Автор Тема: Классификации климата, их преимущества и недостатки  (Прочитано 3241 раз)

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Хотелось бы затронуть такую важную тему, как климатические классификации. Поскольку климатические величины изменяются в непрерывном диапазоне, суть таковых классификаций - разграничение местностей по воздействию климатических факторов на сухопутные (и иногда морские) экосистемы, а также на хозяйственную деятельность человека. Одними из наиболее подробных классификаций климата на сегодняшний день являются классификации Кеппена и Треварты. Именно их хотелось бы рассмотреть подробнее в первую очередь.
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Начнем с классификации Кеппена:

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%BA%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%B2_%D0%9A%D1%91%D0%BF%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B0

Группа зон А: влажный тропический климат.

Средняя температура каждого месяца выше 18°С.

Af — влажный экваториальный климат. Среднее количество осадков каждого месяца более 60 мм.
Am — муссонный климат. Среднее количество осадков самого сухого месяца менее 60 мм, но больше чем [100 – ср. кол-во осадков за год/25].
Aw — климат саванн с сухой зимой. Среднее количество осадков самого сухого месяца менее 60 мм, и меньше чем [100 – ср. кол-во осадков за год/25].
As — климат саванн с сухим летом. Среднее количество осадков самого сухого месяца менее 60 мм, и меньше чем [100 – ср. кол-во осадков за год/25].
Главным образом располагается на уровне экватора (Малайский архипелаг, север Южной Америки и Центральная Африка). Также распространён в Центральной Америке, Индостане и Индокитае. Небольшую территорию занимает на севере Австралии, и Мадагаскаре.


Группа зон В: сухой климат.

Зоне В характерно незаметное количество осадков или их полное отсутствие. Здесь эвапотранспирация превышает количество осадков за год.

Для определения типа климата используется следующая формула:

1) Средняя годовая температура (в градусах Цельсия) умножается на 20.

2) До полученного значения добавляется:

a) 280, если более 70% осадков за год выпадает в тёплый период (апрель - сентябрь, в северном полушарии, октябрь - март - в южном);

b) 140, если в этот период выпадает от 30% до 70% осадков;

c) 0, если менее 30%.

3) Если годовое количество осадков составляет меньше половины полученного значения, то климат классифицируется как BW (аридный)

Если годовое количество осадков составляет больше половины полученного значения, но меньше полного значения, то климат классифицируется как BS (семиаридный)

Третья буква характеризует температуру. Если среднее значение температуры за год составляет более 18°С, то используется буква h. Если менее 18°С, то используется буква k.

BWh — жаркий аридный климат.
BWk — холодный аридный климат.
BSh — жаркий семиаридный климат.
BSk — холодный семиаридный климат.
Жаркий аридный и семиаридный климат в основном расположен в Сахаре, Передней Азии и внутренних территориях Австралии. Также занимает территории на юге Африки (Намиб и Калахари), Сомали, в Мексике (Чиуауа) и США (Сонора).

Холодный аридный и семиаридный климат распространён в Средней Азии, Китае (Гоби), Южной Америке (Атакама и Патагонская пустыня) и центральных штатах США


Группа зон С: умеренный климат.

Средняя температура самого холодного месяца выше 0°С и ниже 18°С. Как минимум один месяц имеет среднюю температуру выше 10°С.

Вторая буква характеризует соотношение количества осадков в холодный и тёплый период.

w (сухая зима) — количество осадков самого сухого зимнего месяца составляет 1/10 от количества осадков самого влажного летнего месяца.

s (сухое лето) — количество осадков самого сухого летнего месяца составляет 1/3 от количества осадков самого влажного зимнего месяца.

f (без сухого сезона) — ни одно из условий выше не выполнено.

Третья буква характеризует температуру.

a (жаркое лето) — средняя температура самого жаркого месяца выше 22°С.

b (тёплое лето) — средняя температура самого жаркого месяца ниже 22°С, средняя температура как минимум 4 месяцев в году составляет выше 10°С.

c (прохладное лето) — средняя температура менее 4 месяцев составляет выше 10°С.

