Le zone climatiche sono strutture fondamentali per comprendere la distribuzione della vita, del tempo e degli ecosistemi in tutta la Terra. Queste zone, definite da modelli di temperatura, precipitazioni e pressione atmosferica, creano le distinte buste ambientali che modellano i paesaggi del nostro pianeta.

I fattori di guida dietro la formazione di zone climatiche

La creazione e la distribuzione di zone climatiche globali sono governate da un complesso gioco di fattori geografici e astronomici, che lavorano insieme per creare la predisposizione ma diversificata gamma di climi trovati in tutto il pianeta.

Latitudine e radiazione solare

Il fattore più importante che controlla il clima globale è la latitudine, che determina l'angolo e l'intensità della radiazione solare in entrata. All'equatore (0° latitudine), i raggi solari colpiscono la Terra più direttamente, concentrando l'energia su una piccola superficie e producendo temperature costantemente elevate tutto l'anno.

Circolazione atmosferica globale

Lo squilibrio del riscaldamento solare spinge i grandi e vasti modelli di circolazione del pianeta nell'atmosfera. L'aria calda sale all'equatore, creando una cintura di bassa pressione conosciuta come la zona di convergenza intertropicale (ITCZ). Questo aumento dell'aria raffredda, rilascia l'umidità come pioggia torrenziale, e poi diverge ad alta atmosfera, viaggiando verso il polo.

Correnti oceaniche e prossimità all'acqua

L'acqua è molto più bassa rispetto alle zone costiere, mentre la costa occidentale è molto più bassa.

Altitudine e Topografia

L'elevazione gioca un ruolo potente nella creazione di zone climatiche locali distinte. In media, la temperatura diminuisce di circa 6,5°C per 1.000 metri (3,6°F per 1.000 piedi) di aumento di altitudine, un fenomeno noto come la velocità di interruzione ambientale.

Distribuzione di terra e mare

L'aria di grandi dimensioni nelle latitudini si riscalda rapidamente in estate e si raffredda rapidamente in inverno, portando a temperature estreme stagionali che caratterizzano i climi continentali.

Grandi zone climatiche: un dettaglio

Il sistema più utilizzato per la classificazione delle zone climatiche è la classificazione climatica Köppen, sviluppata da Wladimir Köppen alla fine del XIX secolo e successivamente perfezionata da Rudolf Geiger.

Clima tropicale (Gruppo A)

I climi tropicali si trovano vicino all'equatore, generalmente tra 25° Nord e Sud, caratterizzati da temperature costantemente elevate (temperatura mensile media superiore a 18°C / 64.4°F) e precipitazioni abbondanti.

  • La foresta tropicale (Af): Queste regioni ricevono un'alta piovosità durante tutto l'anno (spesso superiore a 2.000 mm / 80 pollici all'anno) a causa della presenza persistente dell'ICZ. Non c'è alcuna stagione secca distinta. Il bacino amazzonico, il bacino del Congo e le isole del Sud-Est asiatico sono esempi principali.
  • Monsoon tropicale (Am): Questi climi sperimentano una breve stagione secca ma ricevono enormi quantità di pioggia durante la stagione umida a causa dei cambiamenti del vento monsonico. La costa occidentale dell'India, parti delle Filippine, e la costa dell'Africa occidentale mostrano questo clima. La vegetazione è spesso un mix di foresta pluviale e foresta decidue.
  • Tropical Savanna (Aw): Queste regioni hanno una stagione umida e una lunga e pronunciata stagione secca (inverno). Il paesaggio classico è pascolo con alberi sparsi, sostenendo grandi mandrie di animali da pascolo. Il Cerrado del Brasile, le pianure Serengeti dell'Africa, e gran parte del subcontinente indiano cadono in questa categoria.

Clima secco (Gruppo B)

I climi secchi coprono la più grande area geografica di qualsiasi gruppo climatico, che sono definiti dalla mancanza di precipitazioni, la valutazione supera le precipitazioni.

  • Desert (BWh/BWk): I deserti ricevono meno di 250 mm (10 pollici) di pioggia all'anno. I deserti caldi (BWh), come il Sahara, i deserti arabi e i deserti sonoran, si trovano intorno a 30° di latitudine dove l'ombra scende, l'aria calda nella cellula Hadley inibisce la formazione del cloud.
  • Steppe (BSh/BSk):[ Le steppe semiaride ricevono più precipitazioni che deserti ma non abbastanza da sostenere le foreste. Spesso confinano con i veri deserti e sono caratterizzate da praterie e arbusti. La regione Sahel a sud del Sahara, le Grandi Pianure nordamericane e le steppe dell'Asia centrale sono esempi chiave.

Clima temperati (Gruppo C)

I climi temperati si trovano nelle latitudini medie (circa tra 30° e 60° Nord e Sud), caratterizzati da inverni miti e da estati calde, con variazioni stagionali distinte, che comprendono diversi sottotipi importanti:

  • Mediterraneo (Csa/Csb): Questi climi si trovano sui lati occidentali dei continenti, caratterizzati da estati calde e secche e inverni umidi e miti. Sono controllati dalla migrazione stagionale della fascia subtropicale ad alta pressione. Il bacino mediterraneo stesso, la California costiera, il Cile centrale, la regione del Capo del Sud Africa, e l'Australia sudoccidentale sono luoghi di prima biodiversità.
  • Humid Subtropical (Cfa/Cwa): Trovati sui lati orientali dei continenti, questi climi hanno estati calde, umide e inverni da lieve a fresco con precipitazioni tutto l'anno (spesso da temporali e sistemi tropicali). Gli Stati Uniti sud-orientali, Cina orientale, Brasile meridionale e parti dell'Australia orientale sono esempi classici.
  • Marine West Coast (Cfb/Cfc): Fortemente influenzato dall'oceano, questi climi hanno estati fresche e inverni miti con frequenti copertura nuvolosa e precipitazioni tutto l'anno. Si trovano sulle coste occidentali dei continenti nelle latitudini superiori, come l'Europa occidentale, il Pacifico nord-ovest degli Stati Uniti e la Nuova Zelanda.

Clima continentali (Gruppo D)

I climi continentali si trovano principalmente nell'emisfero settentrionale, attraverso gli interni di grandi dimensioni come Nord America, Europa e Asia, caratterizzati da temperature estreme, inverni molto freddi e calde estati.

  • Humid Continental (Dfa/Dfb/Dwa/Dwb): Queste regioni vivono quattro stagioni distinte, tra cui inverni freddi con significative nevicate e calde estati. La gamma di temperature è grande. La regione dei Grandi Laghi, il Canada meridionale, e gran parte dell'Europa orientale e la Russia centrale hanno questo clima. La vegetazione nativa è tipicamente mista o decidua.
  • Subarctic (Dfc/Dfd/Dwc/Dwc/Dwd): Questi climi hanno estati corte e freddi e lunghi inverni freddi. Sono dominati da foreste boreali (taiga) e sperimentano alcune delle più grandi temperature della Terra. Siberia orientale, gran parte del Canada, e Alaska sono noti per i loro climi subarttici estremi, conkh in inverno 50 °

Clima polari (Gruppo E)

I climi polari sono i più freddi della Terra, caratterizzati da temperature medie inferiori a 10°C (50°F) durante tutto l'anno, che ricevono pochissime precipitazioni e sono spesso considerati deserti freddi.

  • Tundra (ET): Trovata ai margini dell'Artico e dell'Antartico, e ad altissime alpeggi. La caratteristica di definizione è permafrost (terra costantemente congelato) che impedisce la crescita radicale profonda, con conseguente un paesaggio di muschi, lichens e arbusti bassi. Le estati sono brevi e fresche, permettendo una breve scoppio di vita classica Russia settentrionale.
  • Ice Cap (EF): Il clima degli interni della Groenlandia e l'altopiano dell'Antartide. La temperatura media del mese più caldo rimane al di sotto di 0°C (32°F). Il paesaggio è coperto da enormi fogli di ghiaccio permanenti.

