L’espressione di “fattore limitante” è consueto presso i botanisti per designare un fattore ecologico sfavorevole che, al di là di un certo valore critico, la vegetazione si comporta come se dipendesse solo da questo. Il fatto che le precipitazioni siano insufficienti durante un periodo più o meno lungo dell’anno rappresenta uno dei casi più tipici dei fattori limitanti alla vegetazione.
Storicamente, attraverso gli studi in Idrologia fluviale e Geomorfologia, è stato fatto il primo tentativo per delimitare l’aridità sul globo. Nel 1923 De Martonne ha creato un indice subito diventato famoso, ed ormai classico, detto l’indice di aridità. Ecco di seguito la formula:
A = P / (T+10)
P è la media annua di precipitazioni espressa in mm.
T la temperatura media annuale.
La popolarità di questa formula proviene senza dubbio dalla sua grande semplicità. Bisogna però abituarsi al carattere paradossale della denominazione dell’indice, poiché le precipitazioni risultano al numeratore, e una funzione lineare della temperatura al denominatore, quindi i valori ottenuti sono più alti per le regioni più umide e più bassi per le regioni più aride.
Se A è inferiore a 5 si è nell’aridità assoluta (iper – aridità)
Per i valori di A compresi tra 5 e 10 si è nell’aridità.
Per i valori di A compresi tra 10 e 20 si è in un clima semi-arido
Abbiamo ad esempio questi valori dell’indice A in queste città del nord-Africa:
Hélouan (Egitto, presso il Cairo) 25/(21+10) = 0,8
Biskra (Algeria nord-est) 148/(22+10) = 4,6
Gabès (Tunisia costa sud) 183/(19+10) = 6
Tunisi (Tunisia costa nord) 466/(18+10) = 16
Allo stesso modo, nel Sudan, man mano che andiamo da nord a sud, cioè dal Sahara verso l’equatore, l’indice viene così accresciuto:
Abu Hamed (19,5° latitudine nord): A = poco differente dallo zero
El Khartum (15,4° latitudine nord) A = 4,2
El Obeid (13,1° latitudine nord) A = 11
Malakal (9,3° latitudine nord) A = 21
Negli anni seguenti, gli “allievi” di De Martonne sottolinearono l’importanza che presentava l’indice di aridità mensile, specialmente durante la stagione estiva.
Per rendere gli indici mensili paragonabili agli indici annui, quelli mensili dovranno comportare al numeratore il fattore 12 moltiplicato per la media pluviometrica del mese da analizzare. Naturalmente, t è la temperatura media mensile dello stesso mese. Quindi avremo la formula seguente per l’indice di aridità a livello mensile:
a = 12 p / (t+10)
In questo modo si nota, ad esempio, come è nei casi sopra citati di Gabès e Tunisi, che i dati mensili fanno apparire durante la stagione invernale, valori superiori a 20, quindi al di fuori dell’aridità che tende a diventare per queste città un fenomeno stagionale, anziché annuale (o assoluto).
Per questo, l’atlante della Francia del comitato nazionale di geografia, comportava due indici di aridità, uno annuale e l’altro del mese di luglio fatti da Bénévent e Fayolle.
Nel 1942, de Martonne in collaborazione con Gottmann, tentò di aggiustare l’espressione numerica annuale evitando tuttavia che l’indice risultasse più o meno lo stesso per due stazioni nella quale una sola di esse presentava una stagione siccitosa. Ad esempio Parigi, con un clima oceanico di transizione, ha un indice annuale di 28, e Marsiglia, con un clima mediterraneo, comunque di 24. Gli autori di questa nuova formula credevano di ottenere la soluzione facendo la media aritmetica dell’indice annuale secondo la formula sopra citata del 1923, e dell’indice mensile più basso. Ci si rende conto facilmente che l’indice del 1942 e del 1923 conservano valori vicini nelle regioni che non presentano grossi variazioni stagionali di aridità. Al contrario, appena appare nel regime pluviometrico un mese con precipitazioni nulle, e ciò si verifica spesso nelle regioni semplicemente sub-aride o mediterranee, l’indice del mese più secco si annulla e quindi l’indice globale del 1942 diventa dimezzato rispetto a quello del 1923.
Seguendo gli studi di altri esperti in materia, si è tenuto conto che le precipitazioni non hanno la stessa efficacia nella stagione calda o nella stagione fredda, poiché il fabbisogno di acqua piovana aumenta man mano che aumenta il calore.
