Микроклимат

Чтобы узнать об в виноградарстве использовании термина «микроклимат» , см. «Региональные уровни климата в виноградарстве» .

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

Микроклимат микроклимат (или . ) — это локальная совокупность атмосферных условий, которые отличаются от условий окружающей местности, часто незначительно, но иногда существенно Этот термин может относиться к площадям размером от нескольких квадратных метров или меньше (например , грядка , под камнем или пещера) или до многих квадратных километров. Поскольку климат является статистическим , что подразумевает пространственные и временные вариации средних значений описывающих параметров , микроклиматы идентифицируются как статистически различные условия, которые возникают и/или сохраняются в пределах региона. Микроклиматы можно встретить в большинстве мест, но наиболее выражены они в топографически динамичных зонах, таких как горные районы, острова и прибрежные районы.

Микроклиматы существуют, 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 остров тепла (UHI) — это своего рода микроклимат, который дополнительно обусловлен относительной скудностью растительности .

Фон

Древовидные папоротники растут на охраняемой территории в Затерянных садах Хелигана в Корнуолле , Англия, на 50°15' северной широты.

Терминология «микроклимат» впервые появилась в 1950-х годах в таких публикациях, как «Климат в миниатюре: исследование микроклиматической среды» (Томас Бедфорд Франклин, 1955).

Примеры микроклимата

Территория развитого индустриального парка может сильно отличаться от расположенного поблизости лесопарка, поскольку естественная флора в парках поглощает свет и тепло в листьях, которые крыша здания или парковка просто излучают обратно в воздух. Сторонники солнечной энергии утверждают, что широкое использование сбора солнечной энергии может смягчить перегрев городской среды, поглощая солнечный свет и заставляя его работать вместо нагревания посторонних объектов на поверхности.

Микроклимат может предоставить возможность выращивания в небольшом регионе культур, которые не могут расти на более обширной территории; эта концепция часто используется в пермакультуре, практикуемой в северном умеренном климате. Микроклимат может быть использован на благо садоводов, которые тщательно выбирают и размещают растения. В городах часто повышается средняя температура за счет зонирования , а защищенное расположение может снизить суровость зимы. Однако садоводство на крыше подвергает растения воздействию более экстремальных температур как летом, так и зимой.

В городской местности высотные здания создают свой собственный микроклимат, затеняя большие территории и направляя сильный ветер на уровень земли. Воздействие ветра вокруг высотных зданий оценивается в рамках исследования микроклимата.

Микроклимат также может относиться к специально созданной среде, например, в комнате или другом ограждении. Микроклимат обычно создается и тщательно поддерживается в музейных экспозициях и хранилищах. Это можно сделать с помощью пассивных методов, таких как силикагель , или с помощью устройств активного контроля микроклимата.

Обычно, если во внутренних районах влажный континентальный климат , в зимние месяцы прибрежные районы остаются гораздо более мягкими, в отличие от более жаркого лета. Так обстоит дело в таких местах, как Британская Колумбия , где в Ванкувере океаническая . влажная зима с редкими морозами, но во внутренних районах, где летом в среднем на несколько градусов теплее, зима холодная и снежная

Источники и влияние на микроклимат

Двумя основными параметрами, определяющими микроклимат на определенной территории, являются температура и влажность . Источник падения температуры и/или влажности можно отнести к разным источникам или воздействиям. Часто микроклимат формируется конгломератом различных влияний и является предметом микрометеорологии .

Бассейн с холодным воздухом

Примером эффекта бассейна холодного воздуха (CAP) является воронка Гштеттнеральм в Австрии (самая низкая зарегистрированная температура -53 ° C (-63 ° F)) и Питер Синкс в США. Основной критерий по скорости ветра $v$ Для создания проникновения потока теплого воздуха в ЦАП необходимо:

$\mathrm {Fr} ={\frac {v}{Nh}}\geq \mathrm {Fr} _{c},$

где $\mathrm {Fr}$ — число Фруда , $N$ — частота Бранта–Вяйсяля , $h$ - глубина долины, и $\mathrm {Fr} _{c}$ — Число Фруда при пороговой скорости ветра.

Кратеры

Наличие вечной мерзлоты вблизи поверхности кратера создает уникальную микроклиматическую среду.

Пещеры

Пещеры — важные геологические образования, в которых может находиться уникальная и деликатная геологическая/биологическая среда. Подавляющее большинство найденных пещер состоят из карбонатов кальция, таких как известняк . В этой среде растворения находят дом многие виды флоры и фауны. Смесь содержания воды в атмосфере пещеры, давления воздуха, геохимии пещерных пород, а также отходов жизнедеятельности этих видов может в совокупности создавать уникальный микроклимат в пещерных системах.

Спелеогенетический эффект — это наблюдаемый и изученный процесс циркуляции воздуха внутри пещер, вызываемый конвекцией. Во фреатических условиях поверхности пещер подвергаются воздействию замкнутого воздуха (в отличие от погружения и взаимодействия с водой из грунтовых вод в вадозных условиях). В этом воздухе циркулируют частицы воды, которые конденсируются на стенах пещер и образованиях, таких как образования . Было обнаружено, что эта конденсирующаяся вода способствует эрозии стен пещеры и формированию морфологических особенностей. Некоторые примеры этого можно найти в известняковых стенах Грота Джусти ; Термальная пещера недалеко от Монсуммано , Лукка, Италия. Любой процесс, который приводит к увеличению или уменьшению химических/физических процессов, впоследствии будет влиять на окружающую среду внутри этой системы. Плотность воздуха внутри пещер, напрямую связанная с процессами конвекции, определяется температурой, влажностью и давлением воздуха. В закрытых пещерах проникновение бактерий, водорослей, растений, животных или вмешательство человека может изменить любой из этих факторов, тем самым изменяя микросреду внутри пещеры. Во всем мире насчитывается более 750 пещер, доступных для посещения. Постоянное движение людей через эти пещеры может оказать негативное влияние на микроклимат, а также на геологические и археологические находки. Факторы, которые способствуют ухудшению окружающей среды, включают вырубку лесов поблизости, сельскохозяйственные операции, эксплуатацию водных ресурсов, добычу полезных ископаемых и туристическую деятельность.

Спелеогенетический эффект обычных пещер обычно проявляется в медленной циркуляции воздуха. В уникальных условиях присутствия кислот эффекты эрозии и изменения микросреды могут резко усиливаться. Одним из примеров является эффект присутствия серной кислоты ( Н ₂ С ). Когда окисленная сероводородная кислота химически превращается в серную кислоту ( H ₂ SO ₄ ), эта кислота начинает реагировать с карбонатом кальция породой с гораздо большей скоростью. Вода, участвующая в этой реакции, имеет высокий уровень pH, равный 3, что делает воду практически непригодной для жизни многих бактерий и водорослей. Пример этого можно найти в пещере Гротта Гранде дель Венто в Анконе, Италия .

Микроклимат растений

Как отметил Рудольф Гейгер в своей книге не только климат влияет на живое растение, но может иметь место и противоположный эффект взаимодействия растений с окружающей средой, известный как растительный климат . Этот эффект имеет важные последствия для лесов посреди континента; действительно, если бы леса не создавали свои собственные облака и круговорот воды благодаря своей эффективной эвапотранспирационной деятельности, вдали от побережья не было бы леса, поскольку статистически, без какого-либо другого влияния, количество осадков уменьшится от побережья к суше. также предлагалось посадить деревья для борьбы с засухой В контексте облесения .

Плотины

Основная статья: Воздействие водоемов на окружающую среду

Искусственные водоемы, как и естественные, создают микроклимат, а зачастую и влияют на макроклимат.

Склоны

Еще одним фактором, влияющим на микроклимат, является наклон или внешний вид 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 длительных периодов времени, что придает склону более теплый микроклимат, чем районы вокруг склона. Самая нижняя часть долины может иногда замерзнуть раньше или сильнее, чем близлежащее место наверху, потому что холодный воздух опускается вниз, сухой ветерок не может достичь самого нижнего дна, а влага задерживается и выпадает в осадок , а затем замерзает .

Типы почв

Тип почвы, встречающейся в определенной местности, также может влиять на микроклимат. Например, почвы с большим содержанием глины могут действовать как тротуар, смягчая температуру вблизи земли. С другой стороны, если в почве много воздушных карманов, тепло может задерживаться под верхним слоем почвы, что увеличивает вероятность замерзания на уровне земли.

