stringtranslate.com

альпийский климат

Белая Гора , высокогорная местность на высоте 4300 метров (14 000 футов) над уровнем моря в Калифорнии.

Альпийский климат — типичный климат для возвышенностей выше линии леса , где деревья не растут из-за холода. Этот климат также называют горным климатом или высокогорным климатом .

Определение

Существует множество определений альпийского климата.

В классификации климатов Кёппена альпийский и горный климаты входят в группу E , наряду с полярным климатом , где ни один месяц не имеет средней температуры выше 10 °C (50 °F). [1]

Согласно системе зон жизни Холдриджа , существует два горных климата, которые препятствуют росту деревьев:

a) альпийский климат, который возникает, когда средняя биотемпература местности составляет от 1,5 до 3 °C (от 34,7 до 37,4 °F). Альпийский климат в системе Холдриджа примерно эквивалентен самому теплому климату тундры (ET) в системе Кеппен.

б) альварный климат, самый холодный горный климат, поскольку биотемпература находится в пределах от 0 °C до 1,5 °C (биотемпература никогда не может быть ниже 0 °C). Он более или менее соответствует самому холодному климату тундры, а также климату ледникового покрова (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, скорректированными до 0 °C; то есть сумма не скорректированных температур делится на количество всех температур (включая как скорректированные, так и нескорректированные).

Изменчивость альпийского климата в течение года зависит от широты местоположения. Для тропических океанических мест, таких как вершина Мауна-Лоа , температура примерно постоянна в течение года. [3] Для мест в средних широтах, таких как гора Вашингтон в Нью-Гемпшире , температура меняется в зависимости от сезона, но никогда не становится очень теплой. [4] [5]

Причина

Температурный профиль атмосферы является результатом взаимодействия между излучением и конвекцией . Солнечный свет в видимом спектре падает на землю и нагревает ее. Затем земля нагревает воздух у поверхности. Если бы излучение было единственным способом передачи тепла от земли в космос, парниковый эффект газов в атмосфере поддерживал бы температуру земли примерно на уровне 333 К (60 °C; 140 °F), а температура экспоненциально уменьшалась бы с высотой. [6]

Однако, когда воздух горячий, он имеет тенденцию расширяться, что снижает его плотность. Таким образом, горячий воздух имеет тенденцию подниматься и переносить тепло вверх. Это процесс конвекции . Конвекция приходит в равновесие, когда часть воздуха на данной высоте имеет ту же плотность, что и его окружение. Воздух является плохим проводником тепла, поэтому часть воздуха будет подниматься и опускаться без обмена теплом. Это известно как адиабатический процесс , который имеет характерную кривую давление-температура. По мере того, как давление становится ниже, температура уменьшается. Скорость снижения температуры с высотой известна как адиабатический градиент , который составляет приблизительно 9,8 °C на километр (или 5,4 °F на 1000 футов) высоты. [6]

Присутствие воды в атмосфере усложняет процесс конвекции. Водяной пар содержит скрытую теплоту испарения . По мере того, как воздух поднимается и охлаждается, он в конечном итоге становится насыщенным и не может удерживать свое количество водяного пара. Водяной пар конденсируется (образуя облака ) и выделяет тепло, которое изменяет вертикальный градиент с сухого адиабатического на влажный адиабатический (5,5 °C на километр или 3 °F на 1000 футов). [7] Фактическая вертикальная скорость, называемая вертикальным градиентом окружающей среды , не является постоянной (она может колебаться в течение дня или сезонно, а также регионально), но нормальная вертикальная скорость составляет 5,5 °C на 1000 м (3,57 °F на 1000 футов). [8] [9] Таким образом, подъем на 100 метров (330 футов) в гору примерно эквивалентен подъему на 80 километров (50 миль или 0,75° широты ) к полюсу. [10] Однако это соотношение является лишь приблизительным, поскольку местные факторы, такие как близость к океанам , могут кардинально изменить климат. [11] По мере увеличения высоты основной формой осадков становится снег , а ветры усиливаются. Температура продолжает падать до тропопаузы на высоте 11 000 метров (36 000 футов), где она больше не падает. Это выше самой высокой вершины .

