Альпийский климат - это типичная погода ( климат ) для регионов, расположенных выше линии деревьев . Этот климат также называют горным или высокогорным .
Определение [ править ]
Есть несколько определений альпийского климата.
Одно простое определение - это климат, из-за которого деревья не могут расти из-за холода.
В классификации климата Кеппена альпийский и горный климат являются частью группы E , наряду с полярным климатом , где ни в одном месяце средняя температура не превышает 10 ° C (50 ° F). [1]
Согласно системе жизненных зон Холдриджа , существует два горных климата, которые препятствуют росту деревьев:
а) собственно альпийский климат, который возникает, когда средняя биотемпература местности составляет от 1,5 до 3 ° C (от 34,7 до 37,4 ° F). Альпийский климат в системе Холдридж примерно эквивалентен самому теплому климату тундры (ET) в системе Кеппен.
б) альварский климат, самый холодный горный климат, поскольку биотемпература составляет от 0 ° C до 1,5 ° C (биотемпература никогда не может быть ниже 0 ° C). Это более или менее соответствует наиболее холодному климату тундры, а также климату ледяной шапки (EF).
Холдридж рассуждал, что чистая первичная продуктивность растений прекращается, когда растения переходят в состояние покоя при температурах ниже 0 ° C (32 ° F) и выше 30 ° C (86 ° F). [2] Поэтому он определил биотемпературу как среднее значение всех температур, но со всеми температурами ниже нуля и выше 30 ° C, доведенными до 0 ° C; то есть сумма ненастроенных температур делится на количество всех температур (включая как настроенные, так и ненастроенные).
Причина [ править ]
Температурный профиль атмосферы является результатом взаимодействия излучения и конвекции . Солнечный свет видимого спектра падает на землю и нагревает ее. Затем земля нагревает воздух на поверхности. Если бы радиация была единственным способом передачи тепла от земли в космос, парниковый эффект газов в атмосфере поддерживал бы температуру земли примерно на уровне 333 К (60 ° C; 140 ° F), а температура экспоненциально снижалась бы с высотой. [3]
Однако когда воздух горячий, он имеет тенденцию расширяться, что снижает его плотность. Таким образом, горячий воздух имеет тенденцию подниматься и передавать тепло вверх. Это процесс конвекции . Конвекция приходит в равновесие, когда воздушный шарик на заданной высоте имеет такую же плотность, как и его окружение. Воздух плохо проводит тепло, поэтому воздушные частицы будут подниматься и опускаться без теплообмена. Это известно как адиабатический процесс , который имеет характерную кривую давление-температура. При понижении давления температура понижается. Скорость снижения температуры с высотой известна как адиабатический градиент , который составляет примерно 9,8 ° C на километр (или 5,4 ° F на 1000 футов) высоты. [3]
Наличие воды в атмосфере затрудняет процесс конвекции. Водяной пар содержит скрытую теплоту испарения . По мере того, как воздух поднимается и охлаждается, он в конечном итоге становится насыщенным и не может удерживать необходимое количество водяного пара. Водяной пар конденсируется (образуя облака ) и выделяет тепло, которое изменяет градиент от сухого адиабатического градиента до влажного адиабатического градиента (5,5 ° C на километр или 3 ° F на 1000 футов). [4] Фактическая погрешность, называемая погрешностью окружающей среды , не является постоянной (она может колебаться в течение дня или в зависимости от сезона, а также в зависимости от региона), но нормальная погрешность составляет 5,5 ° C на 1000 м (3,57 ° F на 1000 футов). ).[5] [6] Следовательно, подъем на 100 метров (330 футов) по горе примерно эквивалентен перемещению на 80 километров (50 миль или 0,75 ° широты ) к полюсу. [7] Это соотношение является лишь приблизительным, поскольку местные факторы, такие как близость к океанам , могут резко изменить климат. [8] По мере увеличения высоты основной формой осадков становится снег, а ветер усиливается. Температура продолжает падать до тропопаузы на высоте 11000 метров (36000 футов), где она больше не снижается. Это выше самой высокой вершины .
Распространение [ править ]
Хотя эта классификация климата охватывает лишь небольшую часть поверхности Земли, альпийский климат широко распространен. Они присутствуют в Гималаях , Тибетском плато , Ганьсу , Цинхае , Альпах , Пиренеях , Кантабрийских горах и Сьерра-Неваде в Евразии , Андах в Южной Америке , Сьерра-Неваде , Каскадных горах , Скалистых горах , Аппалачи и Транс-Мексиканский вулканический поясв Северной Америке , в Южных Альпах в Новой Зеландии , в Снежных горах в Австралии , высокие возвышенности в Атласских горах и Восточное нагорье в Африке и центральной части Борнео и Новой Гвинее и вершине Маун Лоа в Тихом океане .
Самая низкая высота альпийского климата резко меняется в зависимости от широты. Если альпийский климат определяется линией деревьев, то он находится на высоте 650 метров (2130 футов) на 68 ° с.ш. в Швеции [9], в то время как на горе Килиманджаро в Африке линия деревьев находится на высоте 3950 метров (12 960 футов). . [9]
Ежемесячная изменчивость [ править ]
Изменчивость альпийского климата в течение года зависит от широты местности. Для тропических океанических мест, таких как вершина Мауна-Лоа , отм. 13 679 футов (4 169 м), температура примерно постоянна в течение года:
| Климатические данные для обсерватории на склонах Мауна-Лоа (1961–1990 гг.), Экстремумы 1955–2012 гг. | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Месяц | Янв | Фев | Мар | Апр | Май | Июн | Июл | Авг | Сен | Октябрь | Ноя | Декабрь | Год |
| Рекордно высокая ° 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) |
| Средняя высокая ° 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) |
| Средняя низкая ° 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) |
| Рекордно низкая ° 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) |
| Среднее количество осадков в дюймах (мм) | 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) |
| Средний снегопад в дюймах (см) | 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) |
| Среднее количество дней с осадками (≥ 0,01 дюйма) | 4 | 5 | 6 | 5 | 4 | 3 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 4 | 55 |
| Источник: NOAA, [10] WRCC [11]. | |||||||||||||
В местах средних широт, таких как гора Вашингтон в Нью-Гэмпшире , температура меняется в зависимости от сезона, но никогда не становится очень высокой:
| Климатические данные для горы Вашингтон (Нью-Гэмпшир), отм. 6267 футов (1910,2 м) возле вершины | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Месяц | Янв | Фев | Мар | Апр | Май | Июн | Июл | Авг | Сен | Октябрь | Ноя | Декабрь | Год |
| Рекордно высокая ° 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) |
| Средняя высокая ° 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) |
| Среднесуточное значение ° 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) |
| Средняя низкая ° 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) |
| Рекордно низкая ° 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) |
| Среднее количество осадков в дюймах (мм) | 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) |
| Средний снегопад в дюймах (см) | 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) |
| Среднее количество дней с осадками (≥ 0,01 дюйма) | 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 |
| Среднее количество снежных дней (≥ 0,1 дюйма) | 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 |
| Среднее количество солнечных часов в месяц | 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 |
| Процент возможного солнечного света | 32 | 36 | 34 | 35 год | 37 | 33 | 31 год | 30 | 34 | 37 | 29 | 30 | 33 |
| Источник 1: NOAA (нормы 1981–2010, вс 1961–1990) [12] [13] [14] | |||||||||||||
| Источник 2: крайности с 1933 г. по настоящее время [15] [16] | |||||||||||||
См. Также [ править ]
- Альпийское растение
- Климат Альп
Ссылки [ править ]
- ^ Макнайт, Том L; Гесс, Даррел (2000). «Климатические зоны и типы: система Кеппена» . Физическая география: оценка ландшафта . Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall. С. 235–7 . ISBN 978-0-13-020263-5.
- Перейти ↑ Lugo, AE (1999). «Зоны жизни Холдриджа на границе Соединенных Штатов по отношению к картированию экосистемы» . Журнал биогеографии . 26 (5): 1025–1038. DOI : 10.1046 / j.1365-2699.1999.00329.x . Проверено 27 мая 2015 года .
- ^ a b Гуди, Ричард М .; Уокер, Джеймс CG (1972). «Атмосферные температуры» (PDF) . Атмосфера . Прентис-Холл.
- ^ «Сухая адиабатическая задержка» . tpub.com. Архивировано из оригинала на 2016-06-03 . Проверено 2 мая 2016 .
- ^ "Адиабатический градиент в химии атмосферы" . Адиабатическая задержка . Золотая книга . ИЮПАК . 2009. DOI : 10,1351 / goldbook.A00144 . ISBN 978-0-9678550-9-7.
- ^ Dommasch, Daniel O. (1961). Аэродинамика самолета (3-е изд.) . Pitman Publishing Co., стр. 22.
- ^ "Горная среда" (PDF) . Всемирный центр мониторинга окружающей среды Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде. Архивировано из оригинального (PDF) 25 августа 2011 года. Cite journal requires
|journal=(help) - ^ «Факторы, влияющие на климат» . Сеть по изменению окружающей среды Соединенного Королевства. Архивировано из оригинала на 2011-07-16.
- ^ а б Körner, Ch (1998). «Переоценка положения высотных линий деревьев и их объяснение» (PDF) . Oecologia . 115 (4): 445–459. Bibcode : 1998Oecol.115..445K . CiteSeerX 10.1.1.454.8501 . DOI : 10.1007 / s004420050540 . PMID 28308263 . S2CID 8647814 .
- ^ «Период записи ежемесячных сводок климата» . НАБОР НА СКЛОНЕ MAUNA LOA, ГАВАИИ . NOAA . Проверено 5 июня 2012 .
- ^ «MAUNA LOA SLOPE OBS 39, HAWAII Период регистрации общих климатических обзоров - Температура» . Западный региональный климатический центр . Проверено 20 мая 2019 .
- ^ «NOWData - данные о погоде в Интернете NOAA» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 19 июня 2013 года .
- ^ "Название станции: NH MT WASHINGTON" . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 9 июня 2014 .
- ^ "Климатические нормы ВМО для горы Вашингтон, 1961–1990 гг." . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 9 июня 2014 .
- ^ «Обсерватория Маунт Вашингтон: нормальные, средние и экстремальные» . Обсерватория Маунт Вашингтон . Проверено 7 августа 2010 года .
- ^ «Погода сегодня на вершине горы Вашингтон» . Обсерватория Маунт Вашингтон. 14 января 2013 г. Архивировано из оригинала 15 января 2013 года .
