Déficit de presión de vapor

Diferencia entre la humedad del aire y la capacidad de humedad

Distribución global del déficit de presión de vapor promediado durante los años 1981-2010 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 condensa para formar nubes, rocío o películas de agua sobre las hojas. Es este último caso el que hace que el VPD sea importante para la regulación del invernadero . Si se forma una película de agua sobre la hoja de una planta, se vuelve mucho más susceptible a la pudrición. Por otro lado, a medida que aumenta el VPD, la planta necesita extraer más agua de sus raíces. En el caso de los esquejes , la planta puede secarse y morir. Por esta razón, el rango ideal para el VPD en un invernadero es de 0,45  kPa a 1,25 kPa, siendo 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 requerida ]}

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

Cálculo del VPD para plantas en un invernadero

Para calcular la 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 diagrama psicrométrico o derivar de la ecuación de Arrhenius ; una forma de calcularla 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 temperatura del dosel.

Luego podemos calcular la presión parcial del vapor de agua en el aire multiplicándola 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, o simplemente ${\displaystyle vp_{\text{sat}}-vp_{\text{air}}}$ ${\displaystyle vp_{\text{canopy sat}}-vp_{\text{air}}}$

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

De esta fórmula se desprende fácilmente que si aumenta (lo cual 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 aumente la importancia de la VPD en el crecimiento de las plantas y limite 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]

Véase también

• Vapor de agua

Referencias

1. Brun, P., Zimmermann, NE, Hari, C., Pellissier, L., Karger, DN (2022): Predictores globales relacionados con el clima con una resolución kilométrica para el pasado y el futuro. Earth Syst. Sci. Data Discuss. https://doi.org/10.5194/essd-2022-212
2. "Control de la condensación en invernaderos: 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, Benjamin N.; Scott, Russell L. (2016). "La creciente importancia de la demanda atmosférica de agua y flujos de carbono en los ecosistemas". Nature Climate Change . 6 (11): 1023–1027. Bibcode :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, Benjamin; Siegwolf, Rolf TW; Sperry, John S.; McDowell, Nate G. (2020). "Respuestas de las plantas al creciente déficit de presión de vapor". New Phytologist . 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". Wildfire Today . Consultado el 24 de agosto de 2020 .