Распределение

Хотя эта климатическая классификация охватывает лишь небольшую часть поверхности Земли, альпийские климаты широко распространены. Они присутствуют в Гималаях , Тибетском плато , Ганьсу , Цинхае и Ливане [12] в Азии ; Альпах , Урале , Пиренеях , Кантабрийских горах и Сьерра-Неваде в Европе ; Андах в Южной Америке ; Сьерра-Неваде , Каскадном хребте , Скалистых горах , северных Аппалачах ( Адирондак и Белые горы ) и Трансмексиканском вулканическом поясе в Северной Америке ; Южных Альпах в Новой Зеландии ; Снежных горах в Австралии ; высоких возвышенностях в Атласских горах , Эфиопском нагорье и Восточном нагорье Африки ; центральных частях Борнео и Новой Гвинеи ; и вершины горы Пику в Атлантическом океане [13] и Мауна-Лоа в Тихом океане .

Самая низкая высота альпийского климата сильно варьируется в зависимости от широты. Если альпийский климат определяется линией деревьев, то он находится на высоте 650 метров (2130 футов) на 68° с. ш. в Швеции, [14] тогда как на горе Килиманджаро в Танзании линия деревьев находится на высоте 3950 метров (12960 футов). [14]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Макнайт, Том Л.; Гесс, Даррел (2000). «Климатические зоны и типы: система Кеппен» . Физическая география: Оценка ландшафта. Верхняя Сэддл-Ривер, Нью-Джерси: Prentice Hall. стр. 235–7. ISBN 978-0-13-020263-5.
  2. ^ Луго, А.Е. (1999). «Зоны жизни Холдриджа на территории Соединенных Штатов в отношении картирования экосистем». Журнал биогеографии . 26 (5): 1025–1038. Bibcode : 1999JBiog..26.1025L. doi : 10.1046/j.1365-2699.1999.00329.x. S2CID  11733879. Получено 27 мая 2015 г.
  3. ^ «Период рекордных ежемесячных климатических сводок» . СКЛОН МАУНА-ЛОА, ОБС, ГАВАЙИ . НОАА . Проверено 5 июня 2012 г.
  4. ^ "Название станции: NH MT WASHINGTON". Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Получено 9 июня 2014 г.
  5. ^ "Климатические нормы ВМО для ГОРЫ ВАШИНГТОН, Нью-Гэмпшир, 1961–1990". Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Получено 9 июня 2014 г.
  6. ^ ab Goody, Richard M.; Walker, James CG (1972). "Атмосферные температуры" (PDF) . Атмосферы . Prentice-Hall. Архивировано из оригинала (PDF) 29-07-2016 . Получено 02-05-2016 .
  7. ^ "Скорость сухого адиабатического градиента". tpub.com. Архивировано из оригинала 2016-06-03 . Получено 2016-05-02 .
  8. ^ "Скорость адиабатического градиента". Сборник химических терминов ИЮПАК . ИЮПАК . 2009. doi :10.1351/goldbook.A00144. ISBN 978-0-9678550-9-7.
  9. ^ Доммаш, Дэниел О. (1961). Аэродинамика самолета (3-е изд.) . Pitman Publishing Co., стр. 22.
  10. ^ "Горная среда" (PDF) . Всемирный центр мониторинга охраны природы Программы ООН по окружающей среде. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-08-25.
  11. ^ "Факторы, влияющие на климат". Сеть по изменению окружающей среды Соединенного Королевства. Архивировано из оригинала 2011-07-16.
  12. ^ Макколл, Р. В. (14 мая 2014 г.). Энциклопедия всемирной географии - Том 1. Facts On File, Incorporated. стр. 537. ISBN 9780816072293.
  13. ^ «Климатический атлас архипелагов Канарских островов, Мадейры и Азорских островов» (PDF) . ИПМА , АЕМЕТ . Проверено 17 июня 2021 г.
  14. ^ ab Körner, Ch (1998). "Переоценка положений линии леса на большой высоте и их объяснение" (PDF) . Oecologia . 115 (4): 445–459. Bibcode :1998Oecol.115..445K. CiteSeerX 10.1.1.454.8501 . doi :10.1007/s004420050540. PMID  28308263. S2CID  8647814. Архивировано из оригинала (PDF) 2006-09-11 . Получено 2015-08-05 .