Strefowość klimatyczna

Strefy klimatyczne to największe jednostki w podziale klimatycznym świata, stanowiące obszary, w których panują podobne warunki makroklimatyczne. Ich układ przestrzenny na kuli ziemskiej jest zbliżony do rozkładu stref oświetlenia Ziemi – międzyzwrotnikowej, dwóch umiarkowanych i dwóch polarnych.

Wynika to z faktu, że o rozkładzie stref klimatycznych decydują głównie czynniki astronomiczne, w tym przede wszystkim kulisty kształt Ziemi i jej położenie w stosunku do Słońca wpływające na zróżnicowanie kąta padania promieni słonecznych i dostawę energii. Jej bezpośrednim wyrazem jest zróżnicowanie temperatury powietrza, a pośrednim także intensywność wymiany wilgoci między powierzchnią Ziemi i atmosferą. Konsekwencją nierównomiernego dopływu promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi jest występowanie na kuli ziemskiej stref klimatycznych o równoleżnikowym (w przybliżeniu) układzie. 

R1JSQ5SFSEG3D

Na mapie świata zaznaczono strefy klimatyczne. Strefa polarna to teren Antarktydy, Arktyki, Grenlandii, północnych krańców Kanady i Rosji. Strefa umiarkowana chłodna zajmuje pozostałe obszary kanady, niemal całą Skandynawię (oprócz Danii i południowych krańców Norwegii i Szwecji), większą część Rosji, a także południowy kraniec Ameryki Południowej. Strefa umiarkowana ciepła to tereny większości Stanów Zjednoczonych, Nowej Zelandii i fragmentu południowej Argentyny, szeroki pas obejmujący północną japonię, półwysep koreański, część Chin, Kazachstan i inne republiki centralnej Azji, Europę bez części północnej i południowej. Strefa podzwrotnikowa obejmuje niektóre fragment Stanów Zjednoczonych i Argentyny, Europę Południową, Maroko, Tunezję, Algierię, Turcję, Syrię, Liban, Irak, Chiny Środkowe i południową Japonię. Strefa zwrotnikowa to południe Stanów Zjednoczonych (z Kalifornią), Afryka saharyjska, Półwysep Arabski, subkontynent indyjski, Półwysep Indochiński, większość Australii, fragment Afryki z Namibią i RPA, północną Argentynę, Chile i Boliwię. Strefa podrównikowa to obszary meksyku i części Ameryki Środkowej i Południowej (z Brazylią i Kolumbią), północno‑wschodnia Australia, Tajwan, Kambodża, większość Afryki subsaharyjskiej, oprócz obszarów okolic Wybrzeża Kości Słoniowej i  Konga. Strefa równikowa obejmuje Amerykę Środkową z Jukatanem, Amerykę Południową w części Wenezueli, Amazonii, w Afryce Wybrzeże Kości Słoniowej i Kongo, Indonezja, Filipiny, Papua Nowa Gwinea.

W obrębie strefy klimatycznej elementy klimatu, zwłaszcza te, które bezpośrednio zależą od dopływu energii promieniowania słonecznego, wykazują pewne podobieństwo. Nie oznacza to jednak, że w granicach całej strefy panują jednorodne warunki klimatyczne. Są one modyfikowane przez czynniki astrefowe, do których należą m.in. rozmieszczenie dużych obszarów morskich i lądowych, występowanie zimnych i ciepłych prądów morskich, pasma górskie, zwłaszcza o przebiegu południkowym, wysokości bezwzględne, regionalna cyrkulacja atmosferyczna (np. monsuny) i inne. W poszczególnych strefach klimatycznych Ziemi występują klimaty z przewagą cech morskich (oceanicznych), kontynentalnych i przejściowych, klimaty bardziej wilgotne lub bardziej suche. Dlatego w obrębie stref klimatycznych wyróżnia się odrębne typy klimatów, zależnie od cech rocznego przebiegu temperatury i opadów.

Mimo ścisłych związków między intensywnością dopływu energii promieniowania słonecznego a procesami zachodzącymi w atmosferze, granice stref klimatycznych nie pokrywają się w pełni z granicami stref oświetlenia Ziemi. Ich przebieg także jest modyfikowany przez wspomniane czynniki lokalne, astrefowe. Powodują one, zwłaszcza układ lądów i mórz oraz przebieg pasm górskich, m.in. odmienny przebieg stref na półkuli północnej i południowej.