Clima di Highland (Gruppo H)

Non fanno parte dei cinque gruppi originali, i climi dell'Altopiano sono spesso categorizzati separatamente, descrivendo le complesse zone climatiche presenti in alta montagna (ad esempio l'Himalaya, le Ande, le Montagne Rocciose), mentre l'altitudine aumenta verticalmente, i cicli climatici imitano i cambiamenti latitudinali dalle zone temperate alle polari, creando una zona verticale, dove ecosistemi diversi, come le foreste nuvolose, i prati alpini, i monoline permanenti e i singoli.

Modelli dinamici e scivoli osservati nelle zone climatiche

Mentre le zone climatiche forniscono un quadro stabile per comprendere i modelli globali, non sono statiche, sia la variabilità naturale che i cambiamenti indotti dall'uomo causano che queste zone si spostano, si espandono o si contraggano nel tempo.

Variabilità del clima naturale

Diversi cicli naturali causano spostamenti a breve e a lungo termine nei modelli climatici:

  • El Niño-Southern Oscillation (ENSO): Questo è un ciclo di riscaldamento (El Niño) e raffreddamento (La Niña) dell'Oceano Pacifico tropicale che altera drammaticamente i modelli meteorologici in tutto il mondo.
  • Oscillazione Decadale Pacifica (PDO) e oscillazione multidecadale atlantica (AMO):[ Questi modelli a più lungo termine nelle temperature della superficie del mare operano nel corso di decenni e possono influenzare la frequenza e l'intensità delle tempeste, siccità e climi regionali.
  • Cicli di Malikovitch:[ Oltre decine di migliaia di anni, i cambiamenti nella forma orbitale terrestre (eccentricità), l'inclinazione (obliquità), e il wobble (precessione) alterano la distribuzione e la quantità di radiazione solare che raggiungono la Terra.

Maiusc osservati a causa del cambiamento climatico

L'attuale periodo di rapido cambiamento climatico causato dall'uomo sta conducendo cambiamenti osservabili nelle zone climatiche globali ad un ritmo senza precedenti.

  • L'espansione dei tropi:[ Gli scienziati hanno osservato che la cintura tropicale si sta allargando ad un tasso di circa 0,5° a 0,8° per decennio. Questa espansione spinge le zone asciutte subtropicali verso il poleward, cioè regioni che un tempo erano temperate stanno diventando più aridi.
  • Migrazione dei biomi: Come aumentano le temperature globali medie, le condizioni ideali per molti ecosistemi stanno spostando poleward e ad altitudini più elevate. Le foreste boreali stanno invadendo la tundra nel nord, mentre le foreste temperate stanno spostando nell'ex dominio delle foreste boreali.
  • Intensificazione del Ciclo Idrologico:[ Un'atmosfera più calda detiene più umidità, portando ad un'intensificazione del ciclo dell'acqua. Questo comporta eventi di precipitazioni estreme più intensi e frequenti in alcune regioni umide, mentre le regioni asciutte stanno vivendo siccità più gravi e prolungate.
  • Amplifica polivalente: L'Artico si sta scaldando più del doppio della media globale, che porta alla rapida fusione del ghiaccio marino e dei ghiacciai, che sposta l'effetto albedo (rimodellando il ghiaccio riflettente con acqua scura che assorbe più calore) e ha profondi impatti sui climi polari e sugli ecosistemi, minacciando specie come orsi polari e alterando il livelismo indi indigeni.

Impatti sugli ecosistemi globali e sui sistemi umani

Il cambiamento delle zone climatiche ha conseguenze tangibili. Il sesto rapporto di valutazione dell'IPCC[] dettagli come questi cambiamenti stanno già influenzando la sicurezza alimentare, la disponibilità dell'acqua e la salute umana. Le zone agricole tradizionali stanno cambiando; per esempio, le regioni vinicole stanno spostando verso la natura più alta e le altitudini sostenibili.

Per ulteriori esplorazioni di questi argomenti, le risorse della divisione "Cambio Climatico" e National Geographic forniscono informazioni eccellenti e dettagliate sui sistemi globali e sulla loro evoluzione in corso.