Table of Contents
מיקרוקלמטים הם אזורי אטמוספיריים מקומיים שבהם תנאי אקלים שונים באופן משמעותי מהאקלים האזורי שמסביב.הריאציות בקנה מידה קטן אלה יכולים להתבטא כהבדלים בטמפרטורה, לחות, בדפוסי רוח, ומשקעים המתרחשים במרחקים קצרים כמו כמה מטרים.המחקר וההבנה של מיקרומטרטיס הם חיוניים בתחומים רבים כולל תכנון עירוני, חקלאות, יער, שימור סביבתי, אדריכלות.
Topography and Landform: The Foundation of Microclimates
טופוגרפיה ממלאת תפקיד מרכזי בעיצוב מיקרו-קלימיטיס על ידי השפעה על האופן שבו אור השמש, האוויר והלחות אינטראקציה עם פני האדמה.ריאציות בגובה, זווית מדרון, והיבטים יוצרים מצבים אקלים מקומיים שיכולים להיות שונים באופן דרמטי במרחקים קצרים, במיוחד בשטח מחוספס כמו אזורים הרריים.
אלביעה וטמפרטורות Gradients
אלביסה מפעילה שליטה חזקה על דפוסי טמפרטורה עקב הירידה בלחץ אטמוספירי וטמפרטורה עם גובה. בממוצע, הטמפרטורה יורדת כ-6.5 מעלות צלזיוס לכל 1,000 מטרים (3.6 °F ל-1,000 רגל) עלייה בגובה - תופעה ידועה כקצב הניתוק הסביבתי.עם זאת, מיקרו-מיסטים מקומיים לעתים קרובות מתפתלים מהממוצע הזה עקב גורמים כגון קרינת השמש, חשיפה, רוח, ומזג אוויר קר.
לדוגמה, רכסי הרים חשופים רוחות חזקות ואור השמש העז עשוי להיות יבש, צחיח למרות קבלת משקעים גבוהים יותר. לעומת זאת, רצפות עמק לעתים קרובות לאסוף אוויר קר, צפוף מגבהים גבוהים יותר במהלך הלילה, יצירת כיסים קפואים שיכולים להיות כמה מעלות קריר יותר מאשר מדרונות סמוכים. אלה בריכות אוויר קר הם חשובים במיוחד בחקלאות, כפי שהם יכולים לפגוע ביבולים רגישים ונטיעת אזורי.
המונחים: Slope Orient
ההיבט, או הכיוון של המצפן ניצב בפני מדרון, משפיע באופן ביקורתי על קבלת אנרגיה סולארית ועל כך משטרי טמפרטורה ולחות.בצפון המיספרה, מדרונות צפופים דרומה מקבלים אור שמש ישיר יותר, מה שהופך אותם חמים יותר וקרים יותר בהשוואה למדרונות צפופים צפונה, אשר נוטים להיות קרירים ולחות יותר.דיכומי זה יכול להשפיע על הפצה; למשל, מדרונות צפופים דרומה עלולים לתמוך במין בצורת, בעוד שצפופים צפופים צפונה, בעוד ששומרים מורדים, כמו גם מורדים מורדים, כמו גם מורדים מורדים מורדים, כמו גם מזחלות, בעוד ששומרים מזחלות, כמו גם מורדים מזחלות מזחלות שלג, כמו גם ממושכים היטב, כמו גם מזחלות, כמו גם מורדים.
התלות של סליופה מגבירה את ההשפעות הללו על ידי שינוי הזווית שבה השמש תוקפת את פני השטח. סטייפר מדרונות מול השמש ליירט אור השמש באופן יותר חדיר, הגדלת ההתחממות.מזרח-מערבית ומערבית-המולה חווים תנאים ביניים, עם מדרונות מזרחיים התחממות מוקדם יותר ביום ומדרונות מערביים לשמור חום עוד יותר לתוך אחר הצהריים.
עמקים, רידג's ו- Canyon Dynamics
קרקעות מקומיות כולל עמקים, רכסים, וקניונים יוצרים אפקטים מיקרו אקלים נפרדים על ידי ערוץ תנועה אווירית ומשפיעים על הפצת לחות. עמקי הרים לעתים קרובות לפעול כמו מסדרונות רוח טבעיים, מאיץ את זרימת האוויר דרך קטעים צרים ולעתים שיפור הווידוי. ניגודיות, עמקים מוגנים יכולים למלכוד אוויר קר, ויצרו אזורי פרו-פרוג שמשפיעים על חקלאות וצמחייה טבעית.
הקניונים חווים תנודות טמפרטורה מהירות כמו אור השמש נע מאחורי רכסים, יצירת מעברים חדים בין אזורים קלים וצלצלים.יתר על כן, ניקוז אוויר קר בשטח הררי פועל akin to water Flow, תוך הפחתה בדיכאון נמוך והשפעה לחות ואירועי הכפור.אזורים הקרים המקומיים הללו עשויים להיות כמה מעלות קרירות יותר מאשר אזורים הסמוכים, אשר הוא מידע קריטי עבור כרמים ופרדס.
שירות הפארק הלאומי מציע תובנות מפורטות כיצד טופוגרפיה משפיעה על דפוסי מזג האוויר המקומיים.
ווטרס: שינויי אקלים טבעיים
גופים גדולים של מים כגון אוקיינוסים, אגמים, נהרות, ומאגרמים מתונים משמעותית אקלים מקומי בשל יכולת החום הספציפית הגבוהה של מים.חום מים וקורר יותר בהדרגה מאשר אדמה, וכתוצאה מכך הטמפרטורה קלה יותר קיצונית באזורי החוף והאגם בהשוואה לאזורים היבשתיים בקווי הרוחב דומים.
חוף ו Lake Breeze
בשעות היום, פני הקרקע חם מהר יותר מגופי מים סמוכים, מה שגורם לאוויר לעלות על הקרקע מחוממות וציור קריר יותר, אוויר לחות פנימה מן המים.תופעה זו יוצרת על מבשלות חוף שיכולות להפחית את הטמפרטורות בשעות אחר הצהריים בכמה מעלות ולהגביר לחות, הקמת אזור מיקרו-קליפי צר מועיל לגידולים רגישים ללחץ חום.
בלילה, התהליך הופך להיות יבשה קריר יותר מאשר מים, ייצור מבשלות בחוזים offshore שיכולים להוריד את הטמפרטורות בארץ.היקף של אזורי מיקרו-קלי אלה תלוי טופוגרפיה אזורית, דפוסי רוח השוררים, ואת גודל גוף המים. על קו החוף שטוח, אפקט מתפתל זה יכול להאריך 10 עד 20 ק"מ בארץ, המשפיע על תכנון עירוני וחקלאות.
עמק הנהר ו- Riparian Ecosystems
נהרות וזרמים יוצרים מיקרו-קלימיים ליניאריים המאופיינת בלחות גבוהה וטמפרטורות מתונות בהשוואה לסביבות ההתעלות.הפינוי משטח המים מגביר את רמות לחות מקומיות, לעתים קרובות וכתוצאה מכך טמפרטורות קיץ קרירות יותר ותנאי חורף חמים במקצת.
צמחייה ריפטריאנית לאורך נתיבי מים אלה מגבירה את ההשפעות המיקרוקלימטיות באמצעות הגילוח המקטין את חימום השמש ודרך טרנסספירציה, אשר משחררת מים פנויים ומקרר את האוויר שמסביב.דינמיקה זו תומכת במערכות אקולוגיות מגוונות ויכולה להיות קריטי לשמירה על המגוון הביולוגי בנוף יבש אחר.
[ה]ה-USGS מספק מידע מקיף על האופן שבו evaporation מעצבת את האקלים המקומי.
Vegetation and Land Cover: bioology Climate Modifiers
גידול משפיע באופן משמעותי על מיקרו-קלמטים על ידי שינוי איזון אנרגיה פני השטח, זמינות לחות ותנועת אוויר.סוג, צפיפות ומבנה אנכי של צמחייה ליצור מיקרו-מטים ייחודיים השוונים בחדות מאזורי קרקע פתוחים או חשופים.
יערות Canopies
פחיות יער Dense ליירט אור השמש, לייצר מתחתיות מפוסלות כי הם קרירים יותר ולחשים יותר מאשר אזורים פתוחים.הבאפיינים טמפרטורה קיצוניים על ידי צמצום חימום יום וקירור בשעות הלילה, המוביל לטמפרטורה מופחתת דיוורנאלית.בנוסף, evapiration מעלים לחות לתוך האוויר, הגדלת לחות מקומית וקידום היווצרות ענן מעל היער.
גזעי עץ וענפים פועלים כפורצות רוח, הורדת מהירות הרוח ליד הקרקע וייצוב מזג אוויר ובטיחות.יציבות מיקרו-קלידה זו ניכרת במיוחד ביערות ישנים, אשר שומרים על סביבות לחות, מזג אוויריות גם במהלך עונות יבשות, תמיכה בצמחונים מגוונים ובפאון.
גבעות ועצמות
בניגוד ליערות, עשבים ונהרות מספקים פחות שריד ומאפשרים זרימת אוויר גבוהה יותר ליד פני השטח.ללא קאנופי צפוף, אזורים אלה חווים עלייה מהירה טמפרטורה במהלך היום וקירור מהיר יותר בלילה. albedo גבוה של עשבים משקף יותר אור שמש, וכתוצאה מכך משטחים קרים יותר אדמה בשעות היום, אבל לעתים קרובות מופחתת שימור באזור בשל עלייה מוגברת של evapation.
פעילויות אנושיות כגון overgrazing יכולות להחמיר את ההשפעות הללו על ידי הסרת כיסוי גרפי, אשר הופך מיקרו-קלימיטיס מתון לתוך סביבות חם יותר, יבש יותר נוטה לשחיקה ומדבר.
אורבן ירוק: מיקרו-אואזס בערים
צמחייה עירונית כגון פארקים, גגות ירוקים, ורחובות ממונעים מעץ יוצרת מיקרו-קלימיים קירור בתוך העיריות אחרת חום-אבורות.עצים מספקים צל לריצוף ולבניינים, צמצום טמפרטורות פני השטח עד 12 מעלות צלזיוס (22F) במהלך גלי חום. אווהרופציה מעלים תורמת ל קירור מקומי על ידי שחרור לחות לתוך האוויר.
אפילו חללים ירוקים קטנים, כמו כתמים של דשא, יכולים להוריד טמפרטורות מתפתלות על ידי 2 עד 5 מעלות צלזיוס בהשוואה ל- ASphalt או בטון שמסביב.מיקום מחשבתי של ירוק עירוני הוא אסטרטגיה מרכזית כדי להפחית את ההשפעה של חום עירוני (UHI), לשפר את איכות האוויר ולשפר את הנוחות האנושית.
פעילות אנושית: נהגים מיקרוקלידיים טרנספורמטיביים
שינויים בנוף המושרה האנושי לעתים קרובות יוצרים את השינויים המיקרוקלימיים המובהקים והמפוזרים ביותר.אורבניזציה, חקלאות, מחיקה ופיתוח תשתיות משנים את מאזן החום הטבעי, זמינות לחות וזרימת אוויר, לעתים קרובות מעצימה או משבשת מיקרו-קלימים קיימים.
אפקט חום עירוני
אפקט החום העירוני (UHI) מתאר כיצד ערים הופכות לחמימות משמעותית מאשר באזורים כפריים הסובבים.משטחים אפלים כמו אספלט, בטון, חומרי גג סופגים כמויות גדולות של קרינה סולארית במהלך היום ושחררו לאט חום בלילה, גידול בטמפרטורות העירוניות ב-5 עד 10 מעלות צלזיוס (9 עד 18 מעלות צלזיוס) במיוחד בלילות ברורים, רגועים.
בניינים גבוהים יוצרים קניונים עירוניים שלוכדים חום ולהפחית את זרימת הרוח, בעוד שפסול חום ממכוניות, יחידות מיזוג אוויר, ותהליכים תעשייתיים מוסיפים לטעון תרמי.ה-HI מגביר את צריכת האנרגיה של קירור, מחריף את זיהום האוויר, ומשפיע על בריאות הציבור.
[ה]הסברים מעמיקים של תופעת האי החום העירוני.
שינוי חקלאי ואיריגציה
פרקטיקות חקלאיות משפיעות באופן דרמטי על המיקרו-קלימיטיס המקומיים באמצעות שינויים בכיסוי הקרקע וניהול המים.השקיה מגבירה את לחות הקרקע ואת שיעורי הפינוי, קירור האוויר והלחות, ובכך הופכת למעשה לאזורים מרוחים למיקרו-קלימיטיס יותר.עמק מרכז קליפורניה הוא דוגמה ראשונית, שבו השקיה נרחבת מחזיקה בסביבה חקלאית פרודוקטיבית אך קרירה יותר.
לעומת זאת, מחיקה של יבוללנד מסירת צל ומפחיתה את הevapotranspiration, המוביל לטמפרטורות פני השטח מוגברת ותנאים יבשים יותר. Soil עד גיל המעבר albedo ו מוליכות תרמית, המשפיע על שמירת חום הקרקע וחילופי אנרגיה.שדות מונו-מידה גדולים יכולים לשבש דפוסי רוח מקומיים ומשטרי משקעים, המשפיעים על דינמיקות מיקרו-קליביות רחבות.
מבנים בנויים ושטחים חסרי פשרות
תשתיות כגון כבישים, מגרשי חניה, ובניינים סופגים ושומרים על חום, תורמים להתחממות מקומית.משטחים בלתי אפשריים אלה חוסמים גם רוחות ויוצרים צללים גשם מלאכותיים, מה שמוביל לירידה בהערכה ולהפחתה של המיקרו-קלימיטיס.הסידור המרחבי של מבנים משפיע על זרימת האוויר, ומעביר רוחות לתוך מסדרונות צרים שעשויים להגביר או להפחית את האוורור.
בחורף, קרבה לבניינים מחוממים יכולה ליצור מיקרומטרים חמים יותר כי שלג היתוך וקרח, לייצר אזורים רטובים נוטים לרוץ ולשטחיקה. עיצוב עירוני שרואה את ההשפעות המיקרוקלימיות הללו יכול לשפר את הנוחות של הולכי הרגל, להפחית את דרישות האנרגיה, ולצמצם את ההשפעות הסביבתיות השליליות.
Soil and Subsurface Properties
מאפיינים כגון מרקם, צבע, תוכן לחות, ונכסים תרמיים תורמים באופן מודע להיווצרות מיקרוקלידית.קרקעות כהה, עשירות אורגניות סופגות יותר קרינה סולארית וחממות מהר יותר מאשר אדמה בצבע בהיר, חולית שמשקפת יותר אור השמש.
רוקי משטחים ותפקוד סלע חשופים כמו כיור חום, שמירה על חום לאחר שקיעה. זרימת מים תת-קרקעי, עומק מים קרקע, לחות השפעה על פני השטח evaporation וטמפרטורה, עם אזורים רטובים בדרך כלל נשאר קריר יותר במהלך היום בגלל צריכת אנרגיה על ידי evaporation ולא חימום אוויר.
השפעות אטמוספריות ואזוריות
תנאים אטמוספריים מקומיים ואזוריים משנים עוד יותר מיקרו-קלימיים באמצעות תבניות רוח, היווצרות ערפל ותנודות טמפרטורה. ערפל חוף, כגון שכבת ימי לאורך החוף של קליפורניה, מביא אוויר רטוב, לחות, יערות כמו עצי אדום החוף אפילו קרוב עמקי פנים יבשים.
אזורים הרריים לעתים קרובות חווים רוחות aabatic (upslope) במהלך היום, אשר תחבורה אוויר חם upslope, katabatic (downslope) רוחות בלילה, אשר לשאת אוויר קריר מטה. אלה תבניות רוח diurnal אלה להפיץ חום ולחות, המשפיע על צמחייה ותנאי מזג אוויר.
השלכות מעשיות על ניהול ועיצוב
הבנת הסיבות והדינמיקה של microclimates מאפשרת קבלת החלטות מושכלת על פני מגזרים מגוונים:
- (FLT:0)חקלאות: FLT:1 החקלאים משתמשים בידע מיקרו-קלי לבחירה מיקומים, בעד מדרונות דרומה לצמחים אהובים חום ומדרונות צפופים צפונה לזנים סובלניים.הימנעות מלמטהות מעמקי הכפור מגן על עצי פרי רגישים.
- (FLT:0)Urban תכנון: FLT:1 City Planners משלב גגות ירוקים, סלולים רפלקטיביים, ונטיעת עץ אסטרטגי כדי להפחית את אפקט האי החום העירוני.Build ופריסת רחוב אופטימיזציה רווח סולארי בחורף ולהפחית את ספיגת חום בקיץ, שיפור יעילות האנרגיה ונוחות חיצונית.
- (FLT:0) שימור: 1FLT (ההגנה על טופווגרפיה וצמחייה מגוונים תומכים ב-microclimate refugia - כמו עם תנאים קרירים או יציבים יותר שמשמשים כ"חונים" עבור מינים נדירים או רגישים לאקלים.
- (FLT:0Architecture:FLT:1 עיצוב בנייה עוברי ממינוף של תובנות מיקרו-קלידיות, באמצעות תבניות רוח עבור אוורור טבעי, חשיפה סולארית לאור יום וחימום, ומסה תרמית עבור רגולציה טמפרטורה.
הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב (EPA) מציעה הנחיות מקיףות לשימוש בצמחייה כדי להפחית את האיים החום העירוניים.
לסיכום, מיקרו-מיליטר יוצאים ממשחק מורכב של גורמים טבעיים ואנתרופולוגיים.טופוגרפיה קובעת דפוסים בסיסיים של קרינה סולארית וניקוז אוויר; גוף מים בינוני קיצוניות טמפרטורה; צמחייה משפיעה על לחות וגילוח; פעילויות אנושיות יכולות להגביר או לשבש תהליכים אלה. Soil ונכסים תת-קרקעיים להוסיף קצבה נוספת להתנהגות האקלים המקומית, בעוד דינמיקה אזורית מגבילה אך משפיעה על וריאציות של התפתחותיות אלה.