Η ταξινόμηση του κλίματος, η τυποποίηση συστημάτων που αναγνωρίζουν, αποσαφηνίζουν και απλοποιούν τις κλιματολογικές ομοιότητες και διαφορές μεταξύ των γεωγραφικών περιοχών προκειμένου να ενισχυθεί η επιστημονική κατανόηση των κλιμάτων. Τέτοια συστήματα ταξινόμησης βασίζονται σε προσπάθειες που ταξινομούν και ομαδοποιούν τεράστιες ποσότητες περιβαλλοντικών δεδομένων για να αποκαλύψουν μοτίβα μεταξύ αλληλεπιδρώντας κλιματολογικών διαδικασιών. Όλες αυτές οι ταξινομήσεις είναι περιορισμένες αφού καμία περιοχή δεν υπόκειται στις ίδιες φυσικές ή βιολογικές δυνάμεις με τον ίδιο ακριβώς τρόπο. Η δημιουργία ενός ατομικού κλίματος ακολουθεί είτε μια γενετική είτε μια εμπειρική προσέγγιση.
Γενικές εκτιμήσεις
Το κλίμα μιας περιοχής είναι η σύνθεση των περιβαλλοντικών συνθηκών (εδάφη, βλάστηση, καιρός κ.λπ.) που έχουν επικρατήσει εκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτή η σύνθεση περιλαμβάνει τόσο τους μέσους όρους των κλιματικών στοιχείων όσο και τις μετρήσεις της μεταβλητότητας (όπως ακραίες τιμές και πιθανότητες). Το κλίμα είναι μια περίπλοκη, αφηρημένη έννοια που περιλαμβάνει δεδομένα για όλες τις πτυχές του περιβάλλοντος της Γης. Ως εκ τούτου, δεν μπορεί να ειπωθεί ότι δύο περιοχές στη Γη έχουν ακριβώς το ίδιο κλίμα.
Παρ 'όλα αυτά, είναι προφανές ότι, σε περιορισμένες περιοχές του πλανήτη, τα κλίματα ποικίλλουν εντός ενός περιορισμένου εύρους και ότι οι κλιματικές περιοχές είναι ορατές εντός των οποίων κάποια ομοιομορφία είναι εμφανής στα πρότυπα των κλιματικών στοιχείων. Επιπλέον, οι ευρέως διαχωρισμένες περιοχές του κόσμου διαθέτουν παρόμοια κλίματα, όταν το σύνολο των γεωγραφικών σχέσεων που συμβαίνουν σε μια περιοχή είναι παρόμοιο με αυτό της άλλης. Αυτή η συμμετρία και η οργάνωση του κλιματικού περιβάλλοντος υποδηλώνει μια υποκείμενη παγκόσμια κανονικότητα και τάξη στα φαινόμενα που προκαλούν το κλίμα (όπως μοτίβα εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας, βλάστηση, εδάφη, ανέμους, θερμοκρασία και μάζες αέρα). Παρά την ύπαρξη τέτοιων υποκείμενων προτύπων, η δημιουργία ενός ακριβούς και χρήσιμου σχεδίου για το κλίμα είναι αποθαρρυντικό έργο.
Πρώτον, το κλίμα είναι μια πολυδιάστατη έννοια και δεν είναι προφανής απόφαση για το ποια από τις πολλές παρατηρούμενες περιβαλλοντικές μεταβλητές θα πρέπει να επιλεγεί ως βάση της ταξινόμησης. Αυτή η επιλογή πρέπει να γίνει για πολλούς λόγους, τόσο πρακτικούς όσο και θεωρητικούς. Για παράδειγμα, η χρήση πάρα πολλών διαφορετικών στοιχείων ανοίγει τις πιθανότητες ότι η ταξινόμηση θα έχει πάρα πολλές κατηγορίες για εύκολη ερμηνεία και ότι πολλές από τις κατηγορίες δεν θα αντιστοιχούν σε πραγματικά κλίματα. Επιπλέον, μετρήσεις πολλών από τα στοιχεία του κλίματος δεν είναι διαθέσιμες για μεγάλες περιοχές του κόσμου ή έχουν συλλεχθεί για μικρό χρονικό διάστημα. Οι κύριες εξαιρέσεις είναι δεδομένα εδάφους, βλάστησης, θερμοκρασίας και υετού, τα οποία είναι ευρύτερα διαθέσιμα και έχουν καταγραφεί για εκτεταμένες χρονικές περιόδους.
Η επιλογή των μεταβλητών καθορίζεται επίσης από τον σκοπό της ταξινόμησης (όπως η κατανομή της φυσικής βλάστησης, η εξήγηση των διαδικασιών σχηματισμού εδάφους ή η ταξινόμηση των κλιμάτων από την άποψη της ανθρώπινης άνεσης). Οι σχετικές μεταβλητές στην ταξινόμηση θα καθοριστούν από αυτόν τον σκοπό, όπως και οι τιμές κατωφλίου των μεταβλητών που επιλέγονται για τη διαφοροποίηση των κλιματικών ζωνών.
Μια δεύτερη δυσκολία προκύπτει από τη γενικά σταδιακή φύση των αλλαγών στα κλιματικά στοιχεία πάνω στην επιφάνεια της Γης. Εκτός από ασυνήθιστες καταστάσεις λόγω οροσειρών ή ακτών, η θερμοκρασία, η βροχόπτωση και άλλες κλιματικές μεταβλητές τείνουν να αλλάζουν μόνο αργά σε απόσταση. Ως αποτέλεσμα, οι τύποι του κλίματος τείνουν να αλλάζουν απαράδεκτα καθώς κάποιος μετακινείται από μια τοποθεσία στην επιφάνεια της Γης σε άλλη. Η επιλογή ενός συνόλου κριτηρίων για τη διάκριση ενός κλιματικού τύπου από τον άλλο ισοδυναμεί έτσι με το να σχεδιάσουμε μια γραμμή σε έναν χάρτη για να διακρίνουμε την κλιματική περιοχή που διαθέτει έναν τύπο από αυτόν που έχει τον άλλο. Ενώ αυτό δεν διαφέρει καθόλου από πολλές άλλες αποφάσεις ταξινόμησης που λαμβάνονται συνήθως στην καθημερινή ζωή, πρέπει πάντα να θυμόμαστε ότι τα όρια μεταξύ γειτονικών κλιματικών περιοχών τοποθετούνται κάπως αυθαίρετα μέσω περιοχών συνεχούς, σταδιακής αλλαγής και ότι οι περιοχές που ορίζονται εντός αυτών των ορίων απέχουν πολύ από ομοιογενή όσον αφορά τα κλιματολογικά χαρακτηριστικά τους.
Τα περισσότερα σχήματα ταξινόμησης προορίζονται για εφαρμογή σε παγκόσμια ή ηπειρωτική κλίμακα και καθορίζουν περιοχές που αποτελούν μεγάλες υποδιαιρέσεις ηπείρων εκατοντάδες έως χιλιάδες χιλιόμετρα. Αυτά μπορούν να ονομαστούν μακροκλίματα. Όχι μόνο θα υπάρξουν αργές αλλαγές (από υγρό σε ξηρό, ζεστό σε κρύο, κ.λπ.) σε μια τέτοια περιοχή ως αποτέλεσμα των γεωγραφικών διαβαθμίσεων κλιματικών στοιχείων στην ήπειρο στην οποία ανήκει η περιοχή, αλλά θα υπάρχουν μεσοκλίματα εντός αυτών των περιοχών που σχετίζονται με κλιματολογικές διεργασίες που συμβαίνουν σε κλίμακα δεκάδων έως εκατοντάδων χιλιομέτρων που δημιουργούνται από διαφορές υψομέτρου, πτυχές κλίσης, υδάτινα σώματα, διαφορές στην κάλυψη βλάστησης, αστικές περιοχές και τα παρόμοια. Τα μεσοκλίματα, με τη σειρά τους, μπορούν να διαχωριστούν σε πολλά μικροκλίματα, τα οποία εμφανίζονται σε κλίμακες μικρότερες από 0,1 km (0,06 μίλια), όπως στις κλιματικές διαφορές μεταξύ των δασών, των καλλιεργειών και του γυμνού εδάφους, σε διάφορα βάθη σε ένα θόλο φυτού, σε διαφορετικά βάθη στο έδαφος, σε διαφορετικές πλευρές ενός κτηρίου και ούτω καθεξής.
Παρά τους περιορισμούς αυτούς, η ταξινόμηση του κλίματος παίζει βασικό ρόλο ως μέσο γενίκευσης της γεωγραφικής κατανομής και αλληλεπιδράσεων μεταξύ κλιματικών στοιχείων, για τον εντοπισμό μιγμάτων κλιματολογικών επιδράσεων σημαντικών σε διάφορα κλιματολογικά εξαρτώμενα φαινόμενα, για την τόνωση της αναζήτησης για τον εντοπισμό των διαδικασιών ελέγχου του κλίματος και, ως εκπαιδευτικό εργαλείο, για να δείξουμε μερικούς από τους τρόπους με τους οποίους οι απομακρυσμένες περιοχές του κόσμου είναι και οι δύο διαφορετικοί και παρόμοιοι με την περιοχή του σπιτιού τους.
Προσεγγίσεις στην κλιματική ταξινόμηση
Οι παλαιότερες γνωστές κλιματολογικές ταξινομήσεις ήταν εκείνες της κλασικής ελληνικής εποχής. Τέτοια σχήματα διαιρούσαν γενικά τη Γη σε γεωγραφικές ζώνες βάσει των σημαντικών παραλληλισμών των 0 °, 23,5 ° και 66,5 ° του γεωγραφικού πλάτους (δηλαδή, ο Ισημερινός, οι Τροπικοί Καρκίνοι και ο Αιγόκερως, και οι κύκλοι της Αρκτικής και της Ανταρκτικής, αντίστοιχα) και η διάρκεια της ημέρας Η σύγχρονη ταξινόμηση του κλίματος έχει τις ρίζες της στα μέσα του 19ου αιώνα, με τους πρώτους δημοσιευμένους χάρτες θερμοκρασίας και βροχοπτώσεων πάνω από την επιφάνεια της Γης, οι οποίοι επέτρεψαν την ανάπτυξη μεθόδων ομαδοποίησης του κλίματος που χρησιμοποίησαν και τις δύο μεταβλητές ταυτόχρονα.
Έχουν επινοηθεί πολλά διαφορετικά σχήματα ταξινόμησης του κλίματος (περισσότερα από 100), αλλά όλα αυτά μπορούν να διαφοροποιηθούν ευρέως είτε ως εμπειρικές είτε ως γενετικές μέθοδοι. Αυτή η διάκριση βασίζεται στη φύση των δεδομένων που χρησιμοποιούνται για την ταξινόμηση. Οι εμπειρικές μέθοδοι χρησιμοποιούν τα παρατηρούμενα περιβαλλοντικά δεδομένα, όπως θερμοκρασία, υγρασία και καθίζηση ή απλές ποσότητες που προέρχονται από αυτά (όπως εξάτμιση). Αντίθετα, μια γενετική μέθοδος ταξινομεί το κλίμα με βάση τα αιτιακά στοιχεία της, τη δραστηριότητα και τα χαρακτηριστικά όλων των παραγόντων (μάζες αέρα, συστήματα κυκλοφορίας, μέτωπα, ροές αεριωθούμενων, ηλιακή ακτινοβολία, τοπογραφικά αποτελέσματα κ.λπ.) που προκαλούν χωρικά και χρονικά μοτίβα κλιματικών δεδομένων. Ως εκ τούτου, ενώ οι εμπειρικές ταξινομήσεις είναι σε μεγάλο βαθμό περιγραφικές για το κλίμα, οι γενετικές μέθοδοι είναι (ή θα έπρεπε) να είναι επεξηγηματικές. Δυστυχώς, τα γενετικά σχήματα, ενώ είναι επιστημονικά πιο επιθυμητά, είναι εγγενώς πιο δύσκολο να εφαρμοστούν επειδή δεν χρησιμοποιούν απλές παρατηρήσεις. Ως αποτέλεσμα, τέτοια σχήματα είναι τόσο λιγότερο κοινά όσο και λιγότερο επιτυχημένα συνολικά. Επιπλέον, οι περιοχές που ορίζονται από τους δύο τύπους συστημάτων ταξινόμησης δεν αντιστοιχούν απαραίτητα. Ειδικότερα, δεν είναι ασυνήθιστο για παρόμοιες κλιματολογικές μορφές που προκύπτουν από διαφορετικές κλιματικές διεργασίες να ομαδοποιούνται από πολλά κοινά εμπειρικά σχήματα.
Γενετικές ταξινομήσεις
Οι γενετικές ταξινομήσεις ομαδοποιούν τις αιτίες τους. Μεταξύ αυτών των μεθόδων, διακρίνονται τρεις τύποι: (1) εκείνοι που βασίζονται στους γεωγραφικούς καθοριστικούς παράγοντες του κλίματος, (2) εκείνοι που βασίζονται στον προϋπολογισμό της επιφανειακής ενέργειας και (3) εκείνοι που προέρχονται από την ανάλυση μάζας αέρα.
Στην πρώτη τάξη είναι ένας αριθμός σχεδίων (σε μεγάλο βαθμό το έργο των Γερμανών κλιματολόγων) που ταξινομούν τα κλίματα σύμφωνα με παράγοντες όπως ο γεωγραφικός έλεγχος της θερμοκρασίας, η ηπειρωτικότητα έναντι των παραγόντων που επηρεάζονται από τον ωκεανό, η τοποθεσία σε σχέση με την πίεση και τις ζώνες ανέμου και τις επιπτώσεις των βουνών. Αυτές οι ταξινομήσεις μοιράζονται ένα κοινό μειονέκτημα: είναι ποιοτικές, έτσι ώστε οι κλιματικές περιοχές να προσδιορίζονται με υποκειμενικό τρόπο παρά ως αποτέλεσμα της εφαρμογής κάποιου αυστηρού τύπου διαφοροποίησης.
Ένα ενδιαφέρον παράδειγμα μιας μεθόδου που βασίζεται στο ενεργειακό ισοζύγιο της επιφάνειας της Γης είναι η ταξινόμηση του 1970 του Werner H. Terjung, ενός Αμερικανού γεωγράφου. Η μέθοδος του χρησιμοποιεί δεδομένα για περισσότερες από 1.000 τοποθεσίες παγκοσμίως για την καθαρή ηλιακή ακτινοβολία που λαμβάνεται στην επιφάνεια, τη διαθέσιμη ενέργεια για εξάτμιση νερού και τη διαθέσιμη ενέργεια για θέρμανση αέρα και υπογείου. Τα ετήσια μοτίβα ταξινομούνται σύμφωνα με τη μέγιστη εισροή ενέργειας, το ετήσιο εύρος εισροών, το σχήμα της ετήσιας καμπύλης και τον αριθμό μηνών με αρνητικά μεγέθη (ενεργειακά ελλείμματα). Ο συνδυασμός χαρακτηριστικών για μια τοποθεσία αντιπροσωπεύεται από μια ετικέτα που αποτελείται από πολλά γράμματα με καθορισμένες έννοιες και χαρτογραφούνται περιοχές με παρόμοια καθαρά κλίματα ακτινοβολίας.
Πιθανώς τα γενετικά συστήματα που χρησιμοποιούνται ευρέως, ωστόσο, είναι αυτά που χρησιμοποιούν έννοιες μάζας αέρα. Οι μάζες αέρα είναι μεγάλα σώματα αέρα που, κατ 'αρχήν, έχουν σχετικά ομοιογενείς ιδιότητες θερμοκρασίας, υγρασίας κ.λπ., στον οριζόντιο. Ο καιρός σε μεμονωμένες ημέρες μπορεί να ερμηνευθεί με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά και τις αντιθέσεις τους στα μέτωπα.
Δύο Αμερικανοί γεωγράφοι-κλιματολόγοι έχουν μεγαλύτερη επιρροή στις ταξινομήσεις με βάση τη μάζα του αέρα. Το 1951 ο Arthur N. Strahler περιέγραψε μια ποιοτική ταξινόμηση βάσει του συνδυασμού των μαζών αέρα που υπάρχουν σε μια δεδομένη τοποθεσία καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους. Μερικά χρόνια αργότερα (1968 και 1970) ο John E. Oliver έθεσε αυτόν τον τύπο ταξινόμησης σε μια πιο σταθερή βάση παρέχοντας ένα ποσοτικό πλαίσιο που χαρακτήρισε συγκεκριμένους συνδυασμούς μάζας αέρα και μάζας αέρα ως «κυρίαρχο», «υπο-κυρίαρχο» ή «εποχιακό» συγκεκριμένα τοποθεσίες. Παρείχε επίσης ένα μέσο ταυτοποίησης των μαζών αέρα από διαγράμματα μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας και βροχόπτωσης που απεικονίζονται σε ένα «διάγραμμα θερμοφύτων», μια διαδικασία που εξαλείφει την ανάγκη για λιγότερο κοινά δεδομένα ανώτερου αέρα για να γίνει η ταξινόμηση.
