Klasifikace klimatu

Klasifikace klimatu, formalizace systémů, které rozpoznávají, objasňují a zjednodušují klimatické podobnosti a rozdíly mezi geografickými oblastmi s cílem zlepšit vědecké porozumění klima. Taková klasifikační schémata se spoléhají na úsilí, které třídí a seskupuje obrovské množství údajů o životním prostředí, aby odhalila vzorce mezi ovlivňujícími se klimatickými procesy. Všechny takové klasifikace jsou omezené, protože žádné dvě oblasti nejsou vystaveny stejným fyzickým nebo biologickým silám přesně stejným způsobem. Vytvoření individuálního klimatického schématu se řídí buď genetickým, nebo empirickým přístupem.

Obecné úvahy

Podnebí oblasti je syntéza podmínek prostředí (půda, vegetace, počasí atd.), Které zde převládají po dlouhou dobu. Tato syntéza zahrnuje jak průměry klimatických prvků, tak měření proměnlivosti (jako jsou extrémní hodnoty a pravděpodobnosti). Podnebí je komplexní, abstraktní pojem zahrnující údaje o všech aspektech životního prostředí Země. Nelze tedy říci, že žádné dvě lokality na Zemi mají přesně stejné klima.

Je však zřejmé, že v omezených oblastech planety se klima mění v omezeném rozsahu a že jsou patrné klimatické oblasti, v nichž je patrná určitá uniformita ve vzorcích klimatických prvků. Navíc, velmi oddělené oblasti světa mají podobné podnebí, když soubor geografických vztahů vyskytujících se v jedné oblasti je srovnatelný s jiným. Tato symetrie a organizace klimatického prostředí naznačuje základní celosvětovou pravidelnost a pořádek ve jevech způsobujících klima (jako jsou vzorce příchozího slunečního záření, vegetace, půdy, vítr, teplota a vzduchové masy). Navzdory existenci takových základních vzorů je vytvoření přesného a užitečného klimatického schématu skličujícím úkolem.

Zaprvé, klima je vícerozměrný koncept a není zřejmým rozhodnutím o tom, která z mnoha pozorovaných proměnných prostředí by měla být vybrána jako základ klasifikace. Tato volba musí být učiněna z několika důvodů, praktických i teoretických. Například použití příliš mnoha různých prvků otevírá možnosti, že klasifikace bude mít příliš mnoho kategorií, aby byla snadno interpretovatelná a že mnoho z kategorií nebude odpovídat skutečným klimatům. Měření mnoha prvků klimatu navíc nejsou k dispozici pro velké oblasti světa nebo byla shromažďována pouze na krátkou dobu. Hlavními výjimkami jsou údaje o půdě, vegetaci, teplotě a srážkách, které jsou dostupnější a byly zaznamenávány po delší dobu.

Výběr proměnných je také určen účelem klasifikace (např. Za rozložení přirozené vegetace, vysvětlení procesů tvorby půdy nebo klasifikace podnebí z hlediska lidského pohodlí). Proměnné relevantní v klasifikaci budou určeny za tímto účelem, stejně jako prahové hodnoty proměnných vybraných pro rozlišení klimatických zón.

Druhá obtížnost vyplývá z obecně postupné povahy změn klimatických prvků na zemském povrchu. S výjimkou neobvyklých situací způsobených horským pásmem nebo pobřežím, se teplota, srážky a další klimatické proměnné mění na vzdálenost jen pomalu. Výsledkem je, že typy podnebí mají sklon k nepostřehnutelným změnám, když se člověk pohybuje z jednoho místa na zemský povrch k jinému. Výběr souboru kritérií pro rozlišení jednoho klimatického typu od jiného je tedy ekvivalentní nakreslení čáry na mapě k rozlišení klimatické oblasti, která vlastní jeden typ, od toho, který má druhý. I když se to nijak neliší od mnoha jiných klasifikačních rozhodnutí, která se běžně dělá v každodenním životě, je třeba si vždy pamatovat, že hranice mezi sousedními klimatickými regiony jsou poněkud svévolně umístěny přes oblasti neustálých, postupných změn a že oblasti definované v těchto hranicích nejsou zdaleka homogenní, pokud jde o jejich klimatické vlastnosti.

Většina klasifikačních schémat je určena pro celosvětové nebo kontinentální aplikace a definuje regiony, které jsou hlavními pododdíly kontinentů stovky až tisíce kilometrů napříč. Tito mohou být nazýváni makroklima. Nejenom, že v takovém regionu budou v důsledku geografických gradientů klimatických prvků na kontinentu, jehož je region součástí, docházet k pomalým změnám (z mokra na suché, horké na chlad atd.), Ale budou existovat mesoklimaty. v těchto regionech spojené s klimatickými procesy probíhajícími v měřítku desítek až stovek kilometrů, které jsou vytvářeny výškovými rozdíly, sklonem, vodními útvary, rozdíly v vegetačním pokrytí, městskými oblastmi a podobně. Mesoklimaty mohou být dále rozloženy na četné mikroklimaty, které se vyskytují v měřítcích menších než 0,1 km (0,06 míle), stejně jako v klimatických rozdílech mezi lesy, plodinami a holou půdou, v různých hloubkách v korunách rostlin, v různých hloubkách hloubky v půdě, na různých stranách budovy atd.

