stringtranslate.com

Микроклимат

Микроклимат на скале, расположенной в приливной зоне в Санрайз-он-Си , Южная Африка

Микроклимат (или микроклимат ) — это локальный набор атмосферных условий, которые отличаются от окружающих территорий, часто незначительно, но иногда существенно. Термин может относиться к областям размером от нескольких квадратных метров или меньше (например, клумба , под камнем или пещера) или размером во много квадратных километров. Поскольку климат является статистическим , что подразумевает пространственное и временное изменение средних значений описываемых параметров , микроклиматы определяются как статистически различные условия, которые возникают и/или сохраняются в пределах региона. Микроклиматы можно найти в большинстве мест, но они наиболее выражены в топографически динамических зонах, таких как горные районы, острова и прибрежные районы. [1]

Микроклимат существует, например, вблизи водоемов, которые могут охлаждать местную атмосферу, или в густонаселенных городских районах, где кирпич , бетон и асфальт поглощают солнечную энергию, нагреваются и повторно излучают это тепло в окружающий воздух: в результате городской тепловой остров (ГТО) представляет собой своего рода микроклимат, который дополнительно обусловлен относительной скудностью растительности . [2]

Фон

Древовидные папоротники произрастают в защищенной лощине в Затерянных садах Хелигана в Корнуолле , Англия, на широте 50°15' с.ш.

Термин «микроклимат» впервые появился в 1950-х годах в таких публикациях, как « Климат в миниатюре: исследование микроклиматической среды» (Томас Бедфорд Франклин, 1955). [3]

Примеры микроклиматов

Территория в развитом промышленном парке может значительно отличаться от лесистого парка поблизости, поскольку естественная флора в парках поглощает свет и тепло в листьях, которые крыша здания или парковка просто излучает обратно в воздух. Сторонники солнечной энергии утверждают, что широкое использование солнечного сбора может смягчить перегрев городской среды, поглощая солнечный свет и заставляя его работать вместо нагревания внешних поверхностных объектов. [4]

Микроклимат может предложить возможность в качестве небольшого региона выращивания для культур, которые не могут процветать в более обширной области; эта концепция часто используется в пермакультуре, практикуемой в северном умеренном климате. Микроклимат может быть использован в интересах садоводов, которые тщательно выбирают и размещают свои растения. Города часто повышают среднюю температуру за счет зонирования , а защищенное положение может уменьшить суровость зимы. Однако озеленение на крыше подвергает растения более экстремальным температурам как летом, так и зимой.

В городской местности высокие здания создают свой собственный микроклимат, как затеняя большие площади, так и направляя сильные ветры к уровню земли. Воздействие ветра вокруг высоких зданий оценивается как часть исследования микроклимата.

Микроклимат может также относиться к специально созданным средам, таким как в комнате или другом замкнутом пространстве. [5] Микроклимат обычно создается и тщательно поддерживается в музейных экспозициях и хранилищах. Это может быть сделано с помощью пассивных методов, таких как силикагель , или с помощью активных устройств контроля микроклимата.

Обычно, если внутренние районы имеют влажный континентальный климат , прибрежные районы остаются намного мягче в зимние месяцы, в отличие от более жаркого лета. Это касается таких мест, как Британская Колумбия , где в Ванкувере влажная океаническая зима с редкими заморозками, но внутренние районы, которые в среднем на несколько градусов теплее летом, имеют холодные и снежные зимы.

Источники и факторы влияния на микроклимат

Два основных параметра для определения микроклимата в определенной области — это температура и влажность . Источник падения температуры и/или влажности может быть отнесен к различным источникам или влияниям. Часто микроклимат формируется конгломератом различных влияний и является предметом микромасштабной метеорологии .

Бассейн с холодным воздухом

Примерами эффекта бассейна холодного воздуха (CAP) являются провал Гштеттнеральм в Австрии (самая низкая зарегистрированная температура −53 °C (−63 °F)) [6] и Питер Синкс в США. Основным критерием скорости ветра для создания проникновения теплого воздушного потока в CAP является следующее:

где — число Фруда , — частота Брента–Вяйсяля , — глубина долины, а — число Фруда при пороговой скорости ветра. [7]

Кратеры

Наличие вечной мерзлоты близко к поверхности в кратере создает уникальную микроклиматическую среду. [8]

Пещеры

Пещеры являются важными геологическими образованиями, которые могут вмещать уникальные и деликатные геологические/биологические среды. Подавляющее большинство обнаруженных пещер состоят из карбонатов кальция, таких как известняк . В этих средах растворения находят себе дом многие виды флоры и фауны. Смесь содержания воды в атмосфере пещеры, давления воздуха, геохимии скальной породы пещеры, а также отходов этих видов могут объединяться, чтобы создавать уникальные микроклиматы в пещерных системах. [9]

Спелеогенетический эффект — это наблюдаемый и изучаемый процесс циркуляции воздуха в пещерных средах, вызванный конвекцией. В фреатических условиях поверхности пещер подвергаются воздействию замкнутого воздуха (в отличие от погруженных и взаимодействующих с водой из грунтовых вод в условиях аэрации ). Этот воздух циркулирует в частицах воды, которые конденсируются на стенах пещер и образованиях, таких как спелеотемы . Было обнаружено, что эта конденсирующаяся вода способствует эрозии стен пещер и формированию морфологических особенностей. Некоторые примеры этого можно найти в известняковых стенах Гротта Джусти ; термальной пещеры недалеко от Монсуммано , Лукка, Италия. Любой процесс, который приводит к увеличению или уменьшению химических/физических процессов, впоследствии повлияет на окружающую среду в этой системе. Плотность воздуха в пещерах, которая напрямую связана с процессами конвекции, определяется температурой воздуха, влажностью и давлением. В закрытых пещерных средах внедрение бактерий, водорослей, растений, животных или вмешательство человека может изменить любой из этих факторов, тем самым изменяя микросреду внутри пещеры. [9] В мире существует более 750 пещер, которые доступны для посещения людьми. Постоянное движение людей через эти пещерные среды может иметь негативное влияние на микроклимат, а также на геологические и археологические находки. Факторы, которые способствуют ухудшению этих сред, включают близлежащую вырубку лесов, сельскохозяйственные работы, эксплуатацию водных ресурсов, добычу полезных ископаемых и туристические операции. [10]

Спелеогенетический эффект обычных пещер, как правило, показывает медленную циркуляцию воздуха. В уникальных условиях, где присутствуют кислоты, эффекты эрозии и изменения микросреды могут быть резко усилены. Одним из примеров является эффект присутствия сероводородной кислоты ( H 2 S ). Когда окисленная сероводородная кислота химически изменяется в серную кислоту ( H 2 SO 4 ), эта кислота начинает реагировать с карбонатом кальция с гораздо большей скоростью. Вода, участвующая в этой реакции, как правило, имеет высокий pH 3, что делает воду почти непригодной для жизни многих бактерий и водорослей. Пример этого можно найти в пещере Гротта Гранде дель Венто в Анконе, Италия . [9]

Микроклимат растений

Как отметил Рудольф Гейгер в своей книге [11], не только климат влияет на живые растения, но и противоположный эффект взаимодействия растений с окружающей средой также может иметь место, и он известен как растительный климат . Этот эффект имеет важные последствия для лесов в центре континента; действительно, если бы леса не создавали свои собственные облака и водный цикл с их эффективной эвапотранспирационной активностью, не было бы леса вдали от побережий, [12] поскольку статистически, без какого-либо другого влияния, количество осадков уменьшалось бы от побережья к внутренним районам. Посадка деревьев для борьбы с засухой также была предложена в контексте лесонасаждения . [13]

Плотины

Искусственные водоемы, как и естественные, создают микроклимат и часто влияют также на макроскопический климат.

Склоны

Другим фактором, способствующим микроклимату, является уклон или аспект местности. Склоны, обращенные на юг, в Северном полушарии и склоны, обращенные на север, в Южном полушарии подвергаются большему воздействию прямых солнечных лучей , чем противоположные склоны, и поэтому теплее в течение более длительного времени, что обеспечивает склону более теплый микроклимат, чем области вокруг склона. Самая низкая часть долины иногда может замерзнуть раньше или сильнее, чем близлежащее место наверху, потому что холодный воздух опускается, иссушающий бриз может не достичь самого нижнего дна, а влажность задерживается и выпадает в осадок , а затем замерзает .

