تصنيف المناخ ، وإضفاء الطابع الرسمي على النظم التي تعترف وتوضح وتبسط أوجه التشابه والاختلاف المناخي بين المناطق الجغرافية من أجل تعزيز الفهم العلمي للمناخ. تعتمد مخططات التصنيف هذه على الجهود التي تقوم بفرز وتجميع كميات هائلة من البيانات البيئية للكشف عن الأنماط بين العمليات المناخية المتفاعلة. كل هذه التصنيفات محدودة حيث لا يوجد مجالان يخضعان لنفس القوى الفيزيائية أو البيولوجية بنفس الطريقة تمامًا. يتبع إنشاء مخطط مناخي فردي نهجًا جينيًا أو تجريبيًا.
اعتبارات عامة
مناخ المنطقة هو تجميع الظروف البيئية (التربة والنباتات والطقس وما إلى ذلك) التي سادت هناك على مدى فترة طويلة من الزمن. يتضمن هذا التوليف متوسطات العناصر المناخية وقياسات التغير (مثل القيم والاحتمالات المتطرفة). المناخ مفهوم معقد ومجرّد يتضمن بيانات عن جميع جوانب بيئة الأرض. على هذا النحو ، لا يمكن القول أنه لا يوجد مكانان على الأرض يتمتعان بنفس المناخ.
ومع ذلك ، من الواضح بسهولة أنه ، على مناطق محدودة من الكوكب ، تختلف المناخات في نطاق محدود وأن المناطق المناخية يمكن تمييزها حيث يظهر بعض التوحيد في أنماط العناصر المناخية. علاوة على ذلك ، فإن المناطق المنفصلة على نطاق واسع من العالم تمتلك مناخات مماثلة عندما تتشابه مجموعة العلاقات الجغرافية التي تحدث في منطقة واحدة مع منطقة أخرى. يشير هذا التناظر والتنظيم في البيئة المناخية إلى انتظام وترتيب عالميين أساسيين في الظواهر المسببة للمناخ (مثل أنماط الإشعاع الشمسي الوارد والنباتات والتربة والرياح ودرجة الحرارة وكتل الهواء). على الرغم من وجود مثل هذه الأنماط الأساسية ، فإن إنشاء مخطط مناخي دقيق ومفيد يمثل مهمة شاقة.
أولاً ، المناخ مفهوم متعدد الأبعاد ، وليس قرارًا واضحًا بشأن أي من المتغيرات البيئية العديدة المرصودة يجب أن يتم اختياره كأساس للتصنيف. يجب أن يتم هذا الاختيار على عدد من الأسس العملية والنظرية. على سبيل المثال ، يؤدي استخدام عدد كبير جدًا من العناصر المختلفة إلى فتح احتمالات أن يحتوي التصنيف على العديد من الفئات التي لا يمكن تفسيرها بسهولة وأن العديد من الفئات لن تتوافق مع المناخ الحقيقي. علاوة على ذلك ، لا تتوفر قياسات للعديد من عناصر المناخ لمناطق واسعة من العالم أو تم جمعها لفترة قصيرة فقط. الاستثناءات الرئيسية هي التربة والنباتات ودرجة الحرارة وبيانات هطول الأمطار ، وهي متاحة على نطاق أوسع وتم تسجيلها لفترات طويلة من الزمن.
يتم تحديد اختيار المتغيرات أيضًا من خلال الغرض من التصنيف (مثل حساب توزيع النباتات الطبيعية ، أو شرح عمليات تكوين التربة ، أو تصنيف المناخات من حيث راحة الإنسان). سيتم تحديد المتغيرات ذات الصلة في التصنيف من خلال هذا الغرض ، وكذلك قيم عتبة المتغيرات المختارة للتمييز بين المناطق المناخية.
تنتج الصعوبة الثانية عن الطبيعة التدريجية العامة للتغيرات في العناصر المناخية على سطح الأرض. باستثناء المواقف غير المعتادة بسبب السلاسل الجبلية أو السواحل ، تميل درجة الحرارة وهطول الأمطار والمتغيرات المناخية الأخرى إلى التغيير ببطء فقط عبر المسافة. ونتيجة لذلك ، تميل أنواع المناخ إلى التغيير بشكل غير محسوس حيث ينتقل أحدهم من مكان على سطح الأرض إلى آخر. وبالتالي ، فإن اختيار مجموعة من المعايير لتمييز نوع مناخي عن آخر هو ما يعادل رسم خط على الخريطة لتمييز المنطقة المناخية التي تمتلك نوعًا واحدًا من النوع الذي يحتوي على نوع آخر. في حين أن هذا لا يختلف بأي حال عن العديد من قرارات التصنيف الأخرى التي يتخذها المرء بشكل روتيني في الحياة اليومية ، يجب أن نتذكر دائمًا أن الحدود بين المناطق المناخية المتاخمة يتم وضعها بشكل تعسفي إلى حد ما من خلال مناطق التغيير التدريجي المستمر وأن المناطق المحددة داخل هذه الحدود هي أبعد ما تكون عن التجانس من حيث خصائصها المناخية.