Bez ohledu na tato omezení hraje klasifikace klimatu klíčovou roli jako prostředek zobecnění geografického rozložení a interakcí mezi klimatickými prvky, identifikace směsí klimatických vlivů důležitých pro různé klimaticky závislé jevy, stimulace hledání k identifikaci kontrolních procesů klimatu a, jako vzdělávací nástroj, ukázat některé způsoby, jak se vzdálené oblasti světa liší od vlastního domovského regionu a podobají se mu.

Přístupy k klimatické klasifikaci

Nejčasnější známé klimatické klasifikace byly klasicistní řecké časy. Taková schémata obecně rozdělují Zemi na zeměpisné šířky na základě významných rovnoběžek 0 °, 23,5 ° a 66,5 ° zeměpisné šířky (tj. Rovník, tropy rakoviny a Kozoroha, a arktické a antarktické kruhy) a na délka dne. Moderní klasifikace klimatu má svůj původ v polovině 19. století, s prvními publikovanými mapami teploty a srážek na zemském povrchu, které umožnily vývoj metod seskupení klimatu, které využívaly obě proměnné současně.

Bylo navrženo mnoho různých schémat klasifikace klimatu (více než 100), ale všechny mohou být široce diferencovány jako empirické nebo genetické metody. Toto rozlišení je založeno na povaze údajů použitých pro klasifikaci. Empirické metody využívají pozorovaná environmentální data, jako je teplota, vlhkost a srážení, nebo jednoduchá množství z nich odvozená (například odpařování). Naproti tomu genetická metoda klasifikuje klima na základě jeho příčinných prvků, aktivity a charakteristik všech faktorů (vzdušné masy, cirkulační systémy, průčelí, proudové proudy, sluneční záření, topografické efekty atd.), Které vedou ke vzniku prostorové a časové vzorce klimatických dat. Proto, zatímco empirické klasifikace jsou do značné míry popisující klima, genetické metody jsou (nebo by měly být) vysvětlující. Bohužel, genetická schémata, i když jsou z vědeckého hlediska více žádoucí, jsou ze své podstaty obtížnější implementovat, protože nepoužívají jednoduchá pozorování. V důsledku toho jsou tyto systémy celkově méně běžné a méně úspěšné. Kromě toho regiony definované dvěma typy klasifikačních schémat nutně neodpovídají; zejména není neobvyklé, že podobné klimatické formy vyplývající z různých klimatických procesů budou seskupeny do mnoha společných empirických schémat.

Genetické klasifikace

Genetické klasifikace seskupují klima podle jejich příčin. Mezi tyto metody lze rozlišovat tři typy: (1) metody založené na geografických determinantech klimatu, (2) metody založené na rozpočtu povrchové energie a (3) metody odvozené z analýzy hmotnosti vzduchu.

V první třídě je řada schémat (převážně práce německých klimatologů), které kategorizují podnebí podle takových faktorů, jako je latitudinová regulace teploty, kontinentální versus oceánské faktory, umístění s ohledem na tlakové a větrné pásy a účinky hor.. Všechny tyto klasifikace sdílejí společný nedostatek: jsou kvalitativní, takže klimatické regiony jsou určeny spíše subjektivně než v důsledku uplatňování nějakého přísného diferenciačního vzorce.

Zajímavým příkladem metody založené na energetické bilanci zemského povrchu je klasifikace amerického geografa Wernera H. Terjunga z roku 1970. Jeho metoda využívá data pro více než 1 000 míst po celém světě o čistém slunečním záření získaném na povrchu, dostupné energii pro odpařování vody a dostupné energii pro ohřev vzduchu a podpovrchu. Roční vzorce jsou klasifikovány podle maximálního příkonu energie, ročního rozpětí na vstupu, tvaru roční křivky a počtu měsíců se zápornými hodnotami (energetické deficity). Kombinace charakteristik pro umístění je reprezentována štítkem sestávajícím z několika písmen s definovanými významy a jsou mapovány oblasti mající podobné čisté klimatické klima.

Pravděpodobně nejrozšířenějšími genetickými systémy jsou však ty, které používají koncepty vzduchové hmoty. Vzduchové hmoty jsou velká tělesa vzduchu, která mají v zásadě relativně homogenní vlastnosti teploty, vlhkosti atd. V horizontální rovině. Počasí v jednotlivých dnech lze interpretovat z hlediska těchto rysů a jejich kontrastů na frontách.

Dva američtí geographerští klimatologové byli nejvýznamnější v klasifikacích založených na vzdušné hmotnosti. V roce 1951 popsal Arthur N. Strahler kvalitativní klasifikaci založenou na kombinaci vzdušných hmot přítomných na daném místě v průběhu celého roku. O několik let později (1968 a 1970) John E. Oliver umístil tento typ klasifikace na pevnější základnu tím, že poskytl kvantitativní rámec, který určil konkrétní vzdušné masy a jejich kombinace jako „dominantní“, „subdominant“ nebo „sezónní“ umístění. Poskytl také prostředek pro identifikaci vzdušných hmot z diagramů průměrné měsíční teploty a srážek znázorněných na „termohyetovém diagramu“, což je postup, který vylučuje potřebu méně obvyklých údajů o horním vzduchu pro klasifikaci.