Ugrás a tartalomhoz

Éghajlattan

Dr. Bartholy Judit (2012)

EDUTUS Főiskola

Az éghajlat osztályozása és ábrázolása

Az éghajlat osztályozása és ábrázolása

Az éghajlat osztályozása I.

Már az ókori görögök leírják, hogy egy adott hely, régió éghajlata elsősorban annak földrajzi szélességétől függ. A földrajzi szélesség azonban nem az egyedüli meghatározó tényezője az éghajlatnak. Az elmúlt évszázadok során számos próbálkozás történt a különböző klímák rendszerezésére, osztályozására. Ezen osztályozásokban az alábbi fő klímabefolyásoló tényezők játszhatnak szerepet:

  • a beérkező napsugárzás,

  • a légtömegek hatása,

  • az alacsony és magas légnyomású központok,

  • az óceáni áramlatokból származó hőátadás,

  • a domborzat,

  • az általános cirkuláció szélrendszerei,

  • a szárazföldek és óceáni területek eloszlása,

  • a tengerszint feletti magasság.

A nagy skálájú folyamatokat tekintve (azaz makroszinten) főként az első három tényező határozza meg a regionális klímát. A modernebb klímaosztályozások két fő csoportba sorolhatók: a genetikus és az empirikus módszerekbe. A genetikus osztályozások az éghajlatot kialakító okokra fókuszálnak, s a légtömegek szerepét hangsúlyozzák. Ezek során a különböző légtömegek előfordulásának relatív gyakoriságait és a szinoptikus rendszerek (ciklonok, anticiklonok, polárfrontok, szubtrópusi jetek) elhelyezkedését vesszük figyelembe. Az empirikus vagy leíró osztályozások során a klímaparaméterek (hőmérséklet, csapadék, párolgás stb.) meghatározott intervallumait tekintjük, és ezek alapján történik a besorolás.

A legegyszerűbb osztályozás a szoláris klímaövek definiálásával történhet, mely kizárólag a Nap évi járását veszi figyelembe. Ennek alapján megkülönböztetjük a trópusi övet, a mérsékelt övet és a poláris övet, melyek rendre a Föld felszínének 40%-át, 52%-át és 8%-át fedik le. Egyértelmű, hogy ez a fajta osztályozás túlságosan leegyszerűsített, az osztályok száma túl kevés, valamint a területi aránytalanság is jelentős.

Az éghajlat osztályozása II.

Az empirikus osztályozásokhoz ismernünk kell az adott hely, régió meteorológiai paramétereinek egyenkénti vagy együttes eloszlásait, s ennek alapján különítjük el az egyes éghajlati osztályokat. A rendszeres meteorológiai mérések megindulásával lehetővé vált a mért adatok alapján történő empirikus klímaosztályozás, melyre az első kísérletet A. Supan 1879-ben tette. Ebben a kezdetleges osztályozásban három típus szerepel (trópusi, mérsékelt, poláris öv), melyeket a 20 °C-os és a 10 °C-os éves középhőmérsékleti izotermával választott szét. A hőmérséklet és a csapadék havi és évi átlagértékeiből, illetve az éven belüli eloszlásukból indult ki W. Köppen (1918), s ezek alapján fejlesztette ki az 5 éghajlati főövből (2.3.2.1. táblázat) és azon belül 11 alapvető éghajlati típusból álló rendszerét (2.3.2.2. táblázat).

2.3.2.1. ábra

2.3.2.2. ábra

Ezek földi arányait illusztráljuk a szárazföldi és óceáni felszínekre összesítve a 2.3.2.3. ábrán. A két legnagyobb területet elfoglaló éghajlati osztály a trópusi (36%) és a meleg mérsékelt (28%) főöv.

2.3.2.3. ábra

A különböző éghajlati típusok földrajzi eloszlását a 2.3.2.4. ábrán jelenítjük meg.

2.3.2.4. ábra Forrás: Kottek, M.–Grieser, J.– Beck, C.–Rudolf, B. and F. Rubel 2006. World Map of the Köppen-Geiger climate classification updated. Meteorol. Z., 15, 259–263. DOI: 10.1127/0941-2948/2006/0130. http://koeppen-geiger.vu-wien.ac.at/

Az éghajlat osztályozása III.

A genetikus osztályozások közül a legelterjedtebb a T. Bergeron-féle klasszifikáció (1928), melynek osztályait három betű jelöli. Az első betű a légnedvességi tulajdonságokat jellemzi: c.. jelenti a kontinentális, vagyis szárazföldi légtömegeket (ezek általában száraznak tekinthetők), m.. jelenti a maritim, vagyis óceáni légtömegeket (ezek egyértelműen nedves légtömegek). A második betű a légtömeg eredetének hőmérsékleti tulajdonságait jelzi: T.. trópusi, P.. poláris, A.. sarkvidéki (Arktiszról vagy Antarktiszről). A légtömegek tipikus elhelyezkedését a 2.3.3.1. ábra mutatja be.