Города и регионы, известные микроклиматом

Америка

• Северная Калифорния над заливом также известна своим микроклиматом со значительными перепадами температур. На береговой линии обычно дневная температура составляет 17 и 19 ° C (63 и 66 ° F) в летние месяцы вдоль этой береговой линии, но во внутренних городах недалеко от океана, таких как Лейкпорт , температура может достигать 34 ° C (93 ° F). ) в обычный летний день, несмотря на то, что он находится всего в 40 милях (64 км) от суши. Даже на севере, в долине реки Кламат , около 41-й параллели северной широты между Уиллоу-Крик и Юрикой, средние температуры такие, что очень жарко для таких северных районов. На этой параллели температура на побережье настолько прохладная, что Уиллоу-Крик превышает . небывалый рекорд температуры Юрики в среднем 79 раз в год И это несмотря на то, что районы находятся на расстоянии менее 50 миль (80 км) друг от друга.
  • Сан-Франциско — город с разнообразным микроклиматом. Из-за разнообразной топографии города и влияния преобладающего летнего морского слоя погодные условия могут варьироваться на целых 9 °F (5 °C) от квартала к кварталу и на целых 30 °F (17 °C) между прибрежными туманами. пояс и остров тепла в центре города. Например, в районе долины Ноэ обычно теплее и солнечнее, чем в прилегающих районах, потому что окружающие холмы закрывают часть прохладного тумана с Тихого океана.
  • Регион в целом, известный как район залива Сан-Франциско, может иметь широкий диапазон экстремальных температур. В котловинах и долинах, прилегающих к побережью, климат подвержен широким изменениям на небольших расстояниях в результате влияния рельефа на циркуляцию морского воздуха. Район залива Сан-Франциско предлагает множество разновидностей климата в пределах нескольких миль. Например, в районе залива средняя максимальная температура в июле составляет около 64 ° F (18 ° C) в заливе Хаф-Мун на побережье, 87 ° F (31 ° C) в Уолнат-Крик, всего в 25 милях (40 км). внутри страны и 95 ° F (35 ° C) в Трейси , всего в 50 милях (80 км) вглубь страны.
• Районы Лос-Анджелеса и Сан-Диего также подвержены явлениям, типичным для микроклимата. Температура может варьироваться до 36 ° F (20 ° C) между внутренними районами и побережьем, с градиентом температуры более одного градуса на милю (1,6 км) от побережья вглубь страны. Холмы и горы также могут блокировать прибрежные воздушные массы. горы Санта Летом в долине Сан-Фернандо обычно намного теплее, чем в большей части Лос-Анджелеса, потому что -Моники обычно закрывают прохладный океанский бриз и туман. В Южной Калифорнии также есть погодное явление под названием « июньский мрак » или «майский серый», который иногда дает пасмурное или туманное небо утром на побережье, но обычно к полудню, в конце весны и начале лета, небо становится солнечным.
• Большой остров Гавайи также известен своим микроклиматом. как в Каилуа-Коне и Хило, Гавайи , выпадает 18 дюймов (460 мм) и 127 дюймов (3200 мм) в год соответственно, несмотря на то, что они находятся всего в 60 милях (97 км) друг от друга.
• Калгари, Альберта , также известен своим микроклиматом. Особенно заметны различия между центром города, речными долинами/пойменными районами и районами на западе и севере. Во многом это связано с перепадом высот в пределах города, составляющим более 1000 футов (300 м), но также в некоторой степени может быть связано с воздействием сезонных чавычей .
• Галифакс, Новая Шотландия , также имеет множество микроклиматов. Прибрежные температуры и погодные условия могут значительно отличаться от районов, расположенных всего в 5–15 км (3,1–9,3 мили) от суши. Это актуально во все времена года. По всему городу распространены разные высоты, и из-за этих меняющихся высот можно даже испытать несколько микроклиматов, путешествуя по одному шоссе.
• Ванкувер и его агломерация также имеют множество микроклиматов. В Северном Ванкувере и других регионах, расположенных на склонах гор, выпадает в среднем более 2000 миллиметров (79 дюймов) осадков в год, в то время как в других регионах к югу выпадает около 1000 миллиметров (39 дюймов), хотя они находятся на расстоянии менее 40 километров (25 миль). ) прочь. Температура внутри долины Фрейзер может быть на 10 ° C (18 ° F) теплее, чем на побережье, а зимой на несколько градусов холоднее.
• Чесапикский залив также известен своим субтропическим микроклиматом. Он наиболее примечателен своим мягким климатическим воздействием на территорию к востоку и западу от низменностей Мэриленда и Дельмарвы. Имея более 64 000 квадратных миль (170 000 км²) ² ) воды; (большая часть которой представляет собой смесь пресной и соленой воды) создает более высокий уровень влажности и тепла в весенние и летние месяцы. Примером этого эффекта является выживание субтропических пальм и таких растений, как водные гиацинты. в этом районе.
• Чили-Чико и Лос-Антигуос на южном берегу озера Хенераль-Каррера имеют благоприятные условия для сельского хозяйства, несмотря на то, что находятся во внутренней Патагонии .
• Нью-Йорк и окружающий его район метро представляют собой обширный городской остров тепла и находятся под влиянием Атлантического океана. Эти факторы делают его самым северным крупным городом в США, который Кеппен описывает как влажный субтропический , причем город находится в зонах 7a/7b/8a Министерства сельского хозяйства США по сравнению с близлежащими городами к югу от него, которые имеют более низкие зоны.