معظم مخططات التصنيف مخصصة للتطبيق على المستوى العالمي أو القاري وتحديد المناطق التي تمثل تقسيمات فرعية رئيسية للقارات عبر مئات الآلاف من الكيلومترات. يمكن أن يطلق عليها هذه المناخات. لن تكون هناك تغييرات بطيئة فقط (من رطبة إلى جافة ، ساخنة إلى باردة ، وما إلى ذلك) عبر هذه المنطقة نتيجة التدرجات الجغرافية للعناصر المناخية على القارة التي تعد المنطقة جزءًا منها ، ولكن ستكون هناك مناخات مناخية متوسطة داخل هذه المناطق المرتبطة بالعمليات المناخية التي تحدث على نطاق يتراوح من عشرات إلى مئات الكيلومترات التي يتم إنشاؤها بواسطة اختلافات الارتفاع ، وجانب المنحدر ، والأجسام المائية ، والاختلافات في الغطاء النباتي ، والمناطق الحضرية ، وما شابه ذلك. المناخات المتوسطة يمكن أن تحل بدورها في العديد من المناخات المناخية التي تحدث على مقاييس أقل من 0.1 كم (0.06 ميل) ، كما هو الحال في الاختلافات المناخية بين الغابات والمحاصيل والتربة العارية ، في أعماق مختلفة في مظلة نباتية ، في مختلف أعماق التربة ، على جوانب مختلفة من المبنى ، وما إلى ذلك.
على الرغم من هذه القيود ، يلعب تصنيف المناخ دورًا رئيسيًا كوسيلة لتعميم التوزيع الجغرافي والتفاعلات بين العناصر المناخية ، وتحديد مزيج من التأثيرات المناخية المهمة لمختلف الظواهر المعتمدة على المناخ ، وتحفيز البحث لتحديد عمليات التحكم في المناخ ، و ، كأداة تعليمية ، لإظهار بعض الطرق التي تختلف بها المناطق البعيدة من العالم عن المنطقة المحلية الخاصة بها ومماثلة لها.
مناهج التصنيف المناخي
أقدم التصنيفات المناخية المعروفة كانت تلك التي كانت في العصر اليوناني الكلاسيكي. بشكل عام ، قسمت هذه المخططات الأرض إلى مناطق خطوط العرض على أساس أوجه التشابه الهامة من 0 درجة و 23.5 درجة و 66.5 درجة من خط العرض (أي خط الاستواء ومدن السرطان والجدي ، ودوائر القطب الشمالي والقطب الجنوبي ، على التوالي) وعلى طول اليوم. يعود أصل تصنيف المناخ الحديث إلى منتصف القرن التاسع عشر ، مع أول خرائط منشورة لدرجة الحرارة وهطول الأمطار على سطح الأرض ، مما سمح بتطوير طرق تجميع المناخ التي تستخدم كلا المتغيرين في وقت واحد.
