اقلیم محلی تعیین‌کننده خصوصیات میکروکلیمای درون گلخانه و مدیریت آن در درازمدت است. بنابراین، دانستن اطلاعات عمومی درخصوص شرایط آب و هوایی قبل از طراحی و ساخت سازه گلخانه ضروری است. آب و هوای معین یک مکان نتیجه تبادلات تابش بین زمین وخورشید است. همچنین در گلخانه نیز مهمترین عوامل اقلیم گلخانه عبارت اند از
1. تشعشعات خورشیدی
2. دما و میزان رطوبت هوا
3. باد
4. بارندگی
محور زمین با حفظ شیب خود با مدار فرضی که به دور خورشید در حال گردش است رابطه ثابتی دارد که به این رابطه دایرة البروج (مسیر گردشی زمین به دور خورشید) میگویند. این محور باعث حفظ جهت حرکت آن و قرار گرفتن موقعیت قطبین شده است. زاویه بین محور زمین و دایرة البروج ΄27 °23 است که به آن انحراف زمین می‌گویندکه به زاویه میل زمین نیز معروف است.
حرکت زمین به دور خورشید تعیین کننده فصول مختلف سال است. زمانی‌که سطح افق زمین با مدار دایره البروج عمود شوند، گویای این است که محور زمین از مرکز خورشید عبور کرده است که این اتفاق دو بار در سال یکی در تابستان و دیگری در زمستان رخ میدهد.
انقلاب زمستانه در نیمکره شمالی همزمان یا برابر است با انقلاب تابستانه در نیمکره جنوبی. در انقلاب زمستانه در ظهر، خورشید به بالاترین میزان (عرض جغرافیایی 37 درجه شمالی) و 90 درجه مناطق استوایی می‌رسد
در انقلاب تابستانی حداکثر بلندی خورشید در 76 درجه با عرض جغرافیایی 37 درجه شمالی ( جنوب اسپانیا) و 90 درجه مناطق استوایی می‌رسد
در بهار و پاییز اعتدالین را خواهیم داشت در این هنگام مرکز زمین با مرکز خورشید توسط یک خط فرضی متصل شده‌اند که همان عمود شدن نور خورشید به محور زمین است. در طول اعتدالین هیچ کدام از قطبین نسبت به خورشید انحرافی ندارند
طول روز
طول روز مدت زمان بین طلوع وغروب خورشید است و در طی روزهای سال تغییر میکند و درجه تغییرپذیری آن با متناسب با عرض جغرافیایی است. اختلافات بین طول روز در عرضهای جغرافیایی مختلف در زمستان بیشتر از تابستان است. در اعتدالین طول روز و شب برای هر عرض جغرافیایی برابر است در حالی‌که، در روزهای انقلاب تابستانه حداکثر طول روز و حداقل طول روز در انقلاب زمستانه است. در عرضهای جغرافیایی میانه حد آستانه روشنایی تحت تاثیر پدیده فتوپریودیک است.
تابش خورشید
انرژی خورشید خارج از اتمسفر زمین تغییر کمی دارد که این انرژی را ثابت خورشید می‌نامند، اما زمانی که این میزان تابش از عرض اتمسفر میگذرد مقداری از آن بازتاب میشود و میزانی جذب یا انتشار پیدا کرده که بصورت کمی یا کیفی قابل تغییر است. کاهش انرژی بستگی به ضخامت اتمسفر و خصوصیت آن دارد (میزان رطوبت و گازها، آلودگی، ابرناکی).
بیشترین میزان انرژی در هنگام ظهر زمانی که خورشید در بالاترین ارتفاع قرار دارد و آسمان صاف است دریافت میشود
در عرضهای جغرافیایی متوسط حالت عمودی اشعه خورشید در تابستان نسبت به زمستان بیشتر می‌باشد که این موضوع حاکی از آن است که شدت تابش در تابستان بیشتر از زمستان است
مهمترین عوامل موثر بر تولیدات گلخانه ای درارتباط با عواما محیطی موثر بر اقلیم گلخانه عبارتند از
- مجموع انرژی خورشیدی موجود
- طول روز وشب
- کیفیت تابش
تاثیر تابش خورشیدی
تاثیر بر فتوسنتز گیاهان (شدت، کیفیت و مدت روشنایی)، فوتوپریودیسم یا نورگرایی (مربوط به نقش نور قرمز و آبی)، فتومورفوژنز و تعرق (باز شدن روزنه‌ها)
موازنه انرژی در گلخانه، تاثیرگذاری بر دمای خاک ،آب ، هوا و گیاه و دیگر اجسامی که تابش خورشید را جذب میکنند.
کیفیت تابش خورشید
ابرناکی، تیرگی(آلودگی) و شفافیت اتمسفر تاثیر بسزایی در تناسب تابش پراکنده و مستقیم داردکه این تاثیر بخوبی اثر ارتفاع یا بلندی خورشید است.
در روز آفتابی با اتمسفر صاف درصد تابش مستقیم خورشید ممکن است به حداکثر میزان خود در محدوده 90% تابش جهانی خورشید برسد.
در محدوده مناطق شهری یا مناطق صنعتی زمانی که خورشید شفاف و مستقیم میتابد فقط زمانی که ارتفاع آن بیش از عرض جغرافیایی 50 درجه باشد برتعداد زیادی مناطق پوشش دارد که دلیل آن تاثیر تیرگی هوا بر آن است.