2.3.3.1. ábra

A harmadik betű a légköri stabilitásra utal: k..-t használunk, ha a légtömeg hidegebb, mint az alatta lévő felszín, w..-t pedig, ha melegebb. Ezek alapján az egyes osztályok betűjelei: cTk, cTw, mTk, mTw, cPk, cPw, mPk, mPw, cAk, mAk, cAw, mAw, melyek közül értelemszerűen az utolsó kettő nem fordul elő. Ennek a rendszerezésnek a továbbfejlesztője volt például H. C. Willett, aki még a felsőlégkör szintjeinek stabilitási viszonyait is figyelembe vette: s..-sel a stabil, u..-val az instabil rétegződést jelölte. Mások pedig további kiegészítéseket vezettek be a hőmérsékleti viszonyok szempontjából: M.. a monszun, E.. az egyenlítői, S.. a felsőlégköri eredetű légtömegeket jelöli, ez utóbbi az uralkodó leáramló mozgás miatt rendkívül száraz. Olyan szerzők is akadtak, akik egyszerűsítették a rendszert, s csak poláris (P) és trópusi (T) eredetű légtömegeket vettek figyelembe, melyeket a polárfront választ el egymástól.

A genetikus osztályozások nagy előnye, hogy bepillantást enged az éghajlatok kialakulásának fizikai mechanizmusába, viszont hátrányuk, hogy a tényleges éghajlatok számértékekhez nem köthetők, s az osztályok földrajzi elhelyezkedése csak nagyvonalakban határolható be. Az említett osztályozáson kívül ide sorolható még az A. Hettner által alkotott rendszerezés (1930), mely a szélövezeteken alapul, s a kontinentalitás mértékét, a vizsgált terület tengerhez/óceánhoz viszonyított fekvését (keleti, illetve nyugati partvidék), valamint a hegyvonulatok irányát veszi még figyelembe. H. Flohn (1950) Hettner rendszerét fejlesztette tovább az általános cirkulációra vonatkozó újabb ismeretek felhasználásával.

A Köppen-rendszer továbbfejlesztésének tekinthető G. Trewartha 1937-ben megjelent éghajlati osztályozása, amely fokozottabban figyelembe veszi a növényföldrajzi adottságokat, s e rendszerben az alaposztályok száma is több. W. Thornthwaite (1931) rendszere a hő- és vízellátottsági viszonyokat egy-egy komplex index bevezetésével veszi figyelembe, melyeket az osztályok elkülönítésére alkalmaz. Ezt a rendszert fejlesztette tovább Budyko (1969) a potenciális párolgás és az évi csapadékösszeg hányadosából képzett ariditási index definiálásával, valamint a hőellátottságot kifejező sugárzási egyenleg felhasználásával.

C. Troll–K-H. Paffen (1963) a növényföldrajzi sajátosságokat is figyelembe vették az 5 fő éghajlati öv és a 37 altípus kialakításánál, de természetesen ebben az esetben is a hőmérséklet és a csapadék évszakos változásai alapján jelennek meg az éghajlati típusok. E rendszerezést elsődlegesen a botanika, a mezőgazdaság, s a növényföldrajz területén alkalmazzák.

Az éghajlati viszonyok ábrázolása

A meteorológiai mérések alapján napi, havi, évszakos, évi átlagokat határozunk meg. Ezeket térképes formában vagy egy-egy állomásra az idősorok sajátosságait jeleníthetjük meg. Példaként a 2.3.4.1. ábrán a magyarországi évi középhőmérséklet területi eloszlását láthatjuk.

2.3.4.1. ábra Forrás: Magyarország éghajlati atlasza, OMSz, 2001.

Jellegzetes ábrázolási mód a hőmérséklet és a csapadék évi menetének bemutatása, ahol a havi középhőmérsékleteket és az átlagos havi csapadékösszegeket szerepeltetjük (2.3.4.2. ábra).

2.3.4.2. ábra

Walter–Lieth-diagram I.

Heinrich Walter és Helmuth Lieth német kutatók 1957 és 1966 között fejlesztették ki speciális klímadiagramjukat, és állították össze ez alapján a Föld minden tájának klímasajátosságait bemutató diagramsorozatukat, melyet azóta is számos terület szakemberei, pl. geográfusok, botanikusok, erdészek, mezőgazdászok használnak munkájukhoz. Az 1967-ben Jénában kiadott Éghajlati Világatlasz (Klimadiagramm-Weltatlas) mintegy 8000 állomás éghajlati diagramját tartalmazza. Példaként a tibeti Lhásza Walter–Lieth-diagramján mutatjuk be az ábrázolt elemek értelmezését.