تم وضع العديد من المخططات المختلفة لتصنيف المناخ (أكثر من 100) ، ولكن يمكن تمييزها جميعًا على نطاق واسع إما كطرق تجريبية أو جينية. يعتمد هذا التمييز على طبيعة البيانات المستخدمة في التصنيف. تستفيد الطرق التجريبية من البيانات البيئية المرصودة ، مثل درجة الحرارة والرطوبة وهطول الأمطار ، أو كميات بسيطة مشتقة منها (مثل التبخر). وعلى النقيض من ذلك ، فإن الطريقة الجينية تصنف المناخ على أساس عناصره السببية ، ونشاط وخصائص جميع العوامل (الكتل الهوائية ، وأنظمة الدوران ، والجبهات ، والتيارات النفاثة ، والإشعاع الشمسي ، والتأثيرات الطبوغرافية ، وما إلى ذلك) التي تؤدي إلى الأنماط المكانية والزمنية للبيانات المناخية. وبالتالي ، في حين أن التصنيفات التجريبية وصفية إلى حد كبير للمناخ ، فإن الأساليب الوراثية (أو ينبغي أن تكون) تفسيرية. لسوء الحظ ، فإن المخططات الجينية ، على الرغم من أنها مرغوبة علمياً ، أكثر صعوبة في التنفيذ بطبيعتها لأنها لا تستخدم ملاحظات بسيطة. ونتيجة لذلك ، فإن مثل هذه المخططات أقل شيوعًا وأقل نجاحًا بشكل عام. علاوة على ذلك ، فإن المناطق التي حددها نوعا مخططات التصنيف لا تتوافق بالضرورة ؛ على وجه الخصوص ، ليس من غير المألوف أن يتم تجميع الأشكال المناخية المماثلة الناتجة عن العمليات المناخية المختلفة معًا من قبل العديد من المخططات التجريبية المشتركة.
التصنيفات الجينية
مجموعة التصنيفات الجينية المناخية حسب أسبابها. من بين هذه الأساليب ، يمكن تمييز ثلاثة أنواع: (1) تلك القائمة على المحددات الجغرافية للمناخ ، (2) تلك القائمة على ميزانية الطاقة السطحية ، و (3) المستمدة من تحليل كتلة الهواء.
يوجد في الفصل الأول عدد من المخططات (إلى حد كبير عمل علماء المناخ الألمان) التي تصنف المناخ وفقًا لعوامل مثل التحكم في درجة الحرارة العرضية ، والقارة مقابل العوامل المتأثرة بالمحيطات ، والموقع فيما يتعلق بالضغط وأحزمة الرياح ، وتأثيرات الجبال. تشترك جميع هذه التصنيفات في وجود عيب مشترك: فهي نوعية ، لذلك يتم تحديد المناطق المناخية بطريقة ذاتية بدلاً من تطبيق بعض صيغ التمييز الصارمة.
مثال مثير للاهتمام لطريقة تعتمد على توازن الطاقة لسطح الأرض هو تصنيف 1970 ل Werner H. Terjung ، الجغرافي الجغرافي الأمريكي. تستخدم طريقته بيانات لأكثر من 1000 موقع حول العالم على صافي الإشعاع الشمسي المستلم على السطح ، والطاقة المتاحة لتبخر المياه ، والطاقة المتاحة لتسخين الهواء وتحت سطح الأرض. يتم تصنيف الأنماط السنوية وفقًا لمدخلات الطاقة القصوى ، والنطاق السنوي للمدخلات ، وشكل المنحنى السنوي ، وعدد الأشهر ذات المقاييس السلبية (عجز الطاقة). يتم تمثيل مجموعة خصائص الموقع بواسطة ملصق يتكون من عدة حروف ذات معاني محددة ، ويتم تعيين المناطق التي لديها مناخات إشعاعية صافية مماثلة.
ربما تكون الأنظمة الجينية الأكثر استخدامًا هي تلك التي تستخدم مفاهيم كتلة الهواء. الكتل الهوائية هي أجسام كبيرة من الهواء تمتلك ، من حيث المبدأ ، خصائص متجانسة نسبيًا لدرجة الحرارة والرطوبة وما إلى ذلك ، في الوضع الأفقي. قد يتم تفسير الطقس في الأيام الفردية من حيث هذه الميزات وتناقضاتها على الجبهات.
كان اثنان من علماء الجغرافيا والمناخ الأمريكيين أكثر تأثيرًا في التصنيفات القائمة على الكتلة الهوائية. في عام 1951 ، وصف آرثر ن. ستراهلر تصنيفًا نوعيًا يعتمد على مزيج الكتل الهوائية الموجودة في موقع معين على مدار العام. بعد بضع سنوات (1968 و 1970) وضع جون إي أوليفر هذا النوع من التصنيف على أساس أكثر صلابة من خلال توفير إطار كمي حدد كتلًا هوائية معينة ومجموعات كتلة هوائية "مهيمنة" أو "فرعية فرعية" أو "موسمية" على وجه الخصوص المواقع. كما قدم وسيلة لتحديد كتل الهواء من الرسوم البيانية لمتوسط درجة الحرارة الشهرية وهطول الأمطار المرسومة على "مخطط الحرارة الحرارية" ، وهو إجراء يتجاهل الحاجة إلى بيانات أقل شيوعًا في الهواء العلوي لإجراء التصنيف.