Già dal 1931, Koppen ha proposto di delimitare il limite tra steppa e deserto con un certo valore di precipitazioni annui richiesto in funzione sia della temperatura media annuale, sia del ritmo stagionale delle precipitazioni; i valori numerici proposti erano i seguenti:
P = 10 T per le precipitazioni a massimo invernale
P = 10 T + 70 per le precipitazioni ripartite abbastanza uniformemente attraverso tutte le stagioni.
P = 10 T + 140 per le precipitazioni a massimo estivo.
Invece per il limite steppa/regioni sub-umide, bisognerebbe moltiplicare per 2 i valori sopra citati, quindi avremo:
P = 20 T per le precipitazioni a massimo invernale
P = 20 T + 140 per le precipitazioni ripartite abbastanza uniformemente attraverso tutte le stagioni.
P = 20 T + 280 per le precipitazioni a massimo estivo.
Un passo era fatto nel senso dell’efficacia e della semplicità, con due autori che tentavano di considerare mese per mese il rapporto p/t delle precipitazioni in mm e le temperature in °C.
Per Gaussen, un mese è secco se p/t In questo modo, è interessante vedere a livello grafico, com’è l’andamento della stagione siccitosa, facendo mettere su una delle ascisse la temperatura media mensile, e sull’altra ascisse le precipitazioni medie mensili, ma con una scala doppia rispetto a quella della temperatura. Così facendo si tiene conto della formula sopra citata. Infatti, laddove il grafico delle temperature supera quello delle precipitazioni si è nella stagione secca e vice versa per la stagione umida.
La semplicità di questa formula ha fatto sì che sia utilizzata ancora oggi da tanti paesi, soprattutto nell’area del Mediterraneo. Ma in seguito, l’autore della stessa ha dovuto cercare di completarla in due modi:
a) Ha proposto di considerare un mese secco se si hanno:
Meno di 10 mm per una temperatura media mensile minore di 10°C.
Meno di 25 mm per una temperatura media mensile compresa fra 10 e 20 °C.
Meno di 50 mm per una media di temperatura compresa tra 20 e 30 °C.
Meno di 75 mm per una media di temperatura superiore a 30°C.
Quindi è tornato, come altri esperti, a collegare i bisogni d’acqua alla temperatura tramite una funzione non lineare.
b) Ha creato infine l’interessante espressione di “indice xerotermico” per disegnare il numero di giorni secchi osservati in media nel corso dei mesi secchi dell’anno.
I giorni secchi, per essere contati interamente, devono essere non solo giorni senza precipitazioni, ma anche dei giorni nei quali l’umidità relativa media sia inferiore al 40%.
Se questa umidità è compresa tra 40 e 100 (il giorno essendo comunque senza pioggia), si dovrebbe fare i conti in questo modo:
Per un’umidità relativa compresa tra 40 e 60, ogni giorno viene contato come 9/10
Per una umidità relativa compresa tra 60 e 80, ogni giorno viene contato come 8/10
Per una umidità relativa compresa tra 80 e 100, ogni giorno viene contato come 7/10 soltanto di un “giorno secco”.
I giorni secchi, reali o corretti, così contati, non sono ritenuti che nel corso del periodo formato dai mesi secchi consecutivi dell’anno.
Questo indice xerotermico, abbastanza complesso da ricavare, ha permesso a Gaussen di delimitare con più precisione, i contorni del clima mediterraneo come nessun altro (malgrado le varie critiche). Non solo, egli ha potuto definirne i vari tipi:
Il clima mediterraneo secondo Gaussen inizia con un indice xerotermico di 40, che corrisponde tra l’altro al limite naturale dell’olivo.
Ad un indice superiore a 120, le colture non irrigate cessano di essere redditizie.
Ad un indice superiore a 150, si passa al clima xerotermo-mediterraneo.
Ad un indice superiore a 200, si è nel clima sub-desertico (o sub-arido).
Ad un indice superiore a 300, si è nel clima desertico (o arido)
Ad un indice superiore a 350, si è nel clima Iper-arido
Per dimostrare l’importanza del suo indice nel definire tutti questi limiti, Gaussen ha mostrato che dei valori nettamente differenti sono stati rilevati in Francia tra Tolosa (30) e Carcassone (42), benché tutte le altre formule messe in opera prima di lui davano gli stessi risultati per queste due città. Si nota ancora l’indice di 57 per Nizza e di 94 per Souk Ahras (nel nord-est algerino), anche se le precipitazioni e le temperature sono identiche in ciascuna delle due stazioni. Meglio ancora, precipitazioni e temperature medie mensili sono praticamente identiche a Michelet e Biarritz che appartengono sensibilmente a dei domini climatici diversi. Infatti, il calcolo dà per Michelet un indice xerotermico di 92 e per Biarritz un indice uguale a zero (confine franco-spagnolo atlantico).