Na mapach granice stref klimatycznych są zaznaczane liniami, w rzeczywistości mają one charakter szerokich, przejściowych pasów, w których cechy charakterystyczne dla jednej strefy stopniowo zanikają, przy jednoczesnym wzroście udziału cech drugiej strefy. Tylko w miejscach, gdzie pojawiają się wielkie pasma górskie o przebiegu równoleżnikowym, granice między strefami klimatycznymi są bardziej ostre, pozbawione szerokiej strefy przejściowej.

Klasyfikacje stref klimatycznych

Strefy klimatyczne wydzielane są na podstawie zróżnicowania elementów klimatu w odniesieniu do szerokości geograficznej. Autorzy poszczególnych klasyfikacji biorą jednak pod uwagę różne elementy klimatu – średnie miesięczne temperatury powietrza oraz wielkość i rozkład opadów rocznych (klasyfikacja Köppena – 5 stref klimatycznych), występowanie określonych mas powietrza w poszczególnych półroczach (klasyfikacja Alisowa – 7 stref klimatycznych), wielkość i rozkład opadów atmosferycznych oraz zmian temperatury powietrza w roku (klasyfikacja Okołowicza – 5 stref klimatycznych), globalne systemy cyrkulacji powietrza (klasyfikacja Flohna – 7 stref klimatycznych), bilans energetyczny (klasyfikacja Terjunga i Louiego – 7 stref klimatycznych).

Klasyfikacja Okołowicza

W Polsce jednym z najpowszechniej stosowanych podziałów stref klimatycznych jest klasyfikacja Okołowicza sporządzona na podstawie wartości i rozkładu typowych elementów klimatycznych – średniej temperatury powietrza w najcieplejszym i najchłodniejszym miesiącu oraz sumy opadów atmosferycznych i jej rocznego przebiegu. Oprócz tego przy jej sporządzaniu brano pod uwagę rozmieszczenie naturalnych zbiorowisk roślinnych oraz rozkład prądów morskich i zasolenia wód. Klasyfikacja Okołowicza zawiera 5 stref klimatycznych i kilkanaście typów klimatu:

1. klimaty równikowe – równikowy wybitnie wilgotny, podrównikowy wilgotny, podrównikowy suchy,

2. klimaty zwrotnikowe – wilgotny, pośredni, kontynentalny suchy, wybitnie i skrajnie suchy,

3. klimaty podzwrotnikowe – morski, pośredni, kontynentalny, kontynentalny suchy,

4. klimaty umiarkowane:

• ciepłe – wybitnie morski, morski, przejściowy, kontynentalny, wybitnie kontynentalny, kontynentalny suchy, kontynentalny wybitnie suchy, kontynentalny skrajnie suchy;

• chłodne – morski, przejściowy, kontynentalny, wybitnie kontynentalny, skrajnie kontynentalny),

5. klimaty okołobiegunowe – subpolarny, polarny.

W klasyfikacji uwzględniono również odmiany klimatu: monsunowe, wyżynne i górskie.

R485SPRE4EPMF

Na mapie świata przedstawiono klasyfikację stref klimatycznych według Okołowicza. Strefa klimatów równikowych dzieli się na podrównikowy suchy, podrównikowy wilgotny, równikowy wybitnie wilgotny. Miejsca występowania to między innymi: północna część Ameryki Południowej, Ameryka Środkowa, środkowa Afryka, Madagaskar, Archipelag Malajski, Nowa Gwinea, Filipiny, północna Australia. Strefa klimatów podzwrotnikowych obejmuje: klimat morski, śródziemnomorski, pośredni kontynentalny, kontynentalny suchym półpustynny, pustynny. Miejsca występowania to między innymi: środkowe i południowe USA, basen Morza Śródziemnego, Iran, Afganistan, środkowe i wschodnie Chiny, Japonia (bez Hokkaido), środkowe Chile, północna Argentyna, Urugwaj, południowe krańce RPA, południowe krańce Australii, Wyspa Północna Nowej Zelandii. Strefa klimatów zwrotnikowych obejmuje: klimat wilgotny, pośredni, kontynentalny suchy i skrajnie suchy, pustynny. Miejsca występowania to między innymi: północny Meksyk, Floryda, środkowa część Ameryki Południowej, Sahara, Półwysep Arabski, Indyjski i Indochiński, południowe Chiny, południowa Afryka, środkowa Australia. Strefa klimatów umiarkowanych ciepłych obejmuje klimat: morski, przejściowy, kontynentalny, kontynentalny suchy, półpustynny, pustynny. Miejsca występowania to między innymi: północne USA, południowa i środkowa Kanada, Europa bez południowej i północnej, środkowa Azja, Hokkaido. Strefa klimatów okołobiegunowych obejmuje: klimat subpolarny, polarny. Miejsca występowania to między innymi: Alaska, północne krańce Kanady, Grenlandia, północne krańce Eurazji, Antarktyda. Strefa klimatów umiarkowanych i chłodnych obejmuje: klimat kontynentalny, morski i przejściowy. Miejsca występowania to między innymi: południowa Argentyna, Europa Północna, część północnej Kanady, Azja północna, bez pasa najbardziej na północ.

Klimaty strefowe

Każda strefa klimatyczna ma właściwy dla siebie klimat strefowy. W każdej strefie istnieją różne typy klimatów.

• W strefie klimatów równikowych wszystkie typy klimatu (poza szczytami najwyższych gór) odznaczają się wysoką temperaturą powietrza. Charakterystyczne dla tej strefy typy klimatów różnią się m.in. porami występowania opadów. Klimat równikowy wybitnie wilgotny cechuje się nieznacznymi amplitudami temperatury i opadami niemal codziennie przez cały rok; klimat podrównikowy wilgotny wyróżnia się nieco większymi wahaniami temperatury powietrza i trochę niższymi opadami; klimat podrównikowy suchy jest równie ciepły, ale występuje w nim kilkumiesięczna pora sucha.

• W strefie klimatów zwrotnikowych wyróżniamy m.in.: klimat wilgotny w strefie występowania monsunów, klimat kontynentalny suchy dalej od wybrzeży, klimat skrajnie suchy we wnętrzu kontynentów.

• W strefie klimatów podzwrotnikowych im dalej od wybrzeży, tym jest bardziej sucho: klimat wilgotny (śródziemnomorski) panuje na wybrzeżach, kontynentalny suchy dalej od morza, zaś klimat skrajnie suchy w głębi kontynentów.

• W strefie klimatów umiarkowanych – zarówno ciepłej, jak i chłodnej – wyróżniamy m.in. typy klimatu: morski z małymi amplitudami rocznymi temperatury, przejściowy oraz kontynentalny z bardzo dużymi amplitudami rocznymi temperatury.

• W strefie klimatów okołobiegunowych, charakteryzujących się bardzo niskimi opadami i niską temperaturą, mamy do czynienia z klimatem subpolarnym, dla którego typowe jest krótkie zimne lato i długa mroźna zima, oraz klimatem polarnym z temperaturą ujemną przez cały rok.

Klimaty astrefowe

Swoistym klimatem odznaczają się obszary górskie oraz obszary będące w zasięgu oddziaływania monsunów.

Klimat astrefowy	Charakterystyka
górski	Poszczególne elementy klimatu i pogody nie zmieniają się wraz z szerokością geograficzną, ale z wysokością nad poziomem morza: spadek temperatury powietrza (o ok. 0,6°C na 100 m) wraz z wysokością, jednakże w niektórych częściach (np. w dolinach i kotlinach) zachodzi często inwersja termiczna, spadek ciśnienia atmosferycznego (o ok. 11,5 hPa na 100 m) wraz z wysokością, spadek wilgotności bezwzględnej wraz z wysokością, choć jednocześnie wilgotność względna przyjmuje wartości bardzo wysokie, przy niższych niż na nizinach temperaturach powietrza łatwiej jest osiągnąć w atmosferze stan nasycenia, czego skutkiem jest powstawanie chmur, wzrost ilości opadów wraz z wysokością, ale najwyższe partie gór, które znajdują się powyżej poziomu chmur, odznaczają się inwersją opadową, wzrost natężenia promieniowania słonecznego wraz z wysokością, wzrost prędkości wiatru z wysokością, występowanie fenu, wiatrów zboczowych i tunelowych, zależność nasłonecznienia od ekspozycji stoków i układu łańcuchów górskich, duża zmienność pogody, piętrowość klimatyczna – poszczególne pasma stanowią naturalne granice typów klimatu (w zależności od szerokości geograficznej granice te przebiegają na różnych wysokościach). R1NDQ1QOXESFH Grafika przedstawia piętra klimatyczno roślinne w górach. W Górach Skandynawskich występuje pogórze z lasem liściastym, piętro górskie z lasem iglastym, od 2000 metrów występuje piętro alpejskie z trawami, do 3000 metrów występuje piętro subniwalne i niwalne ze skałami i turniami. W Alpach występuje pogórze z lasem liściastym, piętro górskie z lasem mieszanym i z kosodrzewiną, Od około 2000 metrów występuje piętro alpejskie z trawami. Od 3000 metrów występuje piętro subniwalne ze skałami i turniami a potem piętro niwalne z lodowcami i wiecznymi śniegami przekraczające 4000 metrów. W Himalajach do 2000 metrów występuje pogórze z wilgotnym lasem monsunowym, piętro górskie z lasem mieszanym i z lasem iglastym do 4000 metrów. Do 5000 metrów występuje piętro alpejskie z trawami. Do 6000 metrów występuje piętro subniwalne ze skałami i turniami. Do ponad 8000 metrów występuje piętro niwalne z lodowcami i wiecznymi śniegami. R1VFTQBQRL6BF Grafika przedstawia piętra klimatyczne w Tatrach. Od 1000 występuje piętro umiarkowanie chłodne od 4 do 6 stopni Celsjusza. Następnie do około 1500 metrów występuje piętro chłodne od 2 do 4 stopni Celsjusza. Do 2000 metrów piętro bardzo chłodne od 0 do 2 stopni Celsjusza. Do około 2400 metrów piętro umiarkowanie zimne od minus 2 do 0 stopni Celsjusza. Do 2500 metrów piętro zimne od minus 4 do minus 2 stopni Celsjusza. Na stoku południowym granice między piętrami przebiegają wyżej niż na stoku północnym.
monsunowy	występowanie w zasięgu cyrkulacji monsunowej, dwie pory roku: ciepła (z nawalnymi opadami, kiedy napływa ciepłe i wilgotne powietrze znad oceanu) i zimna (sucha, kiedy napływa chłodne i suche powietrze z wnętrza lądu).