در حالی‌که، در مناطق ساحلی این پوشش در عرض 30 درجه جغرافیایی اتفاق می‌افتد و در ارتفاع 3000 متر این پوشش در عرض 6 درجه رخ میدهد که دلیل آن شفافیت بسیار خوب هوا می‌باشد.
نور مرئی محدوده طول موج 380 تا 720 نانومتر بوده و حداکثر پاسخ در محدوده طول موج 550 نانومتر است.
طول موج 400 تا 500 نانومتر رنگ آبی،500 تا 600 نانومتر رنگ سبز،600 تا700 نانومتر رنگ قرمز،700 تا 800 نانومتر قرمز دور در حداقل اتمسفر زمین محدوده طول موج 200 تا نزدیکی 5000 نانومتر قرار دارد که حداکثر انتشار در 470 نانومتر است.
دما
دمای هوا
متوسط درجه حرارت بطور مشخصی روزانه از چرخش تابش خورشید تبعیت میکند.
حداقل درجه حرارت در زمان طلوع آفتاب و حداکثر آن در ساعت 2-1 بعدازظهر است. درجه حرارت بطور عمومی با واحد سلسیوس یا سانتی‌گراد گزارش میشود. در واحد کلوین درجه حرارت با کلوین گزارش میشود.
T(c)=T(K)-273 رابطه کلوین و سلسیوس
درجه حرارت فارنهایت که کمتر مورد استفاده قرار میگیرد و در آن دما با فارنهایت گزارش میشود
فرمول تبدیل دمای آن
T(F)=5.9T(C)+32
اندازهگیری درجه حرارت خارج گلخانه معمولاً در بالای پوشش آن انجام میگیرد (در ارتفاعات بالاتر از پوشش) که نماینده تغییرات با اندازه گیری نرمال است
دمای خاک
دمای خاک تعیین کننده دمای اندام‌های زیر خاک است. سطح خارجی خاک به عنوان پوسته حرارتی و فصلی عمل میکند، گرم شدن و سرد شدن آن بسیار کندتر از هوای اطراف است. نوسانات دمای خاک در طول سال با افزایش عمق کاهش مییابد
درجه حرارت خاک در گلخانه بالاتر از درجه حرارت خاک بیرون از آن است
باد
باد اصلی‌ترین عامل جابجایی افقی هوا است. باد با دو مشخصه جهت و سرعت شناسایی می شود. اگر در ارتفاعات مختلف (بصورت استاندارد) اندازهگیری شود سرعت آن میتواند به صورت متوسطی از ارتفاع محاسبه شود. باد نیروی اصلی است که باید در زمان طراحی گلخانه به آن توجه نمود. جهت و تکرار آن زمانی اهمیت پیدا میکند که سیستم تهویه ثابت گلخانه طراحی میشود. سرعت آن بستگی به جابجایی هوا دارد و حتی زمانی‌که گلخانه بسته است میزان انرژی رو به کاهش میگذارد
ترکیبات اتمسفری
میزان بخار آب
جهت تولید محصولات کشاورزی بخار آب یکی از مهمترین پارامترهای اتمسفری است. میزان رطوبت اتمسفر و میزان آب موجود در آن با هم و با دیگر عوامل تعیین کننده میزان تعرق یک گیاه است. میزان رطوبت اتمسفر هیچ‌گاه به صفر نمی‌رسد و همیشه حامل مقداری رطوبت به شکل بخار آب است، این مقدار رطوبت در هوا میتواند به شکل‌هایی گزارش شود:
- به صورت غلظت آن: که میزان رطوبت مطلق هوا است (AH) و بهصورت کیلوگرم بخار آب در کیلوگرم هوای خشک گزارش میشود.
- توسط فشار بخار آب (ea) که با واحد فشار گزارش میشود.
- توسط رطوبت نسبی هوا (RH)
- توسط کمبود فشار بخار آب یا کاهش میزان اشباع
میزان دی‌اکسیدکربن
میزان دی اکسید کربن نیز یکی از عواملی است که در مدیریت اقلیم گلخانه باید به آن دقت کرد. میزان دی اکسید کربن از نیمه دوم قرن بیشتم به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافته و این افزایش سالانه به میزان یک پی پی ام است. این افزایش در میزان دی‌اکسیدکربن بصورت جهانی روی اتمسفر گلخانه‌ها تاثیرگذار بوده است.
آلودگی اتمسفری
آلودگی اتمسفر به دلیل وجود گازهای مضری همچون سولفوردی‌اکسید (SO2)، نیتروژن اکسید (NO) و اوزون است که توسط بخش صنعتی در اطراف شهرها تولید شده که باعث خوردگی ساختمان‌ها و نیز اثرات زیانبار بر محصولات کشاورزی میشود.
ارتفاع و پستی وبلندی (توپوگرافی )
در مدیریت اقلیم گلخانه باید به ارتفاع توجه کرد/ بلندی و ارتفاع بر فشار تاثیرگذار است به طوریکه با افزایش ارتفاع فشار کاهش مییابد. با افزایش ارتفاع دما نیز کاهش مییابد که میزان آن تقریبا برابر است با 0.6 درجه در افزایش هر100متر ارتفاع می‌باشد. میزان تابش با افزایش ارتفاع زیاد شده که دلیل آن کاهش نسبت انتشار در روزهای صاف است. اهمیت ویژه آن تاثیر پستی وبلندی‌های زمین بر میزان تابش، به دلیل ایجاد سایه، سرعت باد و تغییرات دمایی است.