Cwa, Cfa — субтропический океанический климат.
Cwb, Cfb — умеренный морской климат.
Cwc, Cfc — субарктический морской климат.
Csa, Csb, Csc — средиземноморский климат.
Субтропический климат занимает обширные территории на юге Африки и юго-востоке США, Китая и Южной Америки.

Морской климат расположен в Западной Европе, Новой Зеландии, юге Африки, и юго-восточном побережье Австралии.

Средиземноморский климат распространён в Южной Европе и западном побережье США


Группа зон D: континентальный климат.

Средняя температура самого холодного месяца ниже 0°С. Как минимум один месяц имеет среднюю температуру выше 10°С.

Вторая и третья буквы группы D идентичны группе C.

В группе континентальных климатов используется также третья буква d. Она характеризуется средними температурами самого холодного месяца ниже -38°С.

Dwa, Dwb, Dfa, Dfb, Dsa, Dsb — умеренный (влажный) континентальный климат.
Dwc, Dwd, Dfc, Dfd, Dsc, Dsd — субарктический континентальный климат.
Континентального климата в Южном полушарии нет из-за отсутствия больших территорий на 50-х и 60-х параллелях южной широты.

Умеренный континентальный климат распространён в Центральной и Восточной Европе и северо-востоке США.

Субарктический континентальный климат расположен в России, Канаде и Северной Европе.


Группа зон E: арктический климат.

Средняя температура самого тёплого месяца ниже 10°С.

Эта группа состоит из двух типов климата:

ET — климат тундры, средняя температура как минимум одного месяца выше 0°С и ниже 10°С.

EF — климат постоянного мороза, средняя температура каждого месяца ниже 0°С.

Климат тундры занимает территории Канадского Арктического Архипелага, Исландии, западного побережья Гренландии, севера России и вершин многих горных систем.

Климат постоянного мороза распространён в Гренландии и Антарктиде.
« Последнее редактирование: 02 Август 2020, 22:57:30 от Coltan »
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Навскидку хочу отметить один недостаток данной классификации, применимый конкретно к России - на мой взгляд, граница между субарктическим (Dfc/Cfc) и умеренно-континентальным (Dfb) климатом должна базироваться на сумме активных температур (САТ) или быть близкой к этому, а не на основе продолжительности периода со среднеклиматической выше +10. А то Хатангу придется ставить в одну климатическую зону с некоторыми районами Южной Сибири, где пусть и довольно хилое, но даже земледелие возможно.

Например, вот так (один из возможных вариантов отнесения климата к Dfc/Cfc):

-продолжительность периода с Тср выше +10 от 30 до 90 суток, если температура самого теплого месяца выше +18 и до +22

-продолжительность периода с Тср выше +10 не более 100 суток, если температура самого теплого месяца от +16 до +18

-продолжительность периода с Тср выше +10 не более 110 суток, если температура самого теплого месяца от +14 до +16

-продолжительность периода с Тср выше +10 не более 120 суток, если температура самого теплого месяца от +12 до +14

-продолжительность периода с Тср выше +10 не более 130 суток, если температура самого теплого месяца от +10 до +12

При превышении длительности теплых сезонов свыше указанных критериев переклассифицировать климат в умеренно-континентальный (Dfb)

Это конечно чисто гипотетический вариант, но в общем как-то так, задумка ясна.
« Последнее редактирование: 03 Август 2020, 01:03:31 от Coltan »
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Один из главных недостатков системы Кеппена, на мой взгляд - отсутствие разделения умеренных климатов на  "теплый" умеренный и "прохладный" умеренный. Отличие первого от второго в том, что несмотря на неблагоприятные условия для тропических видов в зимний период, активная вегетация в первом зимой все же возможна, в отличие от второго.

