Климатология осадков на Земле - Earth rainfall climatology

Среднее многолетнее количество осадков по месяцам

Климатология дождевых осадков на Земле. Изучение осадков, подраздел метеорологии . Формально более широкое исследование включает воду, падающую в виде кристаллов льда, то есть град, мокрый снег, снег (части гидрологического цикла, известные как осадки ). Целью климатологии дождевых осадков является измерение, понимание и прогноз распределения дождя в различных регионах планеты Земля, фактора атмосферного давления , влажности , топографии , типа облаков и размера дождевых капель с помощью прямых измерений и сбора данных дистанционного зондирования . Современные технологии позволяют точно прогнозировать количество осадков за 3–4 дня, используя численный прогноз погоды . Спутники на геостационарной орбите собирают данные о длине волны в инфракрасном и визуальном диапазонах для измерения локализованных осадков в реальном времени путем оценки альбедо облаков , содержания воды и соответствующей вероятности дождя. Географическое распределение дождя во многом определяется типом климата , топографией и влажностью среды обитания. В горных районах возможны обильные осадки там, где восходящий поток максимален в наветренных сторонах местности на высоте. На подветренной стороне гор может существовать пустынный климат из-за сухого воздуха, вызванного компрессионным нагревом. Движение муссонного желоба или зоны межтропической конвергенции приносит в саванны сезоны дождей . Эффект городского острова тепла приводит к увеличению количества и интенсивности осадков с подветренной стороны от городов. Потепление также может вызвать изменения в структуре осадков во всем мире, включая более влажные условия в высоких широтах и ​​в некоторых влажных тропических районах. Осадки являются основным компонентом круговорота воды и ответственны за осаждение большей части пресной воды на планете. Приблизительно 505 000 кубических километров (121 000 кубических миль) воды выпадает в виде осадков каждый год; 398 000 кубических километров (95 000 кубических миль) из них над океанами. Учитывая площадь поверхности Земли, это означает, что глобальное среднее годовое количество осадков составляет 990 миллиметров (39 дюймов). Системы классификации климата, такие как система классификации климата Кеппена , используют среднегодовое количество осадков, чтобы помочь различать различные климатические режимы.

Большая часть Австралии полузасушливая или пустынная, что делает ее самым засушливым континентом в мире . Количество осадков в Австралии в основном регулируется движением чужеродного муссонного желоба во время летнего сезона дождей, при этом меньшее количество осадков выпадает зимой и весной в самых южных его частях. Почти вся Северная Африка является полузасушливой, засушливой или гиперзасушливой, включая пустыню Сахара, которая является самой большой жаркой пустыней в мире, в то время как в Центральной Африке (известной как Африка к югу от Сахары ) ежегодно бывает сезон дождей, регулируемый движением зона межтропической конвергенции или муссонная впадина, хотя пояс Сахеля, расположенный на юге пустыни Сахара, знает чрезвычайно интенсивный и почти постоянный сухой сезон и получает только минимальное количество осадков летом. По всей Азии большой годовой минимум осадков, состоящий в основном из пустынь, простирается от пустыни Гоби в Монголии с запада на юго-запад через Пакистан и Иран до Аравийской пустыни в Саудовской Аравии. В Азии осадки благоприятствуют выпадению осадков в южной части от Индии на восток и северо-восток через Филиппины и южный Китай до Японии из-за муссонов, переносящих влагу в основном из Индийского океана в регион. Аналогичная, но более слабая циркуляция муссонов наблюдается над Северной Америкой и Австралией. В Европе самые влажные регионы находятся в Альпах и с подветренной стороны от водоемов, особенно на западном побережье Атлантического океана. В Северной Америке наиболее засушливые районы Соединенных Штатов - это Юго-западная пустыня, Большой бассейн, долины северо-востока Аризоны, восточная часть Юты, центральный Вайоминг и бассейн Колумбии. Другие засушливые регионы континента - это крайний север Канады и пустыня Сонора на северо-западе Мексики. Тихоокеанский северо-запад Соединенных Штатов, Скалистые горы Британской Колумбии и прибрежные хребты Аляски - самые влажные места в Северной Америке. Экваториальный регион возле зоны межтропической конвергенции (ITCZ) или муссонного впадины является самой влажной частью континентов мира. Ежегодно дождевой пояс в тропиках к августу смещается на север, а к февралю и марту снова перемещается на юг, в южное полушарие .

