Visninger
Klimaer omfatter statistikken over temperatur, fugtighed, atmosfærisk tryk, vind, nedbør, atmosfærisk partikel tælling og andre meteorologiske elementer i en given region over lange perioder. Klima kan i modsætning til vejret, hvilket er den nuværende tilstand af de samme elementer og deres variationer over perioder op til to uger.
Klimaet i en lokalitet er påvirket af dets bredde, terræn og højde, samt nærliggende vandområder og deres strøm. Klimaer kan klassificeres i henhold til den gennemsnitlige og den typiske intervaller af forskellige variabler, hyppigst temperatur og nedbør. De hyppigst anvendte klassifikation Ordningen blev oprindeligt udviklet af Wladimir Køppen. Det Thornthwaite system,[1] i brug siden 1948, indeholder evapotranspiration ud over temperatur og nedbør information og bruges for at studere dyrearter diversitet og potentielle virkninger af klimaændringer. De Bergeron og Rumlig Sammenfattende Klassifikationssystemer fokus på oprindelsen af luftmasser, der definerer klimaet i en region.
Paleoclimatology er studiet af gamle klimaer. Da direkte observationer af klimaet ikke er til rådighed, før det 19. århundrede, er paleoclimates udledes proxy-variable , der omfatter ikke-biotiske beviser såsom sedimenter findes i søen senge og iskerner, og biotiske beviser såsom træringe og koraller. Klimamodellerne er matematiske modeller af fortid, nutid og fremtid klimaer.
Indholdsfortegnelse |
Definition
Del af den natur serien om
Vejr
Klima (fra oldgræsk Klima, betyder hældning) defineres almindeligvis som vejret i gennemsnit over en lang periode.[2] Standarden midlingstid er 30 år,[3], men andre perioder kan anvendes afhængigt af formålet. Klima omfatter også andre statistikker end gennemsnittet, såsom omfanget af dag-til-dag eller år-til-år variationer. Det Mellemstatslige Panel om Klimaændringer (IPCC) ordliste definition er:
Klima i en snæver forstand defineres normalt som den "gennemsnitlige vejr," eller mere stringent, som statistisk beskrivelse i form af den gennemsnitlige og variation af relevante mængder over en periode fra måneder til tusinder eller millioner af år. Den klassiske periode er 30 år, som defineret af World Meteorological Organization (WMO). Disse mængder er oftest flade variabler som temperatur, nedbør og vind. Klima i en bredere forstand er staten, herunder en statistisk beskrivelse af klimasystemet.[4]
Forskellen mellem klima og vejr sammenfattes af den populære udtrykket "Climate er, hvad du forventer, vejret er hvad du får."[5] Over historisk tidsfrister er der en række næsten konstant variable, der bestemmer klimaet, herunder bredde, højde , andel af jord til vand, og nærhed til havet og bjergene. Disse ændringer kun over perioder på millioner af år på grund af processer som pladetektonik. Andre klima determinanter er mere dynamisk: for eksempel termohaline cirkulation havet fører til en 5 ° C (9 ° F) opvarmning af den nordlige Atlanterhavet til andre havbassinerne. sammenlignes[6] Andre havstrømme omfordele varme mellem land og vand på et mere regionalt plan. Tætheden og typen af vegetation dækning påvirker solvarme absorption,[7] væskeophobning, og nedbør på regionalt plan. Ændringer i mængden af atmosfæriske drivhusgasser bestemmer mængden af solenergi tilbageholdes af planeten, der fører til global opvarmning eller global nedkøling. De variabler, der er afgørende for klimaet er talrige og samspillet kompleks, men der er generel enighed om, at de store linjer er forstået, i det mindste for så vidt som determinanter for historiske klimaændringer pågældende.[8]
Klima klassifikation
Der er flere måder at klassificere klimaer i lignende ordninger. Oprindeligt himmelstrøg blev defineret i det antikke Grækenland til at beskrive vejret afhængig en placering's bredde. Moderne klima klassificering metoder kan groft inddeles i genetiske metoder, der fokuserer på årsagerne til klima, og empiriske metoder, som fokuserer på effekten af klimaet. Eksempler på genetisk klassifikation omfatter metoder baseret på relative hyppighed af forskellige luftmassen typer eller steder i synoptisk vejr forstyrrelser. Eksempler på empiriske klassifikationer omfatte klimazoner defineret af plante hårdførhed,[9] evapotranspiration,[10], eller mere generelt Køppen klima klassificering som oprindeligt var designet til at identificere klimaer forbundet med visse økosystemer. En fælles mangel af disse klassifikationssystemer er, at de producerer forskellige grænser mellem zonerne de definerer, snarere end den gradvise overgang klima ejendomme mere almindelige i naturen.