Граница между теплым и прохладным умеренным типами климатов должна имхо проходить по изотерме самого холодного месяца 7 градусов по Цельсию. Это величина, ниже которой вегетация большинства видов растений замедляется до пренебрежимо малой, как оценивается например тут (границу полной остановки вегетации там принимают за 5 градусов)

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17550870802273411

Цитировать
for a plant to really grow sufficient amounts of new tissue and to survive, it may require temperatures slightly warmer than 5 °C. At a full season scale, warm (> 10  °C) and cold periods contribute to the mean isotherm found at treelines (6.6 °C), a threshold that is not of the same nature as the instantaneous growth responses discussed here. At some subtropical and tropical treelines that have no growing season limits, the treeline is in fact found at 5 °C
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Онлайн Paxan96

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6478
    • Просмотр профиля
Coltan
Согласен ведь как тогда характеризовать климат Якутии с длительной холодной зимой но относительно коротким и тёплым летом

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Другой недостаток данной классификации (да и вообще большинства классификаций) - отсутствие учета некоторых климатообразующих факторов, которые могут иметь большое локальное и даже мезорегиональное значение. В первую очередь речь идет о туманах и о их вкладе в годовые суммы фактических осадков. В регионах с высокой повторяемостью туманов некоторые растения научились конденсировать его из воздуха, после чего капли влаги попадают в почву.

https://en.wikipedia.org/wiki/Fog_drip

https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ecs2.1364

В этом исследовании эквивалентное количество осадков в виде тумана в отдельные дни достигало до 30мм!

Цитировать
Thus, the period between the last winter rainfall and the time when soils had dried below −1.5 MPa was extended from ~2 weeks without fog drip (outside the canopy) to ~15 weeks with fog drip (inside the canopy)




И здесь возникает проблема, к какому климату относить регионы с большими значениями "туманопада"? С одной стороны, к средиземноморскому их не отнесешь - влага летом поступает, а с другой - относить ко влажному (Cfb/Cfa) тоже проблема - далеко не все растения (точнее говоря, растительные сообщества) умеют эффективно использовать этот источник влаги.

Фактор "туманопадов" имеет большое значение на побережье Калифорнии (без него калифорнийские секвойевые леса явно не смогли бы выжить), в Атакаме (при полном отсутствии осадков - вегетация на вершинах прибрежных холмов и гор), а также в горных "облачных лесах" по всему миру. Подобные регионы неплохо было бы выделить в отдельную категорию.

На вегетацию также влияет средняя скорость ветра  (сильные ветра понижают эффективную температуру) но об этом - попозже.
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Онлайн Roman A.

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 23
    • Просмотр профиля
Coltan

Спасибо. Вы создали очень интересную тему. Классификации Кёппена и Треварты действительно весьма подробные и популярные, но не лишены недостатков, прежде всего условностей, свойственных любым таким классификациям.

Например:
Af — влажный экваториальный климат. Среднее количество осадков каждого месяца более 60 мм.
Am — муссонный климат. Среднее количество осадков самого сухого месяца менее 60 мм, но больше чем [100 – ср. кол-во осадков за год/25].
Aw — климат саванн с сухой зимой. Среднее количество осадков самого сухого месяца менее 60 мм, и меньше чем [100 – ср. кол-во осадков за год/25].
As — климат саванн с сухим летом.




     Разграничение между климатами Af, Aw и Am произведено по неким формальным признакам, без учёта генезиса того или иного типа климата. Например, климат Af занимает довольно большую часть Африки и Южной Америки, но по факту ITCZ (внутритропическая зона конвергенции) над континентами мигрирует с севера на юг очень сильно вслед за солнцем (к примеру, местами достигая 25-й северной широты летом северного полушария), поэтому так или иначе фактически любая точка в континентальной зоне Af хотя бы на некоторое время выпадает из зоны экваториальных воздушных масс, однако если условие более 60 мм выполнено, то климат места остаётся Af, хотя генетически он является Aw (экваториальные воздушные массы сменяются на более сухие тропические ("пассатные" и на уровне осадков это сказывается, просто выполняется условие 60 мм). Близкий к истинному экваториальному климат возможен только там, где ITCZ в своей годовой миграции слабо отклоняется от среднегодового положения, то есть в основном только над акваторией океанов. Наиболее чётко выражен такой климат, как ни странно, в Полинезии, на 5-25 ю.ш., значительно южнее экватора, в зоне действия SPCZ (южнотихоокеанская зона конвергенции, рукав ITCZ, отклоняющийся далеко к югу).   
     Или другой пример, много точек, обозначенных на карте как Aw климат, генетически являются именно муссонным климатом, так как их влажный сезон приносится именно летним муссонном, в то время как на Американском континенте, как в Северной, так и южной Америке, муссонного климата в классическом понимании (то есть смены ветра на противоположный по вектору) нет.
     Выделение же климата As с сухим летним сезоном - это нелепица, где интересно в тропической зоне есть такой?
     
