Альпийский климат - Alpine climate
Альпийский климат типичный Погода (климат ) для регионов выше линия дерева. Этот климат также называют горный климат или же горный климат.
Определение
Есть несколько определений альпийского климата.
Одно простое определение - это климат, из-за которого деревья не могут расти из-за холода.
в Классификация климатов Кеппена, альпийский и горный климат входят в группу E, вместе с полярный климат, где ни один месяц не имеет среднего температура выше 10 ° C (50 ° F).[1]
Согласно Зона жизни Холдриджа В системе существует два горных климата, препятствующих росту деревьев:
а) собственно альпийский климат, возникающий при среднем значении биотемпература температуры помещения составляет от 1,5 до 3 ° C (от 34,7 до 37,4 ° F). Альпийский климат в системе Холдридж примерно соответствует самому теплому климату. тундра климат (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 и климат 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
Температурный профиль атмосферы является результатом взаимодействия между радиация и конвекция. Солнечный свет в видимый спектр ударяется о землю и нагревает ее. Затем земля нагревает воздух на поверхности. Если радиация были единственным способом передачи тепла от земли в космос, парниковый эффект Количество газов в атмосфере будет поддерживать температуру земли примерно 333 К (60 ° C; 140 ° F), а температура будет экспоненциально спадать 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 конвекция. Конвекция приходит в состояние равновесия, когда воздушный шарик на заданной высоте имеет такую же плотность, как и его окружение. Воздух - плохой проводник тепла, поэтому частицы воздуха будут подниматься и опускаться без теплообмена. Это известно как адиабатический процесс, имеющий характерную кривую давление-температура. При понижении давления температура понижается. Скорость снижения температуры с увеличением высоты известна как адиабатический градиент, что составляет примерно 9,8 ° C на километр (или 5,4 ° F на 1000 футов) высоты.[3]
Наличие воды в атмосфере усложняет процесс конвекции. Водяной пар содержит скрытые теплота испарения. Когда воздух поднимается и охлаждается, он в конечном итоге становится насыщенный и не может удерживать количество водяного пара. Водяной пар конденсируется (образуя облака ), и выделяет тепло, которое изменяет погрешность сухой адиабатический градиент к влажный адиабатический градиент (5,5 ° C на километр или 3 ° F на 1000 футов).[4] Фактическая скорость задержки, называемая экологическая погрешность, не является постоянной величиной (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 ° широта ) к полюсу.[7] Однако это соотношение является приблизительным, поскольку местные факторы, такие как близость к океаны, может кардинально изменить климат.[8] По мере увеличения высоты основная форма осадки становится снег и ветры увеличивать. Температура продолжает падать, пока тропопауза, на высоте 11000 метров (36000 футов), где он не уменьшается дальше. Это выше самого высокого саммит.
Распределение
Хотя эта классификация климата охватывает лишь небольшую часть поверхности Земли, альпийский климат широко распространен. Они присутствуют в Гималаи, то Тибетское плато, Ганьсу, Цинхай, то Альпы, то Пиренеи, то Кантабрийские горы и Сьерра-Невада в Евразия, то Анды в Южная Америка, то Сьерра-Невада, то Каскадные горы, то скалистые горы, то Аппалачи, а Транс-мексиканский вулканический пояс в Северная Америка, то Южные Альпы в Новая Зеландия, то Снежные горы в Австралия, высокие возвышенности в Атласские горы и Восточное нагорье из Африка, а центральные части Борнео и Новая Гвинея и саммит Мауна-Лоа в Тихий океан.
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 ° северной широты в Швеции,[9] пока на Гора Килиманджаро в Африке линия деревьев находится на высоте 3950 метров (12 960 футов).[9]
Месячная изменчивость
Изменчивость альпийского климата в течение года зависит от широты местности. Для тропических океанических мест, таких как вершина Мауна-Лоа, эл. 13679 футов (4169 м), температура примерно постоянна в течение года:
| Климатические данные для обсерватории на склонах Мауна-Лоа (1961–1990), 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) |
| Средний осадки дюймы (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] | |||||||||||||
Для мест на средних широтах, например Гора Вашингтон в Нью-Гемпшир, температура меняется в зависимости от сезона, но никогда не бывает очень тепло:
| 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) |
| Средний осадки дюймы (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 (2,460) |
| 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 |
| Средние снежные дни (≥ 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 |
| Среднемесячный солнечные часы | 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 |
| Процентов возможный солнечный свет | 32 | 36 | 34 | 35 | 37 | 33 | 31 | 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] | |||||||||||||
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Макнайт, Том Л; Гесс, Даррел (2000). «Климатические зоны и типы: система Кеппена». Физическая география: оценка ландшафта. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall. стр.235–7. ISBN 978-0-13-020263-5.
- ^ Луго, А. Э. (1999). «Зоны жизни Холдриджа на границе Соединенных Штатов в связи с картированием экосистемы». Журнал биогеографии. 26 (5): 1025–1038. Дои:10.1046 / j.1365-2699.1999.00329.x. Получено 27 мая 2015.
- ^ а б Гуди, Ричард М .; Уокер, Джеймс К.Г. (1972). «Атмосферные температуры» (PDF). Атмосфера. Прентис-Холл.
- ^ «Сухая адиабатическая задержка». tpub.com. Архивировано из оригинал на 2016-06-03. Получено 2016-05-02.
- ^ «Адиабатический градиент в химии атмосферы». Скорость адиабатической задержки. Золотая книга. ИЮПАК. 2009. Дои:10.1351 / goldbook.A00144. ISBN 978-0-9678550-9-7.
- ^ Доммаш, Даниэль О. (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 оригинал (PDF) на 2011-08-25. Цитировать журнал требует
| журнал =(помощь) - ^ «Факторы, влияющие на климат». Сеть по изменению окружающей среды Соединенного Королевства. Архивировано из оригинал на 2011-07-16.
- ^ а б Кёрнер, Ч (1998). «Переоценка позиций высотных линий деревьев и их объяснение» (PDF). Oecologia. 115 (4): 445–459. Bibcode:1998 Oecol.115..445K. CiteSeerX 10.1.1.454.8501. Дои:10.1007 / s004420050540. PMID 28308263. S2CID 8647814.
- ^ «Период записи ежемесячных сводок климата». НАБОР НА СКЛОНЕ МАУНА ЛОА, ГАВАИИ. NOAA. Получено 2012-06-05.
- ^ "MAUNA LOA SLOPE OBS 39, HAWAII Период регистрации общих климатических данных - Температура". Западный региональный климатический центр. Получено 20 мая 2019.
- ^ "NOWData - онлайн-данные о погоде NOAA". Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Получено 19 июня, 2013.
- ^ "Название станции: NH MT WASHINGTON". Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Получено 9 июн 2014.
- ^ "Климатические нормы ВМО для горы Вашингтон, 1961–1990 гг.". Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Получено 9 июн 2014.
- ^ «Обсерватория Маунт Вашингтон: нормальные, средние и экстремальные». Обсерватория Маунт Вашингтон. Получено 7 августа 2010.
- ^ "Погода сегодня на вершине горы Вашингтон". Обсерватория Маунт Вашингтон. 14 января 2013. Архивировано из оригинал 15 января 2013 г.