Типы почв

Тип почвы, встречающейся в регионе, также может влиять на микроклимат. Например, почвы, богатые глиной, могут действовать как мостовая, смягчая температуру вблизи земли. С другой стороны, если в почве много воздушных карманов, то тепло может удерживаться под верхним слоем почвы, что приводит к увеличению вероятности заморозков на уровне земли. [14]

Города и регионы, известные своим микроклиматом

Америка

Европа

Азия и Океания

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Эллис, К.Дж.; Итон, С. (2021). «Микроклимат играет ключевую роль в пространственном планировании лесов в условиях изменения климата: цианолишайники в умеренных тропических лесах». Global Change Biology . 27 (9): 1915–1926. Bibcode : 2021GCBio..27.1915E. doi : 10.1111/gcb.15514. PMID  33421251. S2CID  231437285.
  2. Камю, Джон (12 ноября 2017 г.). «6 примеров городского микроклимата». Сотога. Архивировано из оригинала 2 сентября 2023 г.
  3. ^ Томас Бедфорд Франклин (2013). Климат в миниатюре: исследование микроклимата и окружающей среды . Literary Licensing, LLC. ASIN  B00T3N7MTW.
  4. ^ Пизелло, Анна Лаура; Салиари, Мария; Василакопулу, Константина; Хадад, Шамила; Сантамоурис, Маттеос (2018). «Столкновение с городским перегревом: последние разработки. Потенциал смягчения и чувствительность основных технологий». Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment . 7 (4): e294. Bibcode : 2018WIREE...7E.294P. doi : 10.1002/wene.294. ISSN  2041-840X. S2CID  134267596.
  5. ^ Ванджохи, Вакурайя (2017-11-09). «Что такое микроклимат?». WorldAtlas . Получено 2022-09-02 .
  6. ^ "Микроклима - Определение - Wissenswertes" . wetter-freizeit.com .
  7. ^ J. Racovec et al. Турбулентное рассеивание холодного воздушного бассейна в бассейне: сравнение наблюдаемого и моделируемого развития. Meteorol. Atmos. Phys. 79, 195–213 (2002).
  8. ^ "Вечная мерзлота на Гавайях". NASA Astrobiology Institute . 2010. Архивировано из оригинала 2014-12-17.
  9. ^ abc Dredge, Jonathan & Fairchild, Ian & Harrison, Roy & Fernandez-Cortes, Angel & Sanchez-Moral, S. & Jurado, Valme & Gunn, John & Smith, Andrew & Spötl, Christoph & Mattey, David & Wynn, Peter & Grassineau, Nathalie. (2013). Пещерные аэрозоли: распределение и вклад в геохимию спелеотем. Quaternary Science Reviews. 63. 23–41. 10.1016/j.quascirev.2012.11.016
  10. ^ Ойос, М., Солер, В., Каньяверас, Х. и др. Микроклиматическая характеристика карстовой пещеры. Влияние человека на параметры микросреды доисторической пещеры с наскальным искусством (пещера Кандамо, северная Испания). Environmental Geology 33, 231–242 (1998). https://doi.org/10.1007/s002540050242
  11. ^ Р. Гейгер. Климат у поверхности Земли. Издательство Гарвардского университета, 1957.
  12. ^ Шейл, Дуглас; Мурдиярсо, Дэниел (2009-04-01). «Как леса привлекают дождь: исследование новой гипотезы». BioScience . 59 (4): 341–347. doi : 10.1525/bio.2009.59.4.12 . ISSN  0006-3568. S2CID 85905766. Архивировано из оригинала 24 марта 2024 г. – через Oxford Academic. 
  13. ^ Эванс, Кейт (2012-07-23). ​​«Сделай так, чтобы пошел дождь: посадка лесов может помочь регионам, пострадавшим от засухи». Новости лесного хозяйства CIFOR-ICRAF . Получено 09.02.2020 .
  14. ^ "Микроклимат". Садоводческие ресурсы, Корнелльский университет . Архивировано из оригинала 2 августа 2016 г.
  15. ^ "Климат Калифорнии". Wrcc.dri.edu . Западный региональный климатический центр . Получено 2014-02-02 .
  16. ^ "ECOSTRESS наносит на карту горячие точки Лос-Анджелеса". Изменение климата: основные показатели планеты . Получено 09.08.2023 .
  17. ^ Министерство торговли США, NOAA. "Климат Сан-Диего". Национальная метеорологическая служба . Получено 09.08.2023 .
  18. ^ Министерство торговли США, NOAA. «Климат Гавайев». www.weather.gov . Получено 09.08.2023 .
  19. ^ "Calgary's Gardening Climate". Scarboro.ca. 2008-05-05 . Получено 2014-02-02 .
  20. ^ Кеннет Чан. «Министерство охраны окружающей среды Канады разделяет Метро Ванкувер на 5 подзон прогноза погоды». DH News Vancouver . Получено 21 марта 2020 г.
  21. ^ ab Junko, Morimoto; Helena, Voinov; A., Wilson, Matthew; Robert, Costanza (14 июля 2017 г.). «Оценка биоразнообразия водораздела: эмпирическое исследование Чесапикского залива в Мэриленде, США». Журнал географической информации и анализа решений .{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  22. ^ "Learn – Расширение Мэрилендского университета". extension.umd.edu .
  23. ^ «Больше, чем просто залив».
  24. ^ Муньос Реболледо, М. (2011). Paisajes del agua и Trayectorias del Arraigo в чилийской Патагонии. КА. Сьюдад-и-Аркитектура , (147), 44-49.
  25. ^ «Где пальмы растут на пальце Швейцарии». The St Kitts & Nevis Observer . 4 декабря 2020 г.
  26. Энди Моссак (1 июня 2013 г.). «Гран-Канария, континент в миниатюре». Trip Reporter .
  27. ^ "Климат Тенерифе: средняя погода, температура, осадки, лучшее время". www.climatestotravel.com . Получено 2020-06-09 .
  28. ^ «Сравнение среднегодовых осадков, среднегодовых осадков в координатной сетке и данных станций: пример из Стамбула, Турция Йыллык Орталама Гридленмиш Ягыш Вериси и Истасион Ягыш Верисинин Каршилаштырылмасы, Стамбул Орнеги - УСТАОГЛУ - Мармара Кография Дергиси» . marmara.edu.tr . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 12 февраля 2016 г.
  29. ^ «İstanbul Bölge Müdürlüğü'ne Baglı İstasyonlarda Ölçülen Ekstrem Değerler» [Экстремальные значения, измеренные в Региональном управлении Стамбула] (PDF) (на турецком языке). Государственная метеорологическая служба Турции. Архивировано из оригинала (PDF) 24 мая 2011 года . Проверено 27 июля 2010 г.
  30. ^ "Bitki Soğuğa ve Sıcağa Dayanıklılık" . www.mgm.gov.tr. ​Проверено 28 апреля 2021 г.
  31. ^ «Прибрежные туманы, климат центрального литораля» (на европейском португальском языке). bestweather.org. 6 июля 2020 г. Получено 10 июля 2021 г.
  32. ^ ван Каенегем, Уильям; Клири, Джен (2017-03-27). Важность места: географические указания как инструмент местного и регионального развития . Хам, Швейцария. стр. 266. ISBN 978-3-319-53073-4. OCLC  980874944.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  33. ^ "Ницца". Штадт Франкфурт-на-Майне . Проверено 24 ноября 2023 г.
  34. ^ Поттер, Роберт Б.; Хадиджа Дармам; Насим Бархам; Стивен Нортклифф (2008). «Постоянно растущий Амман, Иордания: расширение городов, социальная поляризация и современные проблемы городского планирования» (PDF) . Habitat International . 33 . www.journals.elsevier.com/habitat-international: 81–92. doi :10.1016/j.habitatint.2008.05.005 . Получено 2014-02-02 .
  35. ^ "Sydney/Kingsford-Smith International Airport". Статистика климата для австралийских местностей . Бюро метеорологии . Получено 27 августа 2014 г.
  36. ^ "Penrith". Статистика климата для австралийских местностей . Бюро метеорологии . Получено 19 января 2014 г.
  37. ^ «Климат Сиднея». www.livingin-australia.com .
  38. ^ "Badgerys Creek AWS". Климатическая статистика для австралийских местоположений . Бюро метеорологии . Получено 19 января 2014 г.

Внешние ссылки