气候分类

通过答:约翰Arnfield 编辑历史

气候分类规范化的系统认识,澄清和简化气候地理区域之间的异同,以增强气候的科学认识。这样的分类方案依靠这种努力和组织大量的环境数据发现模式之间气候互动过程。所有这些分类是有限的因为没有两个领域都受到相同的物理或生物部队以完全相同的方式。创建一个单独的气候方案遵循一个基因或一个经验的方法。

一般考虑

的气候的区域综合环境条件(土壤、植被、天气等),占了上风,在很长一段时间。这个合成涉及气候变化的元素和测量的平均值(比如极端值和概率)。气候是一个复杂的、抽象的概念涉及的所有方面的数据地球的环境。因此,地球上没有任何国家比这两个地方可能有完全相同的气候。

然而,显而易见的是,在地球的限制区域,气候变化在有限的范围内,气候地区在一些明显的均匀性明显的气候模式的元素。此外,世界广泛分离的地区拥有相似的气候地理关系发生在一个区域的设置另一个相似之处。这种对称和组织的气候环境显示一个潜在的全球现象的规律和秩序造成的气候(如模式太阳辐射、植被、土壤、风,温度,空气质量)。尽管存在这种潜在的模式,建立一个准确和有用的气候计划令人生畏的的任务。

首先,气候是一个多维的概念,它不是一个明显的决定的许多观察到环境变量应该被选择作为分类的基础。必须做出这个选择的理由,实践和理论。例如,使用太多不同元素打开的可能性分类类别太多了会很容易解释,许多类别不对应的气候。此外,测量的许多元素世界的气候不适用于大面积或只收集了一小段时间。主要的例外是土壤、植被、温度、和降水数据,这更广泛可用的和长时间的记录。

变量的选择还取决于分类的目的(如占自然植被的分布,解释土壤形成流程或分类的气候在舒适性方面)。变量相关的分类将取决于这个目的,将阈值选择的变量值区分气候区。

第二个困难的结果通常逐渐自然气候的变化在地球表面的元素。除了在不同寻常的情况下由于山脉或海岸线、温度、降水等气候变量往往在距离变化缓慢。因此,气候类型倾向于不知不觉中改变一个移动地球表面上从一个地区到另一个地方。选择一组标准区分不同气候类型的另一个原因是因此相当于在地图上画一条线来区分气候地区拥有有另一种类型。虽然这是不不同于其他分类决策,一个人经常在日常生活中,我们必须始终记住,界限相邻气候区域放置任意连续通过地区,逐步改变,在这些边界远未定义的区域均匀的气候特点。

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大多数分类方案仅供全球——或大陆范围内的应用程序,定义区域的主要细分大陆数百到数千公里。这些可能被称为大气候。不仅会有缓慢的变化(从湿到干,热,冷,等等)。在这一地区的地理气候要素的梯度大陆该地区的一部分,但会存在中气候在这些地区与气候相关的过程发生在成千数百公里,规模是由海拔差异,边坡方面,身体的水,植被的差异,城市地区,等等。中气候,反过来,可以解决众多小气候,发生在尺度小于0.1公里(0.06英里),如森林、气候差异庄稼,和裸露的土壤,在不同深度植物树冠在不同深度的土壤,在不同的建筑物,等等。

这些限制,但气候分类的推广中扮演着重要角色的地理分布和气候之间的交互元素,各种气候上识别和气候影响的重要依赖现象,刺激搜索来确定气候的控制过程,作为一个教育工具,展示一些世界遥远地区的方式都是不同的,类似于自己的家乡。

气候分类方法

已知最早的气候分类也是的古典希腊次了。这些计划通常分为地球分为纬度的地区重要的相似之处的基础上0°,23.5°,66.5°的纬度(即赤道、巨蟹座和摩羯座的热带地区和北极和南极的圈子里,分别),在一天的长度。现代气候分类起源于19世纪中叶,首次出版的地图温度和降水在地球的表面,允许发展的气候分组,同时使用这两个变量的方法。

许多不同的分类方案气候已经设计了(100多),但他们可能广泛有区别的作为经验主义的或基因的方法。这种区别是基于用于分类数据的性质。实证的方法利用观测到的环境数据,比如温度、湿度,降水,或者简单的数量来自他们(如蒸发)。相比之下,一个遗传方法分类气候对其因果的基础元素,所有的活动和特征因素(空气质量、循环系统、方面,急流,太阳辐射,地形效应,等等),引起气候数据的时空模式。因此,虽然经验分类主要是描述性的气候,遗传方法是(或应该是)解释的。不幸的是,基因计划,而科学更可取的,本来就更难实现因为他们不使用简单的观察。因此,这样的计划都是不常见的,不太成功。此外,区域定义的两种类型的分类方案不一定对应;特别是,它并不少见类似气候形式产生的不同的气候过程组合在一起,许多常见的实验方案。

基因分类

基因分类组织气候的原因。这些方法中,可以区分三种类型:(1)的基础上地理气候因素,(2)基于表面能源预算,(3)派生的从空气质量分析。

在第一节课的计划(主要是德国的工作气候学家)气候分类根据纬向控制温度等因素,大陆性对与ocean-influenced因素,位置压力和风腰带,山的影响。这些分类都共享一个共同的缺点:他们定性,所以气候区域指定以主观的方式而不是一些严格的应用程序的结果区分公式。

方法基于一个有趣的例子能源地球表面的平衡是1970的分类维尔纳·h·Terjung美国地理学家。他对世界各地1000多个方法利用数据在网上接收太阳辐射的表面,可用能量蒸发水,可用能量取暖空气和地下。一年一度的模式分类根据最大能源输入,年度范围输入,一年一度的形状曲线,和几个月的负面情况(能源赤字)。的结合特征位置是由几个字母组成的一个标签定义的含义,和地区有类似的净辐射气候映射。

可能是最广泛使用的遗传系统,然而,是那些雇佣气团的概念。空气质量大的空气,原则上,具有相对同质的特性,温度、湿度、等等,在水平。天气对个人天可能解释这些特性和他们的对比方面。

两名美国geographer-climatologists在分类基础上最有影响力的空气质量。1951年阿瑟·n·特拉描述的定性分类的基础上,结合气团出现在一个给定的位置。几年后(1968和1970)约翰·e·奥利弗把这种类型的分类站稳脚跟提供了一个定量框架,指定特定的气团和气团组合为“主导”,“次属音,”或“季节性”在特定的位置。他还提供了一种识别气团月平均气温和降水量图的标注在“thermohyet图,”的过程排除不太常见的高空数据需要进行分类。

经验分类

大多数经验分类是那些寻求组织气候气候系统的基于一个或多个方面。尽管许多这样的现象已经以这种方式使用,自然植被是最重要之一。许多气候学家持有的观点是,自然植被的功能作为一个长期的气候区域的积分器;实际上,植被是一个工具测量气候以同样的方式温度计测量温度。其卓越是显而易见的事实很多教科书使用的名称和其他来源指的是气候的植物的例子,热带雨林针叶林,苔原。

Wladimir Koppen德国botanist-climatologist发达最受欢迎这些vegetation-based的(但不是第一)分类。他的目标是设计公式,定义气候边界以这样一种方式,对应的植被区,首次被映射在他有生之年。Koppen出版了他的第一个计划在1900年和1918年的修订版本。他继续修改分类体系,直到1940年去世。其他气候学家Koppen修改部分的程序的基础上,他们的经验在世界的各个部分。

Koppen的分类基于陆地气候细分为五个主要类型,是由大写字母a, B, C, D和e .每一种气候类型除了被定义为温度标准。B型指定的气候植被控制因素是干燥(而不是冷淡)。干旱并不是一个问题降水独自一人,但由降水之间的关系定义的输入土壤的植物生长和蒸发损失。由于蒸发是很难评估并不是传统的测量在气象站,Koppen被迫替换一个公式,表明干旱的temperature-precipitation指数(即蒸发被认为是由温度控制)。干燥的气候条件下分为干旱(BW)和半干旱(BS)亚型,和每一个可能有区别的进一步通过添加第三个代码,温暖(h)或冷(k)。

如上所述,温度定义了其他四个主要气候类型。这些细分,额外的信再次用于指定不同的亚型。输入一个气候最温暖的,是有区别的基础上降水的季节性:房颤(没有旱季),旱季(短),或Aw(冬季干燥季节)。E型最冷的气候,通常分为苔原(等)和雪/冰气候(EF)。的中间纬度C和D气候有第二封信,f(无旱季)或w(冬季干燥)或(夏天干燥),和第三个符号是a, b, c, D (D气候)的最后一个子类只存在为温暖的夏天或的冷淡冬天。尽管Koppen分类没有考虑高原气候地区的独特性,高原气候类别,或H气候,有时被添加到气候分类系统占海拔高于1500米(约4900英尺)。的表给出了1953年Koppen-Geiger-Pohl系统的具体标准。

根据修改后的主要气候类型分类Koppen-Geiger方案
文字符号
1日	2日	3日	标准
¹在上面的公式中,r是平均年降水总量(毫米)和t年平均温度(°C)。所有其他温度每月意味着(°C),和所有其他的沉淀量月平均总数(mm)。
²任何气候条件下满足指定的标准作为B类型分类,无论它的其他特征。
³今年夏天的一半被定义为几个月的助力的北半球和南半球的报导。
⁴大多数现代气候计划考虑高度的作用。高地区域已经从G.T. Trewartha,气候的介绍,4日。(1968)。
数据来源:改编自霍华德·j·Critchfield一般气候学,第4版。(1983),和贝拉皮,文学士芬雷森和助教麦克马洪,“世界地图更新Koppen-Geiger气候分类、“水文和地球系统科学、11:1633-44 (2007)。
一个			最酷的温度月18°C或更高
	f		沉淀在最干燥的一个月至少60毫米
	米		沉淀干燥月小于60毫米但等于或大于100 - (r / 25)¹
	w		沉淀在最干燥的一个月不到60毫米,不到100 - (r / 25)
B²			70%或更多的年降水量下降在今年夏天一半和r不到20 t + 280或70%或更多的年降水量下降一半在冬天和r不到20 t,今年都没有70%以上的年降水量和r不到20 t + 140³
	W		r是不到一半的上限分类作为B型(见上图)
	年代		r是低于上限分类为B型,但超过一半的数量
		h	t等于或大于18°C
		k	t小于18°C
C			最热的月温度大于或等于10°C,和温度冷的月不到18°C但是大于3°C
	年代		今年夏天一半的沉淀干燥月小于30毫米,不到三分之一的冬季降雨最多的一个月的一半
	w		降水在今年冬季的干燥月一半不到十分之一的夏季降雨最多的一个月的一半
	f		降水更均匀地分布在一年;年代和w满意的标准
		一个	温度最热的月22°C或以上
		b	温度的四个最热的几个月10°C以上但最热的月不到22°C
		c	温度一至三个月10°C以上但最热的月不到22°C
D			最热的月温度大于或等于10°C,和温度冷的月3°C或更低
	年代		与C型相同
	w		与C型相同
	f		与C型相同
		一个	与C型相同
		b	与C型相同
		c	与C型相同
		d	温度冷的月小于-38°C (d指定然后用来代替a、b或C)
E			温度最热的月不到10°C
	T		最热的月温度大于0°C,但不到10°C
	F		温度最热的月0°C以下
H⁴			温度和降水特征高度依赖于相邻的区域特征和整体elevation-highland气候可能发生在任何自由

Koppen分类在许多方面被批评。它一直认为,极端事件,比如一个周期干旱或一个不寻常的寒流一样重要在控制植被分布的平均条件Koppen的计划。也已经指出,其他因素比用于分类,如阳光风,是重要的植物。此外,它一直认为,自然植被响应环境变化缓慢,所以,今天的植被区可见部分是调整过去的气候。许多批评人士注意到,而穷人Koppen区域之间的通信和观察到的植被分布在世界的许多地区。尽管这些和其他限制,Koppen系统仍然是最受欢迎的气候分类使用。

气候的主要贡献分组是由美国geographer-climatologistc·沃伦Thornthwaite在1931年和1948年。他第一次使用vegetation-based派生概念的方法,利用温度效率和降水效果的指定大气对植被的影响。他第二次分类保留这些概念的形式水分指标和热效率指标但彻底改变了分类标准和拒绝使用植被作为气候积分器的想法,转而尝试分类“理性”的基础上,这些指数的数值。他1948年的计划遇到了许多气候学文本,但它并没有获得大后,在广大读者作为Koppen分类系统,也许是因为它的复杂性它定义了和大量的气候地区。

虽然vegetation-based气候分类可以被视为有相关性通过他们可能表明人类活动对农业的潜力和自然环境,他们不能提供任何的人类会感到在各种气候类型。Terjung 1966计划试图组织气候的基础上对舒适性的影响。四个生理上的分类利用相关参数:温度、相对湿度、风速、太阳辐射。前两个是合并在一个舒适指数来表达大气状况视为极热,热,压迫,温暖,舒适,凉爽,敏锐,冷,很冷,非常冷,超冷。温度、风速、风和太阳辐射的影响指数表达的净效应风寒(风暴露表面的冷却能力)和增加热量人体由太阳辐射。这些指标结合不同季节以不同的方式来表达人类的感受在每年在不同的地理区域。Terjung可视化分类会发现适用性在医学地理位置、气候教育、旅游、住房、服装和一般分析工具。

许多其他专业经验制定了分类。例如,有那些区分类型的沙漠和沿海气候,那些占不同的比例岩石风化和土壤形成,这些基于农业气候相似的识别。

答:约翰Arnfield