Klimaatclassificatie, de formalisering van systemen die klimatologische overeenkomsten en verschillen tussen geografische gebieden herkennen, verduidelijken en vereenvoudigen om het wetenschappelijke begrip van klimaten te vergroten. Dergelijke classificatieschema's zijn afhankelijk van inspanningen die enorme hoeveelheden omgevingsgegevens sorteren en groeperen om patronen tussen interactieve klimaatprocessen te ontdekken. Al dergelijke classificaties zijn beperkt omdat geen twee gebieden op precies dezelfde manier aan dezelfde fysische of biologische krachten worden onderworpen. Het creëren van een individueel klimaatschema volgt ofwel een genetische ofwel een empirische benadering.
Algemene Overwegingen
Het klimaat van een gebied is de synthese van de omgevingscondities (bodem, vegetatie, weer, etc.) die daar gedurende een lange periode heersten. Deze synthese omvat zowel gemiddelden van de klimatologische elementen als metingen van variabiliteit (zoals extreme waarden en waarschijnlijkheden). Klimaat is een complex, abstract concept met gegevens over alle aspecten van de omgeving van de aarde. Als zodanig kunnen geen twee plaatsen op aarde exact hetzelfde klimaat hebben.
Desalniettemin is het gemakkelijk te zien dat, over beperkte gebieden van de planeet, klimaten binnen een beperkt bereik variëren en dat klimaatgebieden waarneembaar zijn waarbinnen enige uniformiteit zichtbaar is in de patronen van klimaatelementen. Bovendien hebben verafgelegen gebieden van de wereld vergelijkbare klimaten wanneer de reeks geografische relaties die in het ene gebied voorkomt, parallel loopt met die van een ander gebied. Deze symmetrie en organisatie van de klimaatomgeving suggereert een onderliggende wereldwijde regelmaat en orde in de fenomenen die het klimaat veroorzaken (zoals patronen van binnenkomende zonnestraling, vegetatie, bodem, wind, temperatuur en luchtmassa's). Ondanks het bestaan van dergelijke onderliggende patronen, is het creëren van een nauwkeurig en nuttig klimaatschema een lastige taak.
Ten eerste is het klimaat een multidimensionaal concept en het is geen voor de hand liggende beslissing welke van de vele waargenomen omgevingsvariabelen als basis voor de classificatie moet worden gekozen. Deze keuze moet op een aantal gronden worden gemaakt, zowel praktisch als theoretisch. Het gebruik van te veel verschillende elementen opent bijvoorbeeld de mogelijkheid dat de classificatie te veel categorieën zal hebben om gemakkelijk te kunnen worden geïnterpreteerd en dat veel van de categorieën niet zullen overeenkomen met echte klimaten. Bovendien zijn metingen van veel van de klimaatelementen niet beschikbaar voor grote delen van de wereld of zijn ze slechts korte tijd verzameld. De belangrijkste uitzonderingen zijn gegevens over bodem, vegetatie, temperatuur en neerslag, die uitgebreider beschikbaar zijn en gedurende langere tijd zijn geregistreerd.
De keuze van variabelen wordt ook bepaald door het doel van de classificatie (bijvoorbeeld om rekening te houden met de verspreiding van natuurlijke vegetatie, om bodemvormingsprocessen uit te leggen of om klimaten te classificeren in termen van menselijk comfort). De variabelen die relevant zijn in de classificatie zullen door dit doel worden bepaald, evenals de drempelwaarden van de variabelen die zijn gekozen om klimaatzones te differentiëren.
Een tweede moeilijkheid is het gevolg van de over het algemeen geleidelijke aard van veranderingen in de klimaatelementen boven het aardoppervlak. Behalve in ongebruikelijke situaties als gevolg van bergketens of kustlijnen, hebben temperatuur, neerslag en andere klimatologische variabelen de neiging om slechts langzaam over afstand te veranderen. Als gevolg hiervan veranderen klimaattypen onmerkbaar als men zich van de ene locatie op het aardoppervlak naar de andere verplaatst. Het kiezen van een reeks criteria om het ene klimaattype van het andere te onderscheiden, is dus gelijk aan het tekenen van een lijn op een kaart om het klimaatgebied met het ene type te onderscheiden van dat met het andere. Hoewel dit op geen enkele manier verschilt van veel andere classificatiebeslissingen die men routinematig in het dagelijks leven neemt, moet er altijd aan worden herinnerd dat grenzen tussen aangrenzende klimaatregio's enigszins willekeurig worden geplaatst door regio's van continue, geleidelijke verandering en dat de gebieden die binnen deze grenzen zijn gedefinieerd zijn verre van homogeen wat betreft hun klimatologische kenmerken.
De meeste classificatieschema's zijn bedoeld voor toepassing op wereld- of continentale schaal en definiëren regio's die grote onderverdelingen zijn van continenten van honderden tot duizenden kilometers breed. Dit kunnen macroclimaten worden genoemd. Niet alleen zullen er in een dergelijk gebied langzame veranderingen plaatsvinden (van nat naar droog, warm naar koud, enz.) Als gevolg van de geografische gradiënten van klimatologische elementen over het continent waarvan de regio deel uitmaakt, maar er zullen mesoklimaten bestaan binnen deze gebieden die verband houden met klimatologische processen die plaatsvinden op een schaal van tientallen tot honderden kilometers die worden veroorzaakt door hoogteverschillen, hellingsaspecten, waterlichamen, verschillen in vegetatiebedekking, stedelijke gebieden en dergelijke. Mesoklimaten kunnen op hun beurt worden opgelost in talloze microklimaten, die voorkomen op schalen van minder dan 0,1 km (0,06 mijl), zoals in de klimatologische verschillen tussen bossen, gewassen en kale grond, op verschillende diepten in een plantentop, op verschillende diepten in de grond, aan verschillende kanten van een gebouw, enzovoort.
Ondanks deze beperkingen speelt klimaatclassificatie een sleutelrol als een middel om de geografische verspreiding en interacties tussen klimatologische elementen te generaliseren, om mengsels van klimatologische invloeden te identificeren die belangrijk zijn voor verschillende klimatologisch afhankelijke fenomenen, om de zoektocht te stimuleren om de controlerende klimaatprocessen te identificeren, en, als een educatief hulpmiddel, om enkele manieren te laten zien waarop verre delen van de wereld verschillen van en vergelijkbaar zijn met de eigen thuisregio.
Benaderingen van klimatologische classificatie
De vroegst bekende klimatologische classificaties waren die van de klassieke Griekse tijd. Dergelijke schema's verdeelden de aarde over het algemeen in breedtegraadzones op basis van de significante parallellen van 0 °, 23,5 ° en 66,5 ° breedtegraad (dat wil zeggen de evenaar, de tropen van kanker en steenbok, respectievelijk de arctische en antarctische cirkels) en verder de lengte van de dag. De moderne klimaatclassificatie vindt zijn oorsprong in het midden van de 19e eeuw, met de eerste gepubliceerde kaarten van temperatuur en neerslag over het aardoppervlak, die de ontwikkeling van methoden voor klimaatgroepering mogelijk maakten die beide variabelen tegelijkertijd gebruikten.
Er zijn veel verschillende schema's voor het classificeren van klimaat bedacht (meer dan 100), maar ze kunnen allemaal grofweg worden gedifferentieerd als empirische of genetische methoden. Dit onderscheid is gebaseerd op de aard van de gegevens die voor classificatie zijn gebruikt. Empirische methoden maken gebruik van geobserveerde omgevingsgegevens, zoals temperatuur, vochtigheid en neerslag, of eenvoudige daarvan afgeleide hoeveelheden (zoals verdamping). Daarentegen classificeert een genetische methode het klimaat op basis van de oorzakelijke elementen, de activiteit en kenmerken van alle factoren (luchtmassa's, circulatiesystemen, fronten, straalstromen, zonnestraling, topografische effecten, enzovoort) die aanleiding geven tot de ruimtelijke en temporele patronen van klimatologische gegevens. Dus hoewel empirische classificaties grotendeels klimaatbeschrijvend zijn, zijn (of zouden) genetische methoden verklarend moeten zijn. Helaas zijn genetische schema's, hoewel wetenschappelijk wenselijker, inherent moeilijker te implementeren omdat ze geen eenvoudige waarnemingen gebruiken. Als gevolg hiervan zijn dergelijke regelingen in het algemeen minder gebruikelijk en minder succesvol. Bovendien komen de door de twee soorten classificatieschema's gedefinieerde regio's niet noodzakelijk overeen; in het bijzonder is het niet ongebruikelijk dat vergelijkbare klimatologische vormen die het gevolg zijn van verschillende klimatologische processen, worden gegroepeerd door veel algemene empirische schema's.
Genetische classificaties
Genetische classificaties groeperen klimaten op basis van hun oorzaken. Onder dergelijke methoden kunnen drie typen worden onderscheiden: (1) die op basis van de geografische determinanten van het klimaat, (2) die op het budget voor oppervlakte-energie en (3) die die zijn afgeleid van luchtmassa-analyse.
In de eerste klasse zijn een aantal schema's (grotendeels het werk van Duitse klimatologen) die klimaten categoriseren op basis van factoren zoals breedtecontrole van temperatuur, continentaliteit versus door de oceaan beïnvloede factoren, locatie met betrekking tot druk en windgordels en effecten van bergen. Deze classificaties delen allemaal een gemeenschappelijke tekortkoming: ze zijn kwalitatief, zodat klimaatregio's op een subjectieve manier worden aangewezen in plaats van als gevolg van de toepassing van een rigoureuze differentiërende formule.
Een interessant voorbeeld van een methode gebaseerd op de energiebalans van het aardoppervlak is de classificatie van Werner H. Terjung uit 1970, een Amerikaanse geograaf. Zijn methode gebruikt gegevens voor meer dan 1.000 locaties wereldwijd over de netto zonnestraling die aan het oppervlak wordt ontvangen, de beschikbare energie voor het verdampen van water en de beschikbare energie voor het verwarmen van de lucht en de ondergrond. De jaarpatronen worden geclassificeerd op basis van de maximale energie-input, het jaarbereik in input, de vorm van de jaarcurve en het aantal maanden met negatieve magnitudes (energietekorten). De combinatie van kenmerken voor een locatie wordt weergegeven door een label dat bestaat uit meerdere letters met gedefinieerde betekenissen en regio's met vergelijkbare netto stralingsklimaten worden in kaart gebracht.
Waarschijnlijk de meest gebruikte genetische systemen zijn echter die met luchtmassaconcepten. Luchtmassa's zijn grote luchtlichamen die in principe relatief homogene eigenschappen hebben van temperatuur, vochtigheid, enz., Horizontaal. Het weer op individuele dagen kan worden geïnterpreteerd in termen van deze kenmerken en hun contrasten aan de voorkant.
Twee Amerikaanse geograaf-klimatologen zijn het meest invloedrijk geweest in classificaties op basis van luchtmassa. In 1951 beschreef Arthur N. Strahler een kwalitatieve classificatie op basis van de combinatie van luchtmassa's die het hele jaar door op een bepaalde locatie aanwezig waren. Enkele jaren later (1968 en 1970) plaatste John E. Oliver dit type classificatie op een stevigere basis door een kwantitatief raamwerk te bieden waarin bepaalde luchtmassa's en luchtmassa-combinaties als "dominant", "subdominant" of "seizoensgebonden" in het bijzonder werden aangeduid locaties. Hij voorzag ook in een manier om luchtmassa's te identificeren op basis van diagrammen van gemiddelde maandelijkse temperatuur en neerslag, uitgezet in een 'thermohyet-diagram', een procedure die de noodzaak van minder algemene gegevens in de bovenlucht om de classificatie te maken overbodig maakt.