Bergeron og Rumlig synoptiske
Kilde regioner af globale luftmasser
Den mest generiske klassifikation er, at inddragelse af begrebet luftmasser. Den Bergeron klassificering er den mest udbredte form for luftmassen klassificering. Luftmasse klassificering involverer tre bogstaver. Det første bogstav beskriver sin fugtighed egenskaber, med c, der anvendes til kontinentale luftmasser (tør) og m for maritime luftmasser (fugtig). Det andet bogstav beskriver den termiske egenskab af kilden regionen: T for tropiske, P for polar, A for Arktis eller Antarktis, M for monsun, E for ækvatoriale, og S for overlegen luft (tør luft dannes ved kraftigt nedadgående bevægelse i atmosfæren ). Det tredje bogstav bruges til at betegne stabilitet i atmosfæren. Hvis den luftmasse er koldere end jorden under det, er det mærket k. Hvis den luftmasse er varmere end jorden nedenunder, er det mærkes m.[11] Mens luftmasse identifikation blev oprindeligt brugt i vejrudsigter i løbet af 1950'erne, klimatologer begyndte at etablere synoptiske climatologies baseret på denne idé i 1973.[12]
Baseret på de Bergeron klassificering ordningen er den fysisk synoptiske Klassifikationssystem (SSC). Der er seks kategorier inden for VSK ordningen: Tør Polar (svarende til det kontinentale polar), Dry Moderat (svarende til søs overlegen), Dry Tropical (svarende til det kontinentale tropiske), fugtige Polar (svarende til maritime polar), fugtige Moderat (en hybrid mellem maritime polar og søfart tropisk), og fugtige tropiske (svarende til søs tropiske, maritime monsun, eller maritime ækvatoriale).[13]
Køppen
Månedlige gennemsnitlige overflade temperaturer fra 1961-1990. Dette er et eksempel på, hvordan klimaet varierer med placering og sæson Uddybende artikel: Køppen klima klassificering
Den Køppen Klassifikationen afhænger gennemsnitlige månedlige målinger af temperatur og nedbør. De mest almindeligt anvendte form for Køppen klassificeringen har fem primære typer mærket med A gennem E. Disse primære typer er A, tropiske, B, tør, C, mild medio bredde; D, kold mellemste breddegrader, og E, polar. De fem primære klassifikationer kan yderligere opdeles i sekundære klassifikationer som regnskoven, monsun, tropiske savanne, fugtigt subtropisk, fugtigt kontinentalt, oceaniske klima, middelhavsklima, steppe, subarktisk klima, tundra, polar iskappe, og ørken.
Regnskove er kendetegnet ved høj nedbør, med definitioner fastsætte minimumskrav normale årlige nedbørsmængde mellem 1.750 millimeter (69 in) og 2.000 millimeter (79 i). Månedsgennemsnit temperaturer over 18 ° C (64 ° F) under alle måneder af året.[14]
En monsunen er en sæsonbestemt fremherskende vind, som varer flere måneder, der varsler en regions regntiden.[15] Regioner i Nordamerika, Sydamerika, Afrika syd for Sahara, Australien og Østasien er monsunen regimer.[16]
En tropisk savanne er en græsarealer økosystem beliggende i semi-aride til semi-fugtige klima regioner subtropiske og tropiske breddegrader, med en gennemsnitlig temperatur forblive på eller over 18 ° C (64 ° F) året rundt og regnfald mellem 750 millimeter (30 i) og 1.270 millimeter (50 i) om året. De er udbredt på Afrika, og findes også i Indien, de nordlige dele af Sydamerika, Malaysiaog Australien.[17]
Den fugtige subtropiske klima zone, hvor vinterregn (og undertiden snefald) er forbundet med store storme , at vestenvindsbæltet styre fra vest til øst. De fleste sommeren nedbør sker under tordenvejr og fra lejlighedsvis tropiske cykloner.[18] fugtigt subtropisk klima ligger på østsiden kontinenter, groft mellem breddegrader 20 ° og 40 ° grader væk fra ækvator.[19] Fugtigt kontinentalt klima, globalt
En fugtigt kontinentalt klima er præget af varierende vejrmønstre, og en stor sæson temperatur varians. Steder med mere end tre måneder af den gennemsnitlige daglige temperaturer over 10 ° C (50 ° F) og en koldeste måned temperatur på under -3 ° C (26,6 ° F), og som ikke opfylder kriterierne for en tørre eller halvtørre klima, der er klassificeret som kontinentalt.[20]
En oceaniske klima er typisk findes langs vestkysten på de mellemste breddegrader af alle verdens kontinenter, og i det sydøstlige Australien, og er ledsaget af rigelige nedbør året rundt.[21]
Den middelhavsklima regime ligner klimaet i de lander i Middelhavsområdet, dele af det vestlige Nordamerika, dele af det vestlige og South Australia, i det sydvestlige Sydafrika og i dele af det centrale Chile. Klimaet er kendetegnet ved varme, tørre somre og kølige, fugtige vintre.[22]
En steppe er et tørt overdrev med en årlig temperaturområde i sommeren op til 40 ° C (104 ° F) og om vinteren ned til -40 ° C (-40 ° F).[23]
En subarktisk klima har lidt nedbør,[24], og månedlige temperaturer, der ligger over 10 ° C (50 ° F) for en til tre måneder af året, med permafrosten i store dele af området på grund af den kolde vintre. Vintre inden subarktiske klimaer som regel indeholde op til seks måneder af temperaturer gennemsnit under 0 ° C (32 ° F).[25] Kort over arktiske tundra
Tundra sker i langt nordlige halvkugle, nord for taigaen bælte, herunder store områder i det nordlige Rusland og Canada [26].
En polær indlandsisen, eller polar indlandsis, er en høj-bredde region i en planet eller måne , der er dækket af is. Iskapper form, fordi høj-breddegrader regioner modtage mindre energi i form af solstråling fra Søn end ækvatoriale regioner, hvilket resulterer i lavere overfladetemperaturer.[27]
En ørken er en landskab form eller region, der modtager meget lidt nedbør. Ørkener har normalt en stor døgnets og årstidens temperaturområde, med høje dagtemperaturer (om sommeren op til 45 ° C eller 113 ° F), og lav natlig temperaturer (i vinteren ned til 0 ° C; 32 ° F) på grund af ekstremt lav luftfugtighed. Mange ørkener er dannet af regn skygger, som bjerge blokere vejen for fugt og nedbør til ørkenen.[28] [edit] Thornthwaite Se også: Microthermal, Mesothermal, og Megathermal Nedbør efter måned
Udarbejdet af den amerikanske klimatolog og geograf CW Thornthwaite, dette klima klassifikationsmetode monitorer jordvandet budgettet ved hjælp af begrebet evapotranspiration.[10] Den overvåger den del af den samlede nedbør, der anvendes til at nære vegetation over et bestemt område.[29] Den bruger indekser såsom en fugtighed indeks og en tørke indeks for at bestemme et områdes fugt regime baseret på den gennemsnitlige temperatur, gennemsnitlig nedbør, og den gennemsnitlige vegetation type.[30] Jo lavere værdi af indekset i et givet område, tørrere området er.
Fugten klassifikationen omfatter klimatiske klasser med betegnelser som hyperhumid, fugtige, subhumid, subarid, semi-aride (værdier på -20 til -40), og tørre (værdier under -40).[31] Fugtige regioner oplever mere nedbør end fordampning hvert år, mens tørre regioner opleve større fordampning end nedbør på årsbasis. I alt 33 procent af Jordens landmasse er betragtet enten tørre af semi-aride, herunder sydvest Nordamerika, sydvest Sydamerika, det meste af det nordlige og en lille del af det sydlige Afrika, sydvest og dele af det østlige Asien, samt meget af Australien.[32] Undersøgelser tyder på, at nedbør effektivitet (PE) i Thornthwaite fugt indekset er overvurderet i sommeren og undervurderet i vinteren.[33] Dette indeks kan bruges effektivt til at bestemme antallet af planteædende og pattedyr arter inden for en givet område.[34] Indekset bruges også i studier af klimaændringerne.[33]
Termisk klassifikationer inden for Thornthwaite ordningen omfatter microthermal, mesothermal, og megathermal regimer. En microthermal klima er et af lave årsmiddeltemperatur, normalt mellem 0 ° C (32 ° F) og 14 ° C (57 ° F), der oplever korte somre og har en potentiel fordampning mellem 14 centimeter (5,5 i) og 43 cm ( 17 i).[35] En mesothermal klima mangler vedvarende varme eller vedvarende kulde, med potentielle fordampning på mellem 57 cm (22 ") og 114 cm (45 i).[36] En megathermal klima er ét med vedvarende høje temperaturer og rigelige regnmængder , med potentielle årlige fordampning på over 114 centimeter (45 in).[37] [edit] Record [edit] Moderne Instrumental temperatur referat af de sidste 150 år Se også: Instrumental temperatur rekord , og satellit temperaturmålinger
