la humedad relativa , el déficit de presión de vapor tiene una relación simple y casi lineal con la tasa de evapotranspiración y otras medidas de evaporación.

Computación del VPD para plantas en invernadero.

Para calcular el VPD, ^[2] necesitamos la temperatura del aire ambiente (invernadero), la humedad relativa y, si es posible, la temperatura del aire del dosel. Luego debemos calcular la presión de saturación. La presión de saturación se puede buscar en un gráfico psicrométrico o derivar de la ecuación de Arrhenius ; una forma de calcularlo directamente a partir de la temperatura es

${\displaystyle vp_{\text{sat}}=e^{A/T+B+CT+DT^{2}+ET^{3}+F\ln T},}$

dónde:

${\displaystyle vp_{\text{sat}}}$es la presión de vapor de saturación en PSI,

${\displaystyle A=-1.0440397\times 10^{4}}$,

${\displaystyle B=-11.29465}$,

${\displaystyle C=-2.7022355\times 10^{-2}}$,

${\displaystyle D=1.289036\times 10^{-5}}$,

${\displaystyle E=-2.4780681\times 10^{-9}}$,

${\displaystyle F=6.5459673}$,

${\displaystyle T}$es la temperatura del aire en la escala Rankine .

Para convertir entre Rankine y grados Fahrenheit: ${\displaystyle T[{\text{R}}]=T[^{\circ }{\text{F}}]+459.67}$

Calculamos esta presión tanto para la temperatura ambiente como para la del dosel.

Luego podemos calcular la presión parcial real del vapor de agua en el aire multiplicando por la humedad relativa [%]:

${\displaystyle vp_{\text{air}}=vp_{\text{sat}}\times ({\text{relative humidity}})/100}$

y finalmente VPD usando o cuando se conoce la temperatura del dosel. ${\displaystyle vp_{\text{sat}}-vp_{\text{air}}}$ ${\displaystyle vp_{\text{canopy sat}}-vp_{\text{air}}}$

O simplemente

${\displaystyle VPD=vp_{\text{sat}}\times (1-{\text{relative humidity}}/100)}$

Se puede ver fácilmente en esta fórmula que si aumenta (lo que aumenta ), pero la humedad relativa permanece constante, aumentará. ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle vp_{\text{sat}}}$ ${\displaystyle VPD}$

Clima

La VPD puede ser un factor limitante en el crecimiento de las plantas. Se prevé que el cambio climático aumentará la importancia de la VPD en el crecimiento de las plantas y limitará aún más las tasas de crecimiento en los ecosistemas. ^{[3] [4]}

Aplicación en contextos de incendios forestales

El déficit de presión de vapor se puede utilizar para predecir el comportamiento de un incendio forestal. Estas predicciones son una herramienta esencial para la extinción de incendios forestales . ^[5]

Ver también

• Vapor de agua

Referencias

1. Brun, P., Zimmermann, NE, Hari, C., Pellissier, L., Karger, DN (2022): Predictores globales relacionados con el clima con resolución kilométrica para el pasado y el futuro. Sistema Tierra. Ciencia. Discusión de datos. https://doi.org/10.5194/essd-2022-212
2. "Control de condensación de invernadero: comprensión y uso del déficit de presión de vapor (VPD)". Hoja informativa de la extensión de la Universidad Estatal de Ohio. Consultado el 7 de noviembre de 2017.
3. Novick, Kimberly A.; Ficklin, Darren L.; Stoy, Paul C.; Williams, Christopher A.; Bohrer, Gil; Oishi, A. Christopher; Papuga, Shirley A.; Blanken, Peter D.; Noormets, Asko; Sulman, Benjamín N.; Scott, Russell L. (2016). "La creciente importancia de la demanda atmosférica de agua de los ecosistemas y los flujos de carbono". Naturaleza Cambio Climático . 6 (11): 1023–1027. Código Bib : 2016NatCC...6.1023N. doi : 10.1038/nclimate3114. hdl : 10150/622526 . ISSN  1758-6798.
4. Grossiord, Charlotte; Buckley, Thomas N.; Cernusak, Lucas A.; Novick, Kimberly A.; Poulter, Benjamín; Siegwolf, Rolf TW; Sperry, John S.; McDowell, Nate G. (2020). "Respuestas de las plantas al creciente déficit de presión de vapor". Nuevo fitólogo . 226 (6): 1550-1566. doi :10.1111/nph.16485. ISSN  0028-646X . Consultado el 13 de marzo de 2024 .
5. Gabbert, Bill (26 de enero de 2015). "El papel del déficit de presión de vapor en los incendios forestales". Incendios forestales hoy . Consultado el 24 de agosto de 2020 .