Klimat alpejski - Alpine climate
Klimat alpejski jest typową pogodą ( klimatem ) dla regionów powyżej linii drzew . Ten klimat jest również określana jako klimatu górskiego lub góralskim klimacie .
Definicja
Istnieje wiele definicji klimatu alpejskiego.
Jedną z prostych definicji jest klimat, który powoduje, że drzewa nie rosną z powodu zimna.
W klasyfikacji klimatu Köppena klimaty alpejskie i górskie należą do grupy E , wraz z klimatem polarnym , gdzie w żadnym miesiącu średnia temperatura nie przekracza 10 °C (50 °F).
Według systemu stref życia Holdridge istnieją dwa klimaty górskie, które uniemożliwiają wzrost drzew:
a) właściwy klimat alpejski, który występuje, gdy średnia biotemperatura miejsca wynosi od 1,5 do 3 °C (34,7 do 37,4 °F). Klimat alpejski w systemie Holdridge jest mniej więcej odpowiednikiem najcieplejszego klimatu tundry (ET) w systemie Köppena.
b) klimat alvarski, najzimniejszy klimat górski, ponieważ biotemperatura wynosi od 0 °C do 1,5 °C (biotemperatura nigdy nie może być niższa niż 0 °C). Odpowiada to mniej więcej najzimniejszemu klimatowi tundry, a także klimatowi pokrywy lodowej (EF).
Holdrige argumentował, że pierwotna produktywność netto roślin ustaje, gdy rośliny przechodzą w stan uśpienia w temperaturach poniżej 0 ° C (32 ° F) i powyżej 30 ° C (86 ° F). Dlatego zdefiniował biotemperaturę jako średnią wszystkich temperatur, ale przy wszystkich temperaturach poniżej zera i powyżej 30°C skorygowanych do 0°C; czyli suma temperatur nieskorygowanych jest dzielona przez liczbę wszystkich temperatur (w tym zarówno skorygowanych, jak i nieskorygowanych).
Przyczyna
Profil temperaturowy atmosfery jest wynikiem oddziaływania promieniowania i konwekcji . Światło słoneczne w widmie widzialnym pada na ziemię i ją ogrzewa. Ziemia następnie ogrzewa powietrze na powierzchni. Gdyby promieniowanie było jedynym sposobem przenoszenia ciepła z ziemi do kosmosu, efekt cieplarniany gazów w atmosferze utrzymywałby grunt w temperaturze około 333 K (60°C; 140 °F), a temperatura spadałaby wykładniczo wraz z wysokością.
Jednak gdy powietrze jest gorące, ma tendencję do rozszerzania się, co zmniejsza jego gęstość. W ten sposób gorące powietrze ma tendencję do unoszenia się i przenoszenia ciepła w górę. To jest proces konwekcji . Konwekcja dochodzi do równowagi, gdy działka powietrza na danej wysokości ma taką samą gęstość jak jej otoczenie. Powietrze jest słabym przewodnikiem ciepła, więc paczka powietrza unosi się i opada bez wymiany ciepła. Jest to znane jako proces adiabatyczny , który ma charakterystyczną krzywą ciśnienie-temperatura. Wraz ze spadkiem ciśnienia temperatura spada. Tempo spadku temperatury wraz z wysokością jest znane jako tempo spadku adiabatycznego , które wynosi około 9,8 °C na kilometr (lub 5,4 °F na 1000 stóp) wysokości.
Obecność wody w atmosferze komplikuje proces konwekcji. Para wodna zawiera utajone ciepło parowania . Gdy powietrze unosi się i ochładza, w końcu staje się nasycone i nie może utrzymać odpowiedniej ilości pary wodnej. Skrapla się para wodna (tworząc zmienne ) oraz uwalnia ciepło, który zmienia się szybkość wygasają z suchym adiabatycznego szybkości upływ do wilgotnej adiabatycznego gradient adiabatyczny (5,5 ° C na kilometr lub 3 ° C na 1000 stóp). Rzeczywisty wskaźnik potknięć, zwany środowiskowym wskaźnikiem potknięć , nie jest stały (może się zmieniać w ciągu dnia lub sezonowo, a także regionalnie), ale normalny wskaźnik potknięć wynosi 5,5°C na 1000 m (3,57 °F na 1000 stóp). Dlatego przejście w górę o 100 metrów (330 stóp) na górze jest w przybliżeniu równoważne przebyciu 80 kilometrów (50 mil lub 0,75° szerokości geograficznej ) w kierunku bieguna. Zależność ta jest jednak tylko przybliżona, ponieważ czynniki lokalne, takie jak bliskość oceanów , mogą drastycznie modyfikować klimat. Wraz ze wzrostem wysokości główną formą opadów staje się śnieg i wzmagają się wiatry . Temperatura nadal spada aż do tropopauzy na wysokości 11 000 metrów (36 000 stóp), gdzie nie spada dalej. To jest wyższy niż najwyższy szczyt .
Dystrybucja
Chociaż ta klasyfikacja klimatyczna obejmuje tylko niewielką część powierzchni Ziemi, klimaty alpejskie są szeroko rozpowszechnione. Występują w Himalajach , Wyżynie Tybetańskiej , Gansu , Qinghai , Alpach , Pirenejach , Górach Kantabryjskich i Sierra Nevada w Eurazji , Andach w Ameryce Południowej , Sierra Nevada , Górach Kaskadowych , Górach Skalistych , Appalachy , oraz Trans-meksykańska wulkaniczny pas w Ameryce Północnej , w Alpach południowych w Nowej Zelandii , The Snowy Mountains w Australii , dużych wysokościach w górach Atlas i Wschodniej Highlands w Afryce i centralnej części Borneo i Nowej Gwinei i szczyty Mount Pico na Atlantyku i Mauna Loa na Pacyfiku .
Najniższa wysokość klimatu alpejskiego zmienia się dramatycznie w zależności od szerokości geograficznej. Jeśli klimat alpejski jest zdefiniowany przez linię drzew, to występuje on na wysokości zaledwie 650 metrów (2130 stóp) na 68 ° N w Szwecji, podczas gdy na Kilimandżaro w Afryce linia drzew wynosi 3950 metrów (12960 stóp).
Miesięczna zmienność
Zmienność klimatu alpejskiego w ciągu roku zależy od szerokości geograficznej lokalizacji. W przypadku tropikalnych lokalizacji oceanicznych, takich jak szczyt Mauna Loa , elev. 13,679 stóp (4169 m), temperatura jest w przybliżeniu stała przez cały rok:
Dane klimatyczne dla obserwatorium na zboczu Mauna Loa (1961-1990), ekstrema 1955-2012 | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Miesiąc | Jan | luty | Zniszczyć | kwiecień | Może | Czerwiec | Lipiec | Sierpnia | Sep | Październik | Listopad | Grudzień | Rok |
Rekord wysokiej °F (°C) | 67 (19) |
85 (29) |
65 (18) |
67 (19) |
68 (20) |
71 (22) |
70 (21) |
68 (20) |
67 (19) |
66 (19) |
65 (18) |
67 (19) |
85 (29) |
Średnia wysoka °F (°C) | 49,8 (9,9) |
49,6 (9,8) |
50,2 (10,1) |
51,8 (11,0) |
53,9 (12,2) |
57,2 (14,0) |
56,4 (13,6) |
56,3 (13,5) |
55,8 (13,2) |
54,7 (12,6) |
52,6 (11,4) |
50,6 (10,3) |
53,2 (11,8) |
Średnia niska °F (°C) | 33,3 (0,7) |
32,9 (0,5) |
33,2 (0,7) |
34,6 (1,4) |
36,6 (2,6) |
39,4 (4,1) |
38,8 (3,8) |
38,9 (3,8) |
38,5 (3,6) |
37,8 (3,2) |
36,2 (2.3) |
34,3 (1,3) |
36,2 (2.3) |
Rekord niski ° F (° C) | 19 (-7) |
18 (-8) |
20 (-7) |
24 (−4) |
27 (−3) |
28 (−2) |
26 (−3) |
28 (−2) |
29 (−2) |
27 (−3) |
25 (−4) |
22 (-6) |
18 (-8) |
Średnie opady w calach (mm) | 2.3 (58) |
1,5 (38) |
1,7 (43) |
1,3 (33) |
1,0 (25) |
0,5 (13) |
1,1 (28) |
1,5 (38) |
1,3 (33) |
1,1 (28) |
1,7 (43) |
2.0 (51) |
17 (431) |
Średnie cale opadów śniegu (cm) | 0.0 (0.0) |
1,0 (2,5) |
0,3 (0,76) |
1.3 (3.3) |
0.0 (0.0) |
0.0 (0.0) |
0.0 (0.0) |
0.0 (0.0) |
0.0 (0.0) |