Роль в классификации климата Кеппен

Обновленная климатическая карта Кеппена – Гейгера.
  Af
  Аву
  BWh
  BWk
  БШ
  BSk
  Csa
  CSB
  Cwa
  Cwb
  Cfa
  CFB
  CFC
  Dsa
  DSB
  Dsc
  Dsd
  Два
  Dwb
  Dwc
  Dwd
  DFA
  Dfb
  DFC
  Dfd
  ET
  EF

Классификация Кеппена зависит от среднемесячных значений температуры и осадков. Наиболее часто используемая форма классификации Кеппена включает пять основных типов, обозначенных от A до E. В частности, основными типами являются A, тропический; Б, сухой; C - умеренная средняя широта; D - холодные средние широты; и E, полярный. Пять основных классификаций могут быть далее разделены на вторичные классификации, такие как тропические леса , муссоны , тропическая саванна , влажный субтропический , влажный континентальный , океанический климат , средиземноморский климат , степь , субарктический климат , тундра , полярная ледяная шапка и пустыня .

Дождевые леса характеризуются большим количеством осадков, согласно определениям, минимальным нормальным годовым количеством осадков является от 1750 миллиметров (69 дюймов) до 2000 миллиметров (79 дюймов). Тропическая саванна - это пастбищный биом, расположенный в полузасушливых и полувлажных климатических регионах субтропических и тропических широт, с количеством осадков от 750 миллиметров (30 дюймов) до 1270 миллиметров (50 дюймов) в год. Они широко распространены в Африке, а также встречаются в Индии, северных частях Южной Америки, Малайзии и Австралии. Зона влажного субтропического климата, где зимние дожди (а иногда и снегопады ) связаны с большими штормами, которые западные ветры держатся с запада на восток. Большая часть летних осадков выпадает во время гроз и периодических тропических циклонов . Влажный субтропический климат расположен на восточной стороне континентов, примерно между 20 и 40 градусами широты от экватора.

Океанический (или морской) климат обычно наблюдается вдоль западного побережья на средних широтах всех континентов мира, на границе с прохладными океанами, а также на юго-востоке Австралии, и сопровождается обильными осадками круглый год. Средиземноморский климатический режим напоминает климат земель в Средиземноморском бассейне , некоторых частях западной части Северной Америки, частях Западной и Южной Австралии , на юго-западе Южной Африки и в некоторых частях центральной части Чили . Для климата характерно жаркое сухое лето и прохладная влажная зима. Степь - это сухой луг . Субарктический климат холодный, с постоянной вечной мерзлотой и небольшим количеством осадков.

В тропических зонах больше всего штормов, за ними следует умеренный климат. В недавнем исследовании исследователи из 63 стран объединили 30-минутные данные об осадках, чтобы оценить глобальную эрозионную активность осадков (индекс, объединяющий количество, частоту и интенсивность осадков). В засушливых и холодных климатических зонах очень мало эрозионных явлений.

Африке

Карта Африки, показывающая экологический разрыв вокруг Сахары

Его северная половина континента - это южные районы, где есть как саванна, так и равнины , а в центральной части - очень густые джунгли ( тропические леса ). Экваториальная область около зоны межтропической конвергенции - самая влажная часть континента. Ежегодно полоса дождя через континент к августу продвигается на север, в Африку к югу от Сахары , а затем к марту перемещается обратно на юг, в южно-центральную Африку. Мезомасштабные конвективные системы, которые формируются в тандеме с тропическими волнами , движущимися вдоль зоны межтропической конвергенции в летние месяцы, становятся ростками тропических циклонов, которые образуются в северной части Атлантического и северо-восточного Тихого океанов. В регионах Африки к югу от Сахары , таких как Гана , Буркина-Фасо , Дарфур , Эритрея , Эфиопия и Ботсвана , характерен саванный климат .

В из Мадагаскара , пассаты приносят влагу до восточных склонов острова, который осаждается в виде осадков, и приносят сушилку downsloped ветров в районы к югу и к западу , оставляя западные участки острова в тени дождя. Это приводит к значительно большему количеству осадков в северо-восточных частях острова, чем в юго-западных частях Мадагаскара. Южная Африка получает большую часть осадков в результате летних конвективных штормов и внетропических циклонов, проходящих через западные ветры . Раз в десятилетие тропические циклоны приводят к чрезмерным дождям по всему региону.