Makroklimat jest charakterystyczny dla dużych obszarów. Reprezentuje zespół cech klimatycznych w dużej skali przestrzennej, strefy klimatycznej, kontynentu, czasem kraju. Zmiany elementów klimatu w tej skali są powiązane głównie ze zmianami szerokości geograficznej.

Mezoklimat, określany też jako klimat lokalny, to klimat charakterystyczny dla niewielkiego regionu geograficznego, cechujący się wewnętrzną jednorodnością oraz odrębnością w stosunku do warunków klimatycznych obszarów sąsiednich. Kształtuje się on pod wpływem rzeźby terenu, roślinności, podłoża czy wód powierzchniowych i obejmuje zróżnicowane jednostki geograficzne, np. dolinę rzeczną, pasmo wzgórz, kompleks leśny, dużą powierzchnia wodną, miasto czy osiedle. Czasem w obrębie mezoklimatu (klimatu lokalnego) wyróżniane są mniejsze powierzchnie nazywane topoklimatami o zróżnicowanych charakterystykach meteorologicznych wynikających z położenia. Przykładem są np. stoki północne i południowe wzniesienia różniące się dopływem energii promieniowania słonecznego albo zbocza i dno doliny rzecznej o różnych warunkach wilgotnościowych.

Mikroklimat odzwierciedla lokalne oddziaływania elementów środowiska na warunki atmosferyczne w skali mikro. Przykładem może być:

• zróżnicowanie klimatyczne pięter leśnych pozwalające na wyróżnienie mikroklimatu koron drzew albo runa leśnego w klimacie lasu,

• poszczególne części obszaru leśnego, np. granica lasu i łąki, teren o mniejszej gęstości drzew, zagajnik itp.

• określona strona budynku lub dane pomieszczenie.

Charakterystyka klimatu lokalnego

Scharakteryzowanie klimatu lokalnego danego obszaru wymaga rozpoznania i opisania jego głównych składników. Najważniejszymi elementami klimatu są średnia temperatura powietrza i sumy opadów atmosferycznych, natomiast drugorzędne znaczenie mają wiatry, zachmurzenie, ciśnienie atmosferyczne, wilgotność powietrza, występowanie burz, mgieł czy innych zjawisk pogodowych.

Elementy klimatu lokalnego mogą być określane różnymi metodami – poprzez bezpośrednie pomiary elementów meteorologicznych lub poprzez uzupełnianą pomiarami analizę struktury środowiska przyrodniczego i procesów w nim zachodzących oraz form antropopresji wpływających na cechy klimatu. W praktyce więc obie te metody się uzupełniają.

Specyficznymi cechami klimatu lokalnego charakteryzują się lasy, tereny rolnicze i łąkowe, dna dolin rzecznych i obniżeń, obszary położone w sąsiedztwie zbiorników wodnych, tereny zurbanizowane i in.