0.0 (0.0) |
0.0 (0.0) |
1,0 (2,5) |
3,6 (9.06) |
Średnie dni opadów (≥ 0,01 cala) | 4 | 5 | 6 | 5 | 4 | 3 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 4 | 55 |
Źródło: NOAA, WRCC |
W przypadku lokalizacji na średnich szerokościach geograficznych, takich jak Mount Washington w New Hampshire , temperatura zmienia się sezonowo, ale nigdy nie jest zbyt wysoka:
Dane klimatyczne dla Mount Washington (New Hampshire), wzn. 6267 stóp (1910,2 m) w pobliżu szczytu | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Miesiąc | Jan | luty | Zniszczyć | kwiecień | Może | Czerwiec | Lipiec | Sierpnia | Sep | Październik | Listopad | Grudzień | Rok |
Rekord wysokiej °F (°C) | 48 (9) |
43 (6) |
54 (12) |
60 (16) |
66 (19) |
72 (22) |
71 (22) |
72 (22) |
69 (21) |
62 (17) |
52 (11) |
47 (8) |
72 (22) |
Średnia wysoka °F (°C) | 13,6 (-10,2) |
14,7 (-9,6) |
20,7 (-6,3) |
30,4 (-0,9) |
41,3 (5,2) |
50,4 (10,2) |
54,1 (12,3) |
53,3 (11,8) |
47,1 (8,4) |
36,4 (2,4) |
28,1 (-2,2) |
18,4 (-7,6) |
34,0 (1,1) |
Średnia dzienna °F (°C) | 4,8 (-15,1) |
6,2 (-14,3) |
12,9 (-10,6) |
23,9 (-4,5) |
35,6 (2,0) |
45,0 (7,2) |
49,1 (9,5) |
48,2 (9,0) |
41,6 (5,3) |
30,2 (-1,0) |
20,7 (-6,3) |
10,1 (-12,2) |
27,4 (-2,6) |
Średnia niska °F (°C) | -4,1 (-20,1) |
-2,4 (-19,1) |
5,0 (-15,0) |
17,4 (-8,1) |
29,8 (-1,2) |
39,5 (4,2) |
44,0 (6,7) |
43,0 (6,1) |
36,1 (2.3) |
24,0 (-4,4) |
13,3 (-10,4) |
1,7 (-16,8) |
20,6 (-6,3) |
Rekord niski ° F (° C) | −47 (−44) |
−46 (−43) |
−38 (−39) |
-20 (-29) |
-2 (-19) |
8 (-13) |
24 (−4) |
20 (-7) |
9 (-13) |
-5 (-21) |
-20 (-29) |
−46 (−43) |
−47 (−44) |
Średnie opady w calach (mm) | 6,44 (164) |
6,77 (172) |
7,67 (195) |
7,44 (189) |
8,18 (208) |
8.40 (213) |
8,77 (223) |
8.32 (211) |
8.03 (204) |
9,27 (235) |
9,85 (250) |
7,73 (196) |
96,87 (2460) |
Średnie cale opadów śniegu (cm) | 44,0 (112) |
40,1 (102) |
45,1 (115) |
35,6 (90) |
12.2 (31) |
1,0 (2,5) |
0.0 (0.0) |
0,1 (0,25) |
2,2 (5,6) |
17,6 (45) |
37,8 (96) |
45,5 (116) |
281.2 (714) |
Średnie dni opadów (≥ 0,01 cala) | 19,7 | 17,9 | 19,0 | 17,4 | 17,4 | 16,8 | 16,5 | 15,2 | 13,9 | 16,8 | 19,1 | 20,7 | 210,4 |
Średnie śnieżne dni (≥ 0,1 cala) | 19,3 | 17,3 | 16,6 | 13.1 | 6,4 | 0,9 | 0,1 | 0,2 | 1,7 | 9,1 | 14,6 | 19,2 | 118,5 |
Średnie miesięczne godziny nasłonecznienia | 92,0 | 106,9 | 127,6 | 143,2 | 171,3 | 151,3 | 145,0 | 130,5 | 127.2 | 127,1 | 82,4 | 83,1 | 1 487,6 |
Procent możliwego nasłonecznienia | 32 | 36 | 34 | 35 | 37 | 33 | 31 | 30 | 34 | 37 | 29 | 30 | 33 |
Źródło 1: NOAA (normalne 1981-2010, słońce 1961-1990) | |||||||||||||
Źródło 2: skrajności 1933-obecnie |