Европа

• В регионе Тичино в Швейцарии есть микроклимат, в котором могут расти пальмы и банановые деревья.
• Гран-Канарию называют «Миниатюрным континентом» из-за богатого разнообразия микроклиматов.
• Тенерифе известен своим разнообразием микроклимата.
• Стамбул имеет множество различных микроклиматов из-за холмистой топографии и морского влияния. В городе средние летние температуры колеблются в пределах 20–24 ° C (68–75 ° F) в зависимости от близости к Черному морю , с более значительными различиями в определенные дни. Количество осадков также сильно варьируется из-за дождевой тени на холмах в Стамбуле: от примерно 600 миллиметров (24 дюйма) на южной окраине Флории до 1200 миллиметров (47 дюймов) на северной окраине Бахчекёй . Более того, хотя сам город находится в зонах устойчивости Министерства сельского хозяйства США с 9a по 9b, его внутренние пригороды лежат в зоне 8b с изолированными очагами зоны 8a, что ограничивает выращивание холодостойких субтропических растений прибрежными районами.
• Известно, что Лидс , расположенный в Йоркшире, Англия, имеет ряд микроклиматов из-за множества долин, окружающих центр города.
• Центрально-западное побережье Португалии, как и Калифорния, имеет огромные различия в летних температурах по сравнению с окружающими внутренними регионами. На расстоянии менее 60 км (37 миль) средние дневные летние температуры могут варьироваться в пределах 10 градусов по Цельсию / 18 градусов по Фаренгейту, от 21 ° C (70 ° F) в Пенише или Сан-Педро-де-Моэль до примерно 31 ° C ( 88 °F) в Сантарене или Томаре . Это явление вызвано местным апвеллингом , создаваемым ветрами северной Нортады .
• Прибрежные районы Андалусия региона в Испании имеют микроклимат. Дальше на север вдоль побережья, в Кадисе средняя летняя температура составляет 27 ° C (81 ° F) с теплыми ночами, тогда как в соседнем Херес-де-ла-Фронтера летние максимумы составляют 33 ° C (91 ° F), а внутренние районы дальше на север, такие как Севилья. становится еще жарче.
• Сорана , коммуна в итальянской долине Пеша, микроклимат которой считается идеальным для выращивания фасоли Сорана .
• Район Ницца ( Ницца ) во Франкфурте-на-Майне , Германия, представляет собой небольшую территорию на северном берегу реки Майн , где защита от ветра и солнечный свет, отраженный от реки, создают средиземноморский климат и поддерживают один из крупнейших садов южноевропейских растений. к северу от Альп.

Азия и Океания

• Амман , Иордания, отличается экстремальным микроклиматом, и почти в каждом районе своя погода. Местным жителям известно, что некоторые районы, такие как северные и западные пригороды, являются одними из самых холодных в городе, и в них могут наблюдаться морозы или снег, в то время как в других более теплых районах, таких как центр города, в то же время могут быть гораздо более высокие температуры.
• Сидней , Австралия, имеет микроклимат, характерный для теплых месяцев. Внутри страны, в западных пригородах Сиднея , климат суше и значительно жарче, температура обычно составляет около 3–7 ° C (5–13 ° F) над центральным деловым районом Сиднея и восточными пригородами (побережье), поскольку морские бризы не проникают дальше вглубь страны. Летом на побережье средняя температура составляет 25,9 ° C (78,6 ° F), а внутри страны колеблется от 28 до 30 ° C (82 и 86 ° F), в зависимости от пригорода. В экстремальных случаях на побережье температура может достигать 24 ° C (75 ° F), а в пригороде в 20 км (12,43 мили)) от материка температура достигает 36 ° C (97 ° F). Однако зимние минимумы на западе примерно на 3–5 ° C (5–9 ° F) холоднее, чем в прибрежных пригородах, и могут вызывать легкие или умеренные морозы. В городе и его окрестностях количество осадков варьируется от примерно 682,5 мм (26,87 дюйма) на крайнем западе до 1213,8 ​​мм (47,79 дюйма) на холме Обсерватории (восток или побережье).

См. также

• Климатические категории в виноградарстве
• Программа «Города за защиту климата»
• Мезонет и микросеть
• Региональные климатические уровни в виноградарстве
• Терруар

Внешние ссылки

• Тенденции управления микроклиматом музейных витрин