Przeczytaj
Strefy polarne położone są na obu półkulach i obejmują obszary za kołami podbiegunowymi. Ich zewnętrzne granice wyznacza w przybliżeniu izoterma najcieplejszego miesiąca 10°C. Bilans radiacyjny jest ujemny i spada poniżej -200 W/m². Wynika to ze szczególnych warunków oświetlenia i związanego z tym małego dopływu energii promieniowania słonecznego. Lato jest bardzo krótkie i chłodne. Zimą, kiedy trwa noc polarna, temperatura spada nawet poniżej -80°C. Pory roku są wyznaczone długością dnia i nocy, która w różnych miejscach tej strefy może wynosić od 1 doby na kole podbiegunowym do około pół roku na biegunie. W czasie długiej nocy polarnej powierzchnia ziemi ochładza się. Nagrzewa się w czasie dnia polarnego, ale tylko nieznacznie, ponieważ Słońce znajduje się nisko nad horyzontem i do powierzchni dociera mało energii promieniowania słonecznego. Poza tym albedo pokrywy lodowej jest duże, znaczne są też straty ciepła na topnienie lodów. Z tego względu roczne amplitudy temperatury powietrza w strefie polarnej są dużo większe od dobowych. Małe opady występują niemal wyłącznie w postaci śniegu. Takie warunki sprzyjają zamianie śniegu w lód, a po dłuższym czasie w lądolód, który pokrywa Arktykę i Antarktykę. Występują tu także bardzo silne i porywiste wiatry. Ich prędkość sięga ponad 300 km/h.
Cechy klimatu wpływają na pozostałe cechy środowiska. Występuje tu intensywne wietrzenie fizyczne, głównie mrozowe, prowadzące do wykształcenia się kamienistej zwietrzeliny nadającej krajobrazowi charakter polarnej hamady. Pojawia się także wieloletnia zmarzlinawieloletnia zmarzlina i zjawisko soliflukcjisoliflukcji.
W obrębie strefy polarnej występują dwie strefy krajobrazowe:
polarnych pustyń lodowych,
subpolarnej tundry i lasotundry.
Strefa pustyń lodowych
Do strefy polarnych pustyń lodowych zalicza się na półkuli północnej m.in.: północną część Archipelagu Arktycznego, Grenlandię (bez południowej części), północną część Svalbardu, Ziemię Franciszka Józefa i Ziemię Północną. Na półkuli południowej w strefie tej leży niemal cała Antarktyda oprócz zachodniej części Ziemi Grahama. Występują tu trwałe pokrywy lodowe, co niewątpliwie wyróżnia strefę polarną spośród innych. Największą pokrywą jest lądolód Antarktydy o powierzchni 13,3 mln km², średniej grubości 1600 m, maksymalnej 4091 m w Kopule A (ang. Dome A). Na półkuli północnej pokrywa lodowa Arktyki zajmuje 14,5 mln km², w tym lądolód grenlandzki 1,7 mln km².
Panuje tu klimat polarny. Na półkuli północnej, w Arktyce, temperatura najzimniejszego miesiąca waha się od -6°C do -49°C, a najcieplejszego od -14°C do 5°C. Opady występują przez cały rok, głównie w postaci śniegu, a ich roczna suma wynosi 75–500 mm. Lodowce i lądolody pokrywają niemal cały obszar strefy, chociaż wraz z postępującym ociepleniem klimatu ich powierzchnia z roku na rok kurczy się.
Na półkuli południowej, w Antarktyce, warunki klimatyczne ulegają zaostrzeniu w stosunku do panujących w Arktyce, co jest związane z zaleganiem rozległej, ciągłej pokrywy lodowej. Zależnie od miejsca temperatura najzimniejszego miesiąca wynosi od -16°C do -72°C, najcieplejszego zawsze poniżej 0°C. Zarejestrowane minimum absolutne temperatury powietrza wynosi -89,2°C (1983 rok). Opady występują wyłącznie w postaci śniegu; w centrum lądu ich roczna suma nie przekracza 50 mm, a na obrzeżach 500 mm. Prawie przez cały rok utrzymuje się nad Antarktydą ośrodek wysokiego ciśnienia, z którego powietrze spływa ku niższym szerokościom, tworząc bardzo silne wiatry.
Nieliczne, epizodyczne rzeki strefy polarnej mają ustrój śnieżno‑lodowcowy, a współczynnik odpływu przekracza 75%. Charakteryzują się one wzrostem przypływu wiosną, w okresie topnienia lodowców i płatów śnieżnych.
Jeziora słodkowodne i słonowodne są bez wątpienia osobliwością Antarktydy. Blisko 400 jezior leży bowiem pod liczącą kilka tysięcy metrów warstwą lodu. Co więcej, badania geofizyczne potwierdziły istnienie podlodowcowego, złożonego systemu jezior i cieków. Niektóre jeziora są pochodzenia tektonicznego, a ich głębokość jest szacowana na kilkaset metrów (najgłębsze osiągają ponad 900 m). Jeziorami powierzchniowymi są słodkowodne jeziora episzelfowe, położone pomiędzy lodowcem szelfowym a lądem stałym. Ich powierzchnia przez większość roku jest zlodzona. Mają one połączenie z oceanem, ale ich wody nie mieszają się ze względu na różnicę gęstości. Największym jest ultraoligotroficzne jezioro Beaver położone na skraju Lodowca Szelfowego Amery’ego.