Азия

Большой годовой минимум осадков, состоящий в основном из пустынь, простирается от пустыни Гоби в Монголии с запада на юго-запад через Пакистан и Иран до Аравийской пустыни в Саудовской Аравии. Осадки вокруг континента благоприятны для всей его южной части от Индии на востоке и северо-востоке через Филиппины и южный Китай до Японии из-за муссонов, переносящих влагу в основном из Индийского океана в регион. В течение августа муссонный желоб может достичь 40-й параллели в Восточной Азии на север, а затем продвинуться на юг. Его продвижение к полюсу ускоряется с началом летнего муссона, который характеризуется развитием более низкого давления воздуха ( термического минимума ) над самой теплой частью Азии. Черапунджи , расположенный на южных склонах Восточных Гималаев в Шиллонге , Индия, является одним из самых влажных мест на Земле со средним годовым количеством осадков 11430 мм (450 дюймов). Наибольшее зарегистрированное количество осадков за один год составило 22 987 мм (904,9 дюйма) в 1861 году. Среднее за 38 лет количество осадков в Мавсинрам , Мегхалая , Индия, составляет 11 873 мм (467,4 дюйма). Более низкие максимумы осадков наблюдаются на побережьях Средиземного и Черного морей в Турции и в горах Таджикистана.

Австралия

Климатические зоны Австралии

Большая часть Австралии полузасушливая или пустынная, что делает ее самым засушливым континентом в мире . Движение желоба муссонов связано с пиком сезона дождей на континенте. В северных частях континента выпадает больше всего осадков, которые концентрируются в летние месяцы. Зимой и весной на юге Австралии выпадает максимальное количество осадков. Во внутренней пустыне больше всего осадков выпадает весной и летом. Самым влажным местом является гора Белленден Кер на северо-востоке страны, где в среднем выпадает 8000 миллиметров (310 дюймов) в год, а в 2000 году выпало более 12000 миллиметров (470 дюймов) дождя. Будучи значительно более влажным, чем Сидней , Сидней получает в среднем 1212 мм (47,8 дюйма) дождя в год по сравнению с 650 мм (25,5 дюйма) в Мельбурне, хотя Сидней значительно солнечнее и получает меньше дождливых дней.

Новая Зеландия

Река Кропп в Новой Зеландии занимает 4-е место в мире по количеству осадков, выпадая в среднем 11499 мм в год. Река может быть всего 9 км в длину, но она определенно превышает свой вес в виде осадков.

Европа

Ежегодно осадки на континенте выпадают в Альпах и от Словении на юге до западного побережья Греции. Другие максимумы существуют в западной Грузии, северо-западной Иберии , западной Великобритании и западной Норвегии. Максимумы у восточных берегов водоемов связаны с преобладающим на континенте западным ветровым потоком. Основная часть осадков в Альпах выпадает с марта по ноябрь. Сезон дождей на землях, граничащих со Средиземным морем, длится с октября по март, причем ноябрь и декабрь обычно являются самыми влажными месяцами. Летние осадки на континенте полностью испаряются в теплую атмосферу, в результате чего зимние осадки становятся источником грунтовых вод для Европы. Мезомасштабные дождевые системы во время сезона дождей проходят на юг и восток над Средиземным морем, при этом в западных частях моря выпадает на 20 процентов больше осадков, чем в восточных частях моря. Европейский Monsoon (более известный как Возвращение западного направления ) является результатом возрождения западных ветров с Атлантики, где они насыщаются с ветром и дождем. Эти западные ветры - обычное явление в течение европейской зимы, но они ослабевают по мере приближения весны в конце марта, а также в апреле и мае. Ветры снова усиливаются в июне, поэтому это явление также называют «возвращением западных ветров». Дождь обычно идет двумя волнами, в начале июня и снова в середине-конце июня. Европейский муссон не является муссоном в традиционном смысле этого слова в том смысле, что он не отвечает всем требованиям для классификации в качестве такового. Вместо этого Return of the Westerlies больше рассматривается как конвейерная лента, доставляющая серию центров низкого давления в Западную Европу, где они создают не по сезону погоду. Эти штормы обычно характеризуются значительно более низкой температурой, чем средняя, ​​сильным дождем или градом, громом и сильным ветром. Возвращение западных ветров затрагивает побережье Северной Атлантики Европы, а точнее Ирландию, Великобританию, страны Бенилюкса , западную Германию, северную Францию ​​и некоторые части Скандинавии. В данных об осадках из Северной Европы между Великобританией и Германией наблюдаются циклы с интервалом в 16 лет. Южная Европа испытывает 22-летний цикл изменения количества осадков. Другие более мелкие циклы наблюдаются в периоды 10-12 лет и 6-7 лет в пределах рекордного количества осадков. Места со значительным воздействием кислотных дождей на континенте включают большую часть Восточной Европы от Польши на север до Скандинавии .

Северная Америка

Канада

Наибольшее количество осадков по всей Канаде выпадает в горных хребтах в западных частях из-за берегового потока, приносящего тихоокеанскую влагу в горы, которые впоследствии вынуждены поднимать их склоны и выпадать значительные осадки, в основном в период с августа по май. Мезомасштабные конвективные системы являются обычным явлением в середине лета вблизи центральной границы с Соединенными Штатами от провинций Прерий к востоку до Великих озер. Юго-восточные районы страны также являются влажными из-за развития внетропических циклонов вдоль восточного побережья континента, которые перемещаются на север в атлантическую Канаду. В летние и осенние месяцы тропические циклоны из Атлантического бассейна также возможны через Атлантическую Канаду. Их количество уменьшается по мере того, как человек работает дальше вглубь суши от побережья Тихого и Атлантического океана и с юга на север в сторону Арктики.

Мексика

Количество осадков сильно различается как в зависимости от местоположения, так и от сезона. Засушливые или полузасушливые условия встречаются на полуострове Нижняя Калифорния , северо-западном штате Сонора , северном Альтиплано, а также в значительной части южного Альтиплано. Количество осадков в этих регионах составляет в среднем от 300 до 600 миллиметров (от 11,8 до 23,6 дюйма) в год, с меньшим количеством осадков в Северной Нижней Калифорнии. Среднее количество осадков составляет от 600 до 1000 миллиметров (23,6 и 39,4 дюйма) в большинстве крупных населенных пунктов южного альтиплано, включая Мехико и Гвадалахару . В низменных районах вдоль Мексиканского залива в среднем за год выпадает более 1000 миллиметров (39,4 дюйма) осадков, причем самым влажным регионом является юго-восточный штат Табаско, где обычно выпадает около 2000 миллиметров (78,7 дюйма) осадков в день. ежегодно. Части северных плоскогорья, нагорья и высокие пики в Сьерра - Мадре Западная и Сьерра - Мадре иногда получают значительные снегопады.

В Мексике ярко выражены влажный и сухой сезоны. На большей части страны сезон дождей с июня до середины октября и значительно меньше дождей в остальное время года. Февраль и июль, как правило, самые засушливые и самые влажные месяцы соответственно. Например, в Мехико в феврале выпадает в среднем всего 5 миллиметров (0,2 дюйма) дождя, а в июле - более 160 миллиметров (6,3 дюйма). Прибрежные районы, особенно вдоль Мексиканского залива, испытывают наибольшее количество дождей в сентябре. Табаско обычно фиксирует более 300 миллиметров (11,8 дюйма) дождя в течение этого месяца. Небольшой прибрежный район на северо-западе побережья Мексики вокруг Тихуаны имеет средиземноморский климат со значительным прибрежным туманом и сезоном дождей, который бывает зимой.

Тропические циклоны отслеживаются вблизи и вдоль западного побережья Мексики в основном в период с июля по сентябрь. Эти штормы усиливают циркуляцию муссонов над северо-западом Мексики и юго-западом США. В среднем на тропические циклоны восточной части Тихого океана приходится около одной трети годового количества осадков вдоль мексиканской Ривьеры и до половины осадков, выпадающих ежегодно на юге Нижней Калифорнии. Мексика в два раза больше (18% от общей площади бассейна) подвергнется воздействию тихоокеанского тропического циклона на ее западном побережье, чем атлантического тропического циклона на ее восточном побережье (9% от общей площади бассейна). Тремя наиболее пораженными штатами Мексики за 50 лет в конце 20-го века были Южная Нижняя Калифорния , Синалоа и Кинтана-Роо .

