Klimaklassifisering

Klimaklassifisering, formalisering av systemer som gjenkjenner, klargjør og forenkler klimatiske likheter og forskjeller mellom geografiske områder for å styrke den vitenskapelige forståelsen av klima. Slike klassifiseringsordninger er avhengige av innsats som sorterer og grupperer enorme mengder miljødata for å avdekke mønstre mellom interaksjonelle klimaprosesser. Alle slike klassifiseringer er begrenset siden ingen to områder er underlagt de samme fysiske eller biologiske kreftene på nøyaktig samme måte. Opprettelsen av et individuelt klimaplan følger enten en genetisk eller en empirisk tilnærming.

Generelle hensyn

Klimaet i et område er syntesen av miljøforholdene (jordsmonn, vegetasjon, vær osv.) Som har hersket der over lang tid. Denne syntesen involverer både gjennomsnitt av de klimatiske elementene og målinger av variabilitet (som ekstreme verdier og sannsynligheter). Klima er et sammensatt, abstrakt konsept som involverer data om alle aspekter av jordas miljø. Som sådan kan det ikke sies at ingen to lokaliteter på jorden har nøyaktig det samme klimaet.

Ikke desto mindre er det lett tydelig at klimaet over begrensede områder av planeten varierer innenfor et begrenset område, og at klimatiske regioner er synlige innenfor hvilke det er en viss ensartethet i mønstrene til klimatiske elementer. Videre har vidt adskilt områder av verden lignende klima når settet med geografiske forhold som forekommer i ett område er parallelt med det andre. Denne symmetrien og organiseringen av det klimatiske miljøet antyder en underliggende verdensomspennende regelmessighet og orden i fenomenene som forårsaker klima (for eksempel mønstre av innkommende solstråling, vegetasjon, jord, vind, temperatur og luftmasser). Til tross for eksistensen av slike underliggende mønstre, er opprettelsen av en nøyaktig og nyttig klimaordning en skremmende oppgave.

For det første er klima et flerdimensjonalt konsept, og det er ikke en åpenbar beslutning om hvilken av de mange observerte miljøvariablene som skal velges som grunnlag for klassifiseringen. Dette valget må tas på flere grunnlag, både praktisk og teoretisk. For eksempel bruker bruk av for mange forskjellige elementer mulighetene for at klassifiseringen vil ha for mange kategorier til å tolkes lett, og at mange av kategoriene ikke vil samsvare med reelle klima. Dessuten er målinger av mange av elementene i klimaet ikke tilgjengelige for store områder i verden, eller har blitt samlet inn i løpet av kort tid. De viktigste unntakene er data om jord, vegetasjon, temperatur og nedbør, som er mer omfattende tilgjengelige og har blitt registrert over lengre tid.

Valget av variabler bestemmes også av formålet med klassifiseringen (for eksempel å redegjøre for distribusjon av naturlig vegetasjon, for å forklare jorddannelsesprosesser eller å klassifisere klima når det gjelder menneskelig komfort). Variablene som er relevante i klassifiseringen, vil bli bestemt av dette formålet, og terskelverdiene for variablene som er valgt for å differensiere klimasoner.

En annen vanskelighet skyldes den gradvise grad av endringer i de klimatiske elementene over jordoverflaten. Bortsett fra i uvanlige situasjoner på grunn av fjellkjeder eller kystlinjer, har temperatur, nedbør og andre klimatiske variabler en tendens til å endre seg bare sakte over avstanden. Som et resultat har klimatyper en tendens til å endre seg umerkelig når man beveger seg fra en lokalitet på jordens overflate til en annen. Å velge et sett med kriterier for å skille en klimatype fra en annen tilsvarer dermed tegning av en strek på et kart for å skille klimaområdet som har den ene typen fra den som har den andre. Selv om dette på ingen måte er forskjellig fra mange andre klassifiseringsvedtak som man tar rutinemessig i dagliglivet, må det alltid huskes at grenser mellom tilstøtende klimatiske regioner plasseres noe vilkårlig gjennom regioner med kontinuerlig gradvis endring og at områdene som er definert innenfor disse grensene er langt fra homogene med tanke på deres klimatiske egenskaper.

De fleste klassifiseringsordninger er ment for anvendelse i global eller kontinental skala og definerer regioner som er store underavdelinger på kontinenter hundrevis til tusenvis av kilometer over. Disse kan betegnes som makroklima. Ikke bare vil det være langsomme endringer (fra våt til tørr, varm til kald, etc.) over et slikt område som et resultat av de geografiske gradientene av klimatiske elementer over kontinentet som regionen er en del av, men det vil eksistere mesoklimater innenfor disse regionene assosiert med klimatiske prosesser som forekommer i en skala fra titalls til hundrevis av kilometer som er skapt av høydeforskjeller, skråningsaspekt, vannmasser, forskjeller i vegetasjonsdekke, urbane områder og lignende. Mesoklimater kan på sin side løses opp i mange mikroklima, som forekommer på skalaer mindre enn 0,1 km (0,06 mil), som i de klimatiske forskjellene mellom skog, avling og bar jord, på forskjellige dybder i en plante baldakin, på forskjellige dybder i jorda, på forskjellige sider av en bygning, og så videre.

Til tross for disse begrensningene, spiller klimaklassifisering en nøkkelrolle som et middel til å generalisere den geografiske fordelingen og interaksjonen mellom klimatiske elementer, for å identifisere blandinger av klimatiske påvirkninger som er viktige for ulike klimatiske forhold, for å stimulere søket for å identifisere de kontrollerende prosessene for klima, og, som et pedagogisk verktøy, for å vise noen av måtene fjerntliggende områder i verden både er forskjellige fra og ligner ens egen hjemregion.

Tilnærminger til klimaklassifisering

De tidligste kjente klimaklassifiseringene var fra klassisk gresk tid. Slike ordninger delte generelt Jorden i breddegrader basert på de betydelige parallellene 0 °, 23,5 ° og 66,5 ° breddegrad (det vil si ekvator, kreftene og steinbuens tropene, henholdsvis arktiske og antarktiske sirkler) og på lengden på dagen. Moderne klimaklassifisering har sin opprinnelse på midten av 1800-tallet, med de første publiserte kartene over temperatur og nedbør over jordoverflaten, som tillot utvikling av metoder for klimagruppering som brukte begge variablene samtidig.

Det er utviklet mange forskjellige ordninger for klassifisering av klima (mer enn 100), men alle av dem kan være vidt differensiert som enten empiriske eller genetiske metoder. Dette skillet er basert på arten av dataene som ble brukt til klassifisering. Empiriske metoder benytter seg av observerte miljødata, for eksempel temperatur, fuktighet og nedbør, eller enkle mengder avledet fra dem (for eksempel fordampning). I kontrast klassifiserer en genetisk metode klima på grunnlag av dens årsakselementer, aktiviteten og egenskapene til alle faktorer (luftmasser, sirkulasjonssystemer, fronter, jetstrømmer, solstråling, topografiske effekter og så videre) som gir opphav til romlige og tidsmessige mønstre av klimadata. Selv om empiriske klassifiseringer stort sett er beskrivende for klima, er (eller bør) genetiske metoder forklarende. Dessverre er genetiske ordninger, selv om de er vitenskapelig mer ønskelige, iboende vanskeligere å implementere fordi de ikke bruker enkle observasjoner. Som et resultat er slike ordninger både mindre vanlige og mindre vellykkede samlet sett. Dessuten tilsvarer ikke regionene som er definert av de to typene klassifiseringsordninger; spesielt er det ikke uvanlig at lignende klimaformer som følger av forskjellige klimaprosesser, blir gruppert sammen av mange vanlige empiriske ordninger.

Genetiske klassifiseringer

Generiske klassifiseringsgrupper klimaer etter deres årsaker. Blant slike metoder kan tre typer skilles: (1) de som er basert på de geografiske determinantene for klima, (2) de som er basert på overflatenergibudsjettet, og (3) de som er avledet fra luftmasseanalyse.

I den første klassen er det en rekke ordninger (i stor grad arbeidet til tyske klimatologer) som kategoriserer klima i henhold til faktorer som breddegradskontroll av temperatur, kontinentitet versus havpåvirkede faktorer, beliggenhet med hensyn til trykk og vindbelter og effekter av fjell. Disse klassifiseringene har en felles mangel: de er kvalitative, slik at klimatiske regioner blir utpekt på en subjektiv måte snarere enn som et resultat av anvendelsen av en streng strenge differensieringsformel.

Et interessant eksempel på en metode basert på energibalansen på jordoverflaten er klassifiseringen fra Werner H. Terjung fra 1970, en amerikansk geograf. Hans metode bruker data for mer enn 1000 lokasjoner over hele verden på nettets solstråling mottatt på overflaten, den tilgjengelige energien for å fordampe vann, og den tilgjengelige energien for å varme opp luften og undergrunnen. De årlige mønstrene er klassifisert i henhold til den maksimale energitilførselen, det årlige intervallet i tilførselen, formen på den årlige kurven, og antall måneder med negative størrelser (energiunderskudd). Kombinasjonen av kjennetegn for et sted er representert av en etikett bestående av flere bokstaver med definerte betydninger, og regioner med lignende netto strålingsklima er kartlagt.

Sannsynligvis er de mest benyttede genetiske systemene imidlertid de som bruker luftmasse-konsepter. Luftmasser er store luftmasser som i prinsippet har relativt homogene egenskaper av temperatur, luftfuktighet etc. i horisontal retning. Været på individuelle dager kan tolkes med tanke på disse funksjonene og kontrastene deres på fronter.

To amerikanske geograf-klimatologer har vært mest innflytelsesrike når det gjelder klassifiseringer basert på luftmasse. I 1951 beskrev Arthur N. Strahler en kvalitativ klassifisering basert på kombinasjonen av luftmasser til stede på et gitt sted gjennom året. Noen år senere (1968 og 1970) plasserte John E. Oliver denne typen klassifisering på et fastere fotfeste ved å tilveiebringe et kvantitativt rammeverk som utpekte bestemte luftmasser og luftmassekombinasjoner som "dominerende", "underdominant" eller "sesongmessig" spesielt steder. Han ga også et middel for å identifisere luftmasser fra diagrammer over gjennomsnittlig månedlig temperatur og nedbør plottet på et "termohyet-diagram", en prosedyre som unngår behovet for mindre vanlige data om øvre luft for å gjøre klassifiseringen.