     Считаю, что в будущих классификациях климата должны быть учтены многие характерные для тех или иных местностей нюансы, пусть даже во избежание условностей пришлось бы выделять больше подтипов климатов.     


Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Выделение же климата As с сухим летним сезоном - это нелепица, где интересно в тропической зоне есть такой?

Ну имхо в Индии есть. Хотя насчет того, что деление чисто символическое - согласен.
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Касаемо распределения осадков по сезонам - хотелось бы выделить помимо существующих четвертый тип распределения - Аризонский. В нем большую часть года осадков выпадает в достаточном количестве, за исключением весны и первой половины лета. Во вторую половину лета осадков выпадает достаточно много благодаря муссону с Калифорнийского залива. Таким образом, для первой половины характерна засушливость, как в средиземноморском климате, а для второй половины она нехарактерна. Именно такой климат наблюдается на плато Моголльон, и в частности во Флагстаффе. Схожие тенденции прослеживаются в климате возвышенностей на границе Аризоны и Мексики, в частности в Ногалесе, хотя зимний период там более засушлив.
« Последнее редактирование: 16 Август 2020, 22:02:19 от Coltan »
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Онлайн Roman A.

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 23
    • Просмотр профиля
Выделение же климата As с сухим летним сезоном - это нелепица, где интересно в тропической зоне есть такой?

Ну имхо в Индии есть. Хотя насчет того, что деление чисто символическое - согласен.

Всё же, думаю, всю Индию можно смело относить к муссонному климату Am, Индостан - одно из тех мест, где муссонная циркуляция выражена лучше всего на планете.

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
На этой подробной карте As вообще отсутствует как таковой.

http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Онлайн Roman A.

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 23
    • Просмотр профиля
Касаемо распределения осадков по сезонам - хотелось бы выделить помимо существующих четвертый тип распределения - Аризонский. В нем большую часть года осадков выпадает в достаточном количестве, за исключением весны и первой половины лета. Во вторую половину лета осадков выпадает достаточно много благодаря муссону с Калифорнийского залива. Таким образом, для первой половины характерна засушливость, как в средиземноморском климате, а для второй половины она нехарактерна. Именно такой климат наблюдается на плато Моголльон, и в частности во Флагстаффе. Схожие тенденции прослеживаются в климате возвышенностей на границе Аризоны и Мексики, в частности в Ногалесе, хотя зимний период там более засушлив.

Согласен, что тип климата Am следует разделить на подгруппы. Ведь муссонный климат не одинаков в разных точках Земли. Тот же климат Бомбея отличается от климата Дели, а муссонный климат Западной Африки своеобразен, свою лепту вносит холодное Бенгельское течение, в Северной Америке опять же свои нюансы. 

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Roman A.

Ну поскольку наличие сухого сезона - характерная черта тропического муссонного климата, то тут критерием различия должен быть месяц с наибольшей нормой осадков. Если норма самого влажного месяца ниже определенного предела, то тогда такой климат будет "саванновый", а если выше, то классический муссонный.
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Климаты с аризонским распределением осадков для большей ясности обозначать логично как Daa/Dab/Dac - континентальные; Caa/Cab/Cac - умеренные.
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Онлайн Roman A.

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 23
    • Просмотр профиля
Coltan
Если норма самого влажного месяца ниже определенного предела, то тогда такой климат будет "саванновый", а если выше, то классический муссонный.

Это, считаю, как раз и есть те условности, которых следует избегать при построении климатической классификации. Эти условности не учитывают генезис климата, его происхождение. Сухой сезон есть и в муссонном климате, и в "климате саванн", но в первом случае он больше связан именно с муссонной циркуляцией, а во втором - с сезонным перемещением зоны конвергенции, таким образом генетически климаты разнятся, что, как я считаю, обязательно должно отражаться в классификации.