Nærmere oplysninger om de moderne klima rekord er kendt gennem udtagning af målinger fra sådant et vejr instrumenter som termometre, barometre, og anemometre løbet af de sidste par århundreder. De instrumenter, der anvendes til at undersøge vejrforhold i løbet af de moderne tidshorisont, kendte fejl, deres nærmiljø, og deres eksponering har deres ændret sig gennem årene, som skal overvejes, når studere klima århundreder tidligere.[38] [edit] Paleoclimatology Uddybende artikel: Paleoclimatology
Paleoclimatology er studiet af fortidens klima over en stor periode af Jordenshistorie. Det bruger dokumentation fra iskapper, træringe, sedimenter, koral og sten til at bestemme fortiden klimaets tilstand. Det viser perioder med stabilitet og perioder med forandring og kan oplyse, om ændringer følge mønstre såsom regelmæssige cykler.[39] [edit] Klimaændringer Variationer i CO2, temperatur og støv fra Vostok iskernen i løbet af de seneste 450 tusind år Se også: Klimaændringer, Global opvarmning, temperatur rekord, og Attribution af de seneste klimaændringer
Klimaændringer er variationen i globale eller regionale klima over tid. Det afspejler ændringer i den variabilitet eller gennemsnitlige tilstand af atmosfæren over tid skalaer fra årtier til millioner af år. Disse ændringer kan være forårsaget af processer internt i Jorden, eksterne kræfter (f.eks variationer i sollys intensitet) eller nyere, menneskelige aktiviteter.[40]
I de seneste brug, især i forbindelse med miljøpolitikken, udtrykket "klimaændringer" ofte kun henviser til ændringer i moderne klima, herunder stigningen i gennemsnitlige overfladetemperatur temperatur kendt som den globale opvarmning. I nogle tilfælde sigt er også brugt med en formodning om menneskelig årsagssammenhæng, som i FN's rammekonvention om klimaændringer (UNFCCC). UNFCCC bruger "klimavariationer" for ikke-menneskelige forårsaget variationer.[41]
Jorden har gennemgået den periodiske klimaskift i fortiden, herunder fire store istider. Disse består af istider, hvor betingelserne er koldere end normalt, adskilt af mellemistider perioder. Ophobningen af sne og is i løbet af en istid, øger overfladen albedo, hvilket afspejler mere af solens energi i rummet og vedligeholde en lavere atmosfærisk temperatur. Stigninger i drivhusgasser, såsom ved vulkansk aktivitet, kan øge den globale temperatur og producere en mellemistid. Foreslået årsager til istiden perioder omfatter holdninger kontinenter, variationer i Jordens bane, ændringer i solens output, og vulcanism.[42]
Klimamodellerne
Klimamodeller bruge kvantitative metoder til at simulere vekselvirkninger mellem atmosfæren,[43] oceanerne, jordoverfladen og is. De anvendes til mange forskellige formål fra studie af dynamikken i vejret og klimaet system til prognoser for fremtidens klima. Alle klimamodeller balance, eller næsten balance, indkommende energi kortbølge (herunder synligt) elektromagnetisk stråling til jorden med udgående energi, så længe bølge (infrarød) elektromagnetisk stråling fra jorden. Enhver ubalance medfører en ændring i den gennemsnitlige temperatur på jorden.
Den mest omtalte anvendelser af disse modeller i de seneste år har været deres anvendelse at udlede konsekvenserne af stigende drivhusgasser i atmosfæren, primært kuldioxid (se drivhusgas). Disse modeller forudsiger en opadgående tendens i den globale gennemsnitlige overfladetemperatur, med den mest kraftige stigning i temperatur, der projiceres for de højere breddegrader på den nordlige halvkugle.
Modeller kan variere fra forholdsvis enkle til temmelig komplekse:
- Simple strålevarme overføre model, der behandler jorden som et enkelt punkt og gennemsnit udgående energi
- dette kan udvides vertikalt (radiative-konvektive modeller), eller vandret
- Endelig (koblede) atmosfære-ocean-havis globale klimamodeller discretise og løse det fulde ligninger for masse og energi overførsel og strålende udveksling.