Соединенные Штаты

Среднее количество осадков в 48 нижних штатах США

В конце лета и осенью внетропические циклоны приносят большую часть осадков, которые ежегодно выпадают на запад, юг и юго-восток Аляски . Осенью, зимой и весной тихоокеанские штормовые системы приносят большую часть осадков на большую часть Гавайев и западных штатов США. Северные пасхи, продвигающиеся вверх по восточному побережью, приносят осадки в холодное время года в Среднеатлантические штаты и штаты Новой Англии. Летом юго-западный муссон в сочетании с влажностью в Калифорнийском и Мексиканском заливах, перемещающейся вокруг субтропического хребта в Атлантическом океане, обещает дневные и вечерние грозы на южном уровне страны, а также на Великих равнинах . Тропические циклоны увеличивают количество осадков в южных частях страны, а также в Пуэрто-Рико , Виргинских островах Соединенных Штатов , Северных Марианских островах , Гуаме и Американском Самоа . Через вершину хребта струйная струя приносит в Великие озера максимум летних осадков . Большие грозовые области, известные как мезомасштабные конвективные комплексы, перемещаются через равнины, Средний Запад и Великие озера в теплое время года, обеспечивая до 10% годовых осадков в регионе.

Эль-Ниньо Южное колебание влияет на распределение осадков, паттернами изменяющий осадков на Западном, Среднем Западе, Юго - Восточной, и в тропиках. Есть также свидетельства того, что глобальное потепление приводит к увеличению количества осадков в восточных частях Северной Америки, в то время как засухи становятся все более частыми в тропиках и субтропиках. Восточная половина прилегающих Соединенных Штатов к востоку от 98-го меридиана , горы Тихоокеанского Северо-Запада и хребет Сьерра-Невада являются более влажными частями страны, со средним количеством осадков, превышающим 30 дюймов (760 мм) в год. Более засушливые районы - это Юго-западная пустыня, Большой бассейн, долины северо-востока Аризоны, восточной Юты, центрального Вайоминга, восточного Орегона и Вашингтона, а также северо-восток полуострова Олимпик . Большое Болото на острове Мауи получает в среднем 404 дюймов (10300 мм) каждый год, что делает его влажным местом в США, и все Океании, кроме реки Cropp в Новой Зеландии. |

Южная Америка

Среднегодовые максимумы количества осадков на континенте лежат на северо-западе от северо-запада Бразилии до северного Перу, Колумбии и Эквадора, затем вдоль атлантического побережья Гайаны и далеко на севере Бразилии, а также в южной половине Чили. Льоро , город, расположенный в Чоко , Колумбия , вероятно, является местом с самым большим измеренным количеством осадков в мире, в среднем 13 300 мм в год (523,6 дюйма). Фактически, весь департамент Чоко чрезвычайно влажен. Тутунендо , небольшой городок, расположенный в том же департаменте, является одним из самых влажных мест на земле, в среднем 11 394 мм в год (448 дюймов); в 1974 г. в город выпало 26 303 мм (86 футов 3 ½ дюйма), это самый большой годовой уровень осадков, измеренный в Колумбии. В отличие от Черапунджи, где большая часть осадков выпадает с апреля по сентябрь, в Тутунендо дожди почти равномерно распределяются в течение года. В январе и феврале штормы несколько реже. В среднем в Тутунендо 280 дней в году с осадками. Более ⅔ дождя (68%) выпадает за ночь. Средняя относительная влажность составляет 90%, а средняя температура - 26,4 ° C. Кибдо , столица Чоко, получает наибольшее количество осадков в мире среди городов с населением более 100 000 человек: 9 000 миллиметров (350 дюймов) в год. Штормы в Чоко могут выпадать 500 мм (19,7 дюйма) осадков за день. Эта сумма больше, чем выпадает во многих городах за год. Анд горный хребет блокирует тихоокеанское влаги, поступающая на этом континенте, в результате desertlike климата только с подветренной стороны по всей западной Аргентине.

Воздействие городского острова тепла

Помимо воздействия на температуру, городские тепловые острова (UHI) могут оказывать вторичное воздействие на местную метеорологию, включая изменение местных режимов ветра, образование облаков и тумана, влажность и количество осадков. Дополнительное тепло, обеспечиваемое UHI, приводит к большему движению вверх, что может вызвать дополнительную активность ливня и грозы. Уровень осадков с подветренной стороны городов увеличивается с 48% до 116%. Частично из-за этого потепления ежемесячное количество осадков примерно на 28% больше между 20 милями (32 км) и 40 милями (64 км) с подветренной стороны от городов по сравнению с подветренной стороны. В некоторых городах общее количество осадков увеличилось на 51%. Используя спутниковые снимки, исследователи обнаружили, что климат города оказывает заметное влияние на вегетационные периоды растений на расстоянии до 10 километров (6 миль) от окраин города. Сезоны выращивания в 70 городах на востоке Северной Америки были примерно на 15 дней дольше в городских районах по сравнению с сельскими районами за пределами влияния города.

Смотрите также

использованная литература