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Ну в любом случае неясностей остается много - взять тот же средиземноморский климат на Эфиопском плато - хотя там только субтропический горный быть должен.
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Онлайн Roman A.

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 23
    • Просмотр профиля
Coltan

Фактор "туманопадов" имеет большое значение на побережье Калифорнии (без него калифорнийские секвойевые леса явно не смогли бы выжить), в Атакаме (при полном отсутствии осадков - вегетация на вершинах прибрежных холмов и гор), а также в горных "облачных лесах" по всему миру. Подобные регионы неплохо было бы выделить в отдельную категорию.

 Да. Климат Атакамы и пустыни Намиб очень своеобразен, очень мягок для тропической пустыни, чтобы просто выделять его в BWk или BWh. Например в местечке Уолфиш-Бей в Намибии, 22 ю.ш., 7 м над у.м., даже в летние месяцы средние суточные максимумы составляют всего +19+20 градусов.

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Да. Климат Атакамы и пустыни Намиб очень своеобразен, очень мягок для тропической пустыни, чтобы просто выделять его в BWk или BWh. Например в местечке Уолфиш-Бей в Намибии, 22 ю.ш., 7 м над у.м., даже в летние месяцы средние суточные максимумы составляют всего +19+20 градусов.

В расширенных версиях классификации есть подгруппа BWn/BSn как раз для похожих климатов, но это немного не то - горную столицу Йемена тоже туда иногда включают. Нужна именно отдельная категория для климатов со значительным вкладом туманов в годовые нормы осадков.
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Оффлайн Coltan

  • Модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2352
  • Самарская область
    • Просмотр профиля
Глобальная карта классификации Треварты. Некоторые косяки видны сразу - "океанический" климат Патагонии и области средиземноморского климата в центре Сахары.

« Последнее редактирование: 16 Август 2020, 23:36:44 от Coltan »
http://www.pogodaiklimat.ru/mf/index.php?topic=62.msg85718#msg85718 - изменения в правилах форума

Оффлайн Tuskarilla

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 765
  • с. Мессажай, Туапсинский район
    • Просмотр профиля
Я бы обратил внимание почтенной публики, а, собственно, для чего нужна классификация климата, ну кроме сугубо узкого интереса метеорологов и просто интереса.

1) Сельское хозяйство. Позволяет районировать культуры согласно типу климата. И тут может быть совершенно не важно, скажем, что зимой лютые карачуны, главное чтобы лето было достаточно теплым. Соответственно важность приобретают:

Сумма активных температур

К примеру

Цитировать
Применение в сельском хозяйстве. Потребность некоторых культур в тепле (сумма активных температур выше 10 °C): яровая Пшеница — 1200—1700, в зависимости от сорта; Ячмень — 960—1450; Овёс — 1000—1600; Просо — 1410—1950; Гречиха — 1200—1400; Кукуруза — 1100—2900; Подсолнечник — 2000—2300; Картофель — 1200—1800.

https://firstgrapes.ru/stati/poleznyj-material/132-summa-aktivnykh-temperatur

Увлажнение. Коэффициент увлажнения - отношение суммы осадков к сумме испаряемого количества воды. Если увлажнение преобладает, выращивать полевые культуры становится сложно.

Зона морозостойкости. Имеет значение для озимых культур и садоводства. Часто не учитывается вероятность возвратных заморозков.

2) Строительство и ЖКХ. Нормы закладки фундаментов, толщины стен, материалов стен и так далее. Нужно учитывать особенности зимнего периода, промерзания грунтов, количества осадков.

3) Комфортная среда для жизни. Образно говоря, какой смысл городить что-то масштабное для проживания большого числа людей на территориях, мало приспособленных для такого. Скажем, переход на вахтовые методы, если нужно вести добычу полезных ископаемых и так далее.

4) Смежные науки. Экология, биология итд. Скажем, изучение распределения биоценозов, инвазии видов и так далее.