W arktycznej strefie polarnej, na obszarach pozbawionych trwałej pokrywy lodowej, występują licznie formy rzeźby polodowcowej: wzgórza morenowe, mutony, fiordy, cyrki, doliny polodowcowe, nunataki, śnieżne grzędy, szczeliny i wiele innych. Natomiast na Antarktydzie przeważa pustynia lodowa.
W omawianej strefie występuje intensywne wietrzenie fizyczne, zwłaszcza mrozowe. Pojawia się tu także wieloletnia zmarzlina i zjawisko soliflukcji. Gruba zwietrzelina składa się przede wszystkim z rumowiska skalnego. Występują też grunty bezglebowe, strukturalnestrukturalne, poligonalnepoligonalne, tworzące charakterystyczne wieloboki ograniczone szczelinami. Czasem pojawiają się na ich powierzchni wykwity soli. Na tym podłożu wykształcają się prymitywne gleby arktyczne, bardzo płytkie z powodu wieloletniej zmarzliny. Ich fizyczne właściwości są zbliżone do gleb inicjalnych. Jak sama nazwa wskazuje, gleby te występują tylko na półkuli północnej na wyspach Morza Arktycznego oraz północnych terenach Azji i Ameryki Północnej. Są z reguły pozbawione roślinności.
Niekorzystne warunki wegetacji sprawiają, że szata roślinna występująca na powierzchni wolnej od lodu jest bardzo skąpa i nie tworzy ciągłej pokrywy. W strefie brzegowej lądolodu bytują jedynie najprostsze glony, na skałach występują porosty i mchy oraz nieliczne gatunki wyższych roślin przybierające formy płożące i poduszkowate (kasjopeja, skalnice), natomiast praktycznie brak jest krzewów. Biomasa nie przekracza tu 2–5 t/ha, a jej roczny przyrost wynosi poniżej 1 t/ha. Na Antarktydzie wskaźniki te są jeszcze niższe, gdyż poza glonami, porostami i mchami gatunki roślin wyższych nie występują.
Strefa tundry i lasotundry
Na półkuli północnej strefa tundry obejmuje północne skrawki Europy, Azji, Ameryki Północnej, południową część Grenlandii oraz szereg przylegających wysp leżących za kołem podbiegunowym. Na półkuli południowej jej zasięg jest znacznie mniejszy ze względu na układ powierzchni lądowej – występuje w postaci odrębnych płatów w zachodniej części Ziemi Grahama, na południu Ziemi Ognistej i na wyspach antarktycznych.
W strefie tej panuje klimat subpolarny. Zima jest długa i mroźna, a lato krótkie i chłodne. Opady śniegu występują we wszystkich miesiącach. Pozostałe cechy klimatu są jednak zróżnicowane na obu półkulach. Na półkuli północnej temperatura najzimniejszego miesiąca waha się od -5°C do -35°C, a najcieplejszego od 5°C do 13°C, zaś roczna suma opadów wynosi od 150 do 750 mm. Natomiast na półkuli południowej, znajdującej się pod wpływem oceanicznym, średnia temperatura najzimniejszego miesiąca wynosi od -5°C do -15°C, a najcieplejszego od 0°C do 12°C. Roczna suma opadów jest większa, sięga nawet 1400 mm, a opad ma charakter długotrwałych mżawek i drobnego deszczu. Opady śniegu nie formują trwałej pokrywy śnieżnej. Dla strefy tej charakterystyczne jest duże zachmurzenie i częste mgły oraz bardzo silne wiatry.
Średnia roczna temperatura powietrza: -8,51°C
Suma roczna opadów: 592,00 mm
Suma opadów w półroczu letnim: 408,00 mm
Suma opadów w półroczu zimowym: 184,00 mm
Średnia roczna temperatura powietrza: 2°C
Suma roczna opadów: 926 mm
Suma opadów w półroczu letnim:372 mm
Suma opadów w półroczu zimowym: 554 mm
Płynące tu rzeki mają ustrój śnieżno‑deszczowy. Są zasilane głównie przez opady oraz przez dopływ gruntowy i powierzchniowy. Współczynnik odpływu sięga od 75 do 90%. Charakteryzują się one wzrostem przypływu wiosną, w okresie topnienia lodowców i płatów śnieżnych oraz powierzchniowego rozmarzania wieloletniej zmarzliny. Woda z topniejących lodowców tworzy splot licznych, niewielkich strumieni, zwany rzeką warkoczową. Zimą rzeki są zamarznięte. Występują tu także jeziora, zarówno słodkowodne, jak i słonowodne.
Wody gruntowe zalegają płytko pod powierzchnią terenu i należą do wód słodkich. Powszechnie występuje wieloletnia zmarzlina. Liczne są też podmokłości, bagna i jeziora.
W omawianej strefie przeważa wietrzenie fizyczne, zwłaszcza mrozowe. Powstająca warstwa zwietrzeliny jest gruboziarnista i kamienista. Charakterystyczne dla tundry są grunty poligonalne, pagórki mrozowe, bugry i pingopingo (hydrolakkolity). Na tym ubogim, kamienistym i podmokłym podłożu, podtapianym wskutek okresowego rozmarzania wieloletniej zmarzliny, rozwinęły się płytkie i przesycone wodą gleby tundrowe, gleby poligonalne oraz gleby marzłociowe, tundrowo‑glejowe. Duży wpływ na przebieg procesów glebotwórczych wywiera wieloletnia zmarzlina (marzłoć), która odmarza w czasie krótkiego lata do głębokości 50–150 cm. Większość gleb tundrowych charakteryzuje się więc wyraźnym oglejeniem związanym z podmokłością podłoża. Zawierają one około 1% próchnicy, mają odczyn kwaśny i silnie kwaśny (pH poniżej 4,5) i bardzo małą zasobność w składniki pokarmowe.
W tundrze, zwłaszcza jej północnej części, dużą powierzchnię zajmują obszary całkowicie pozbawione roślinności (ang. barren grounds). Okres wegetacyjny jest krótki, trwa 2–3 miesiące. Roślinność wykształca się w niższych położeniach – dnach dolin i obniżeń oraz w dolnej części łagodnie nachylonych stoków. Tereny wyżej położone, skaliste, są porośnięte jedynie mchami i porostami, których występuje tu ponad 800 gatunków. Wiatr niosący drobiny lodu i śniegu jest czynnikiem ograniczającym obecność roślinności niskiej i zwartej na eksponowanych stanowiskach.
W miejscach, gdzie występuje pokrywa roślinna, przeważają obszary bezleśne. Roślinność charakterystyczna dla tundry to różnorodne zbiorowiska mszysto‑porostowe, trawy, turzyce, krzewinki, zioła. Dominują gatunki wieloletnie, często długowieczne – rośliny zielne osiągają wiek 100 lat, a krzewinki nawet 200 lat. Rośliny są niskie, karłowate, o wysokości 10–20 cm, płytko ukorzenione. Ich korzenie rozwijają się w powierzchniowym, silniej nagrzewanym poziomie gleby. W celu jak najlepszego wykorzystania ciepła rośliny przybierają formy płożące i poduszkowate. Niektóre mają liście z woskowatym nalotem, pokryte włoskami. Latem rośliny tundrowe zakwitają, tworząc rozległe, wielobarwne kobierce. Występują też krzewy (brzoza karłowata, wierzba lapońska i polarna, cedr płożący i in.).
Ilość biomasy waha się od 4 t/ha na północy do 28 t/ha na południu, a jej roczny przyrost od 1 do 2,5 t/ha. W najuboższej arktycznej części tundry ilość biomasy wynosi 4–7 t/ha.
Strefa lasotundry stanowi południowe obramowanie tundry i jednocześnie strefę przejściową do tajgi. Pod względem cech środowiska abiotycznego jest podobna do tundry, różni się jednak charakterem roślinności, będącej mozaiką gatunków charakterystycznych dla tundry, lasów karłowatych, bagien i łąk. Występują tu niskie świerki o cienkich pniach, z domieszką brzozy i osiki, widne lasy brzozowe i modrzewiowe. Drzewa w lasotundrze osiągają wysokość 6–8 m i rosną w rozrzedzeniu. W dolnym piętrze lasu na obszarach suchych pojawiają się porosty, na wilgotnych mchy, a na terenach bogatych w substancje odżywcze rośliny zielne.
Słownik
kopulasty pagórek o zróżnicowanej wysokości 2–10 metrów z jądrem mineralnym lub lodowym okrytym warstwą torfu
gleby powstające w warunkach klimatu zimnego, mające kształt przylegających wielokątów o średnicy kilku metrów; powstają wskutek segregacji materiału w warunkach zmiany objętości zamarzającego i odmarzającego gruntu
grunty o układzie kamienistych i piaszczysto‑ilastych pierścieni, wieloboków lub pasów na powierzchni terenu; są efektem segregacji materiału skalnego w obrębie warstwy czynnej z trwałą zmarzliną
naturalny zbiornik wody słodkiej, powstały przez zamknięcie odpływu wody przez lodowiec szelfowy
stożkowaty pagór mrozowy z jądrem lodowym, okrytym grubą warstwą osadów mineralnych
powolne zsuwanie się po stoku, pod wpływem siły ciężkości, rozmarzniętej warstwy gruntu nasyconego wodą
warstwa gruntu o różnej grubości, zamarznięta przez długi czas, w którego porach i szczelinach znajduje się wieloletni lód gruntowy