2.3.5.1. ábra

A fejlécben szerepel a vizsgált földrajzi hely és az ország neve, s zárójelben a mérőhely tengerszint feletti magassága (1). Ez alatt adjuk meg a földrajzi koordinátákat – a szélességet és a hosszúságot – (2). A jobb felső sarokban a Köppen-féle klímaosztály fő- és alosztályainak betűjele jelenik meg (3). A diagram tetején a harmadik sorban bal oldalon az éves átlaghőmérsékletet tized °C pontossággal (4), jobb oldalon az éves csapadékösszeget mm pontossággal (5) tüntetik fel. A Walter–Lieth-diagramok speciális tulajdonsága, hogy a havi átlaghőmérsékleteket és a havi csapadékösszegeket együttesen jelenítik meg, a skálák egymáshoz való viszonya rögzített. A bal oldali hőmérsékleti (6) és a jobb oldali csapadékskála (7) nulla vonala egybeesik, s a beosztás 10 °C-onként, illetve 20 mm-ként történik. A csapadékskálán a 100 mm fölötti értékeknél egy nagyságrendi váltás következik (azaz egy beosztás 20 mm helyett 200 mm-nek felel meg). A hőmérsékleti skála felső részén a vizsgált időszakban mért legnagyobb és legkisebb hőmérsékleti érték szerepel (8). A havi átlaghőmérsékletek és csapadékösszegek éves menetét szürke, illetve fekete színű görbe jelöli. Amikor a csapadékgörbe a hőmérsékleti görbe alatt halad, akkor aridus (száraz) időszakról beszélünk, s a két görbe közötti területet pöttyözéssel emeljük ki (9). Amikor a csapadékgörbe a hőmérsékleti görbe fölött halad, akkor humidus (nedves) éghajlati viszonyok jellemzőek, s a görbék közötti területet függőleges vonalakkal jelöljük (10). Ezek a vonalak csak a nullavonal fölött jelennek meg, a hőmérsékleti negatív tartományban nem folytatódnak. A csapadékgörbe 100 mm fölötti tartományát folytonos színezéssel emeljük ki (11), ez a szuperhumidus (rendkívül nedves) időszak. A mezőgazdaság számára az egyik kiemelten fontos éghajlati esemény az aszály, ezért a diagramon az aszályveszélyes időszakok külön megjeleníthetők. Az eredeti csapadékgörbét 1/3-dal lejjebb szaggatott vonallal ábrázoljuk, s a módosított csapadékgörbe és a hőmérsékleti görbe közötti területet vízszintes szaggatott vonalakkal jelöljük (12). A mezőgazdaság és az energiaipar számára egyaránt nagy jelentőséggel bírnak a fagyos, fagyveszélyes időszakok. A Walter–Lieth-diagramon ezek is megjeleníthetők. A nullatengely alá fekete színezéssel (13) a fagyos hónapokat ábrázoljuk (amikor a havi átlagos napi minimumhőmérséklet kisebb, mint 0 °C), a ferde vonalkázással (14) pedig a fagyveszélyes hónapokat (amikor a hőmérséklet 0 °C alá süllyedhet) jelöljük. Annak érdekében, hogy a klímadiagramok egységesen összehasonlíthatók legyenek az egész Földön, a déli félgömbön a hónapok sora júliussal kezdődik (az északi félgömbön a szokásos januárral).

Walter–Lieth-diagram II.

A Walter–Lieth-féle klímadiagramok használata széles körben elterjedt, előnyük az egységes megjelenítés mellett a szemléletesség és az egyszerűség. Hátrányuk viszont egyrészt az, hogy az ábrázolásmód által sugallt összefüggés a párolgás és a hőmérséklet között nem teljesen korrekt, hiszen a kapcsolat nem egészen lineáris. Másrészt nem minden éghajlat esetén alkalmazható a P = 2·T ariditási határérték, például a fagypont alatti hőmérsékletek esetén ez nem használható.

Néhány példát látunk különböző éghajlatú területekről a következő diagramokon: a 2.3.6.1. ábrán trópusi monszun klímát láthatunk, a 2.3.6.2. ábrán száraz sivatagi klímát, a 2.3.6.3. ábrán meleg mérsékelt klímát, a 2.3.6.4. ábrán boreális klímát, a 2.3.6.5. ábrán pedig poláris klímát.

2.3.6.1. ábra

2.3.6.2. ábra

2.3.6.3. ábra

2.3.6.4. ábra

2.3.6.5. ábra

A leckéhez kapcsolódó esettanulmányok

1. Határozzuk meg, hogy Nizza (Franciaország) milyen Köppen-típusba sorolható be!

2.3.6.6. ábra

Megoldás:

Az 1. betű meghatározása

– Lehet-e A.. (trópusi éghajlat)?

Nem, mert a leghidegebb hónapban (januárban) a középhőmérséklet 7,5 °C, s ez nem nagyobb 18 °C-nál.

– Lehet-e B.. (száraz éghajlat)?

Az évi csapadékösszeg: 769 mm. Mikorra esik a csapadék 70%-a? A 6 melegebb hónapban (május–október): 49+37+16+31+54+108 = 295 mm, 295/769 = 0,38, vagyis ez csak az évi csapadékösszeg 38%-a. Hasonlóan a 6 hidegebb hónapban az évi csapadékösszeg 62%-a hullik le. Tehát az alkalmazandó képlet: Pévi összeg < 10·Tévi átlag + 70. Itt behelyettesítve kapjuk: 769 mm. 10·14,8 + 70 = 148+70 = 218. Mivel 769 > 218, ezért az állomás nem sorolható a B éghajlatosztályba.

– Lehet-e C.. (meleg mérsékelt éghajlat)?

Igen, mert a leghidegebb hónapban (januárban) a középhőmérséklet 7,5 °C, s ez -3 °C és 18 °C között van.

– Lehet-e D.. (borális éghajlat)?

Nem, mert bár a legmelegebb hónapban (júliusban) a középhőmérséklet 22,7 °C, s ez valóban nagyobb 10 °C-nál, de a leghidegebb hónapban (januárban) a középhőmérséklet 7,5 °C, s ez nem kisebb -3 °C-nál.

– Lehet-e E.. (poláris éghajlat)?

Nem, mert a legmelegebb hónapban (júliusban) a középhőmérséklet 22,7 °C, s ez nem kisebb 10 °C-nál.

Tehát az 1. betű C...

A 2. betű meghatározása

– Lehet-e w.. (száraz telű klíma)?

Nem, mert a legcsapadékosabb nyári hónapban (júniusban) 37 mm nem nagyobb, mint a legszárazabb téli hónap (február) 76 mm-es csapadékának 10-szerese (= 760).

– Lehet-e s.. (száraz nyarú klíma)?

Igen, mert a legszárazabb nyári hónapban (júliusban) az átlagos csapadékösszeg 16 mm, ami kisebb 40 mm-nél, és a legcsapadékosabb téli hónapban (januárban) a 83 mm átlagos csapadékösszeg, nagyobb a legszárazabb nyári hónap (július) 16 mm-es csapadékának 3-szorosa (= 48).

– Lehet-e f.. (egyenletesen nedves klíma)?

Nem, mert az akkor lehetne, ha se w.., se s.. nem érvényes.

Tehát a 2. betű s...

A 3. betű meghatározása

– Lehet-e a.. (hosszú, forró nyár)?

Igen, mert a legmelegebb hónapban (júliusban) a középhőmérséklet 22,7 °C, ami nagyobb 22 °C-nál, s márciustól novemberig (9 hónapon keresztül) minden hónapban 10 °C-nál nagyobb a középhőmérséklet.

– Lehet-e b.. (hosszú, hűvös nyár)?

Nem, mert ugyan márciustól novemberig (9 hónapon keresztül) minden hónapban 10 °C-nál nagyobb a középhőmérséklet, de a legmelegebb hónapban (júliusban) a középhőmérséklet 22,7 °C, ami nem kisebb 22 °C-nál.

– Lehet-e c.. (rövid, hűvös nyár)?

Nem, mert márciustól novemberig (9 hónapon keresztül) minden hónapban 10 °C-nál nagyobb a középhőmérséklet (ami hosszabb, mint a definícióban szereplő 3 hónap), s a legmelegebb hónapban (júliusban) a középhőmérséklet 22,7 °C, ami nem kisebb 22 °C-nál.

Tehát a 3. betű a...

Összességében Nizza éghajlata a Köppen-rendszerezés szerint: Csa...

A leckéhez kapcsolódó további kiegészítő információk

A lecke célja az éghajlat-osztályozási rendszerek áttekintése, valamint az éghajlati viszonyok ábrázolási lehetőségeinek megismerése. A leckén belül hangsúlyozottan szerepel a Köppen-féle leíró éghajlat-osztályozási rendszer elsajátítása, s a Walter–Lieth-féle diagram szerkesztésének megtanulása. Mindkét témához számos gyakorlati feladat kapcsolódik, melyek segítik a tanulást. A becsült tanulási idő témánként 0,4 óra, a teljes leckére 2 óra.