I deserti non sono caratteristiche accidentali della superficie terrestre, sono il risultato diretto e prevedibile di processi geofisici fondamentali, con latitudine e l'altitudine che agiscono come i due principali architetti dell'aridità globale. Capire come queste due forze interagiscono è essenziale per capire perché un vasto mare di sabbia esiste nel Sahara, un altopiano congelato si estende attraverso il Tibet, e un fog-shrouded desertico che si aggrogherà al bordo del bacino di altitudine.

Latitudine e il motore globale dell'aridità

Il più potente fattore determinante della sua posizione rispetto alle cellule di circolazione atmosferica globale del pianeta. Il bilancio energetico della Terra è schiacciantemente guidato dalla radiazione solare all'equatore. Questo intenso riscaldamento provoca l'aumento dell'aria, il raffreddamento e la condense, formando le foreste pluviali lussureggianti della zona di Convergenza Intertropicale (ITCZ).

Questa aria discendente crea una potente e persistente cintura di alta pressione atmosferica nota come la cresta subtropicale, o "latitudini di Horse". Come lavandini d'aria, è compressa e riscalda adiabaticamente, che abbassa la sua umidità relativa a vicino zero. Questo meccanismo sopprime la formazione del cloud e impedisce la pioggia. Le cinghie ad alta pressione subtropicali sono il singolo più grande motore di formazione del deserto.

Il deserto del Sahara in Nord Africa, il deserto arabo in Medio Oriente, il deserto del Thar in India, e i grandi deserti dell'Australia, tra cui la Grande Sandy, la Grande Vittoria, e i Deserti Simpson, siedono a tutti a struzzare la banda di latitudini di 30 gradi negli Emisferi del Nord e del Sud, questi sono i classici "vento di commercio" deserti, dove la circolazione regolare e a secco i venti soffiano da est, ulteriormente i geologia.

L'equatore stesso è senza dubbio il luogo più umido della Terra, una funzione diretta dell'ICZ. Spostando poleward, le precipitazioni diminuiscono bruscamente, raggiungendo un minimo assoluto intorno ai 30°. Oltre a questa cintura desertica, le precipitazioni possono aumentare di nuovo nelle latitudini medie a causa dell'influenza del fronte polare e dei venti westerly.

Altitudine: La dimensione verticale dell'aridità

Mentre la latitudine imposta la fase per l'ariditÃ, l'altitudine riscrive lo script. Il principio fondamentale à ̈ il tasso di dislivello: la temperatura della troposfera diminuisce ad un tasso medio di circa 6,5°C per 1.000 metri (3,6°F per 1.000 piedi) di guadagno di elevazione. Questo significa che una posizione a 4.000 metri di altezza sarÃ, in media, 26°C piÃ1 fresca di una posizione a livello del mare sulla stessa profondità .

Il deserto di una quota alta non è un'espansione calda e sabbiosa; è un paesaggio freddo, venti bagnato e spesso roccioso. L'altopiano di Altiplano nelle Ande è un esempio perfetto. Le parti di ricambio del Perù, Bolivia, Cile e Argentina, l'Altiplano si trova ad un'altitudine media di oltre 3.800 metri.

Effetti orografici e ombre piovana

L'influenza dell'altitudine sulle precipitazioni è ancora più diretta del suo effetto sulla temperatura. Quando l'aria umida è costretta a salire su una catena montuosa, raffredda adiabaticamente e condensa, cadendo forti precipitazioni sulle piste a vento.

L'effetto dell'ombra delle piogge è responsabile di alcuni dei deserti più estremi del mondo. Il deserto di Gobi in Mongolia e la Cina settentrionale si trova nell'ombra delle piogge dell'Himalaya e dell'altopiano tibetano, che blocca i venti monsoon laminati dall'oceano indiano. Il deserto Patagonese in Argentina è completamente riparato dalle Ande Montagne da venti westerly prevalenti, creando una vasta, fredda, vento provincia bagnata

Deserti freddi ad alta quota: una classe speciale

I deserti ad alta quota rappresentano una classe distinto dove il freddo è una forma di aridità. Nell'altopiano tibetano, spesso chiamato "Terzo Polo", l'estremo freddo limita la quantità di vapore acqueo che l'aria può contenere, portando ad un'atmosfera estremamente secca nonostante la presenza di ghiacciai massicci.

Forze di intersecazione: una matrice di tipi del deserto

La dicotomia semplicistica dei deserti "caldi" contro i "freddi" è insufficiente. Un sistema più accurato utilizza una matrice che rappresenta le variabili continue di latitudine e altitudine. Questo quadro aiuta a prevedere le specifiche gamme di temperatura, i modelli di precipitazioni, la stagionalità e il potenziale ecologico di qualsiasi regione aride.

1. Deserti di bassa latitudine, bassa altezza (il nucleo di Arid caldo)

Si tratta di un'icona a caldo deserti. Tra i 15 e i 35° di latitudine e generalmente inferiori a 1.000 metri di altezza, si verificano temperature estive estreme, inverni miti e radiazioni solari intense. Esempi includono il deserto del Sahara, il deserto arabo, il Dasht-e Lut in Iran (che detiene il record per la temperatura più alta della superficie terrestre), e il deserto di Simpson in Australia.

2. Deserti ad alta quota, bassa latitudine (zona fredda-inverno calda-estate)

Il canyon è un'isola di montagna, ma il paesaggio subtropicale è molto simile a quello degli alti alti altipiani, un deserto ibrido che ha delle estati brucianti a causa della loro latitudine ma sorprendentemente fredda in inverno a causa della loro elevazione. Il deserto di Sonoran in Arizona e in Messico è un esempio di primo piano.

3. Deserti di bassa quota, da metà a alta latitudine (The Cold Steppe & Continental Desert)

A latitudini a polem di 35°, l'energia del sole è più debole, e l'influenza dell'alto subtropicale diminuisce. Qui, l'aridità è guidata dalla continentalità (distanza dall'oceano) e dalle ombre di pioggia. Il deserto di Gobi, situato intorno a 40-45°N, è l'esempio classico.

4. Deserti ad alta quota, ad alta quota (The Polar & Alpine Extremes)

L'ambiente più estremo della Terra, che rappresenta un triplo vincolo di bassa insolazione, basse temperature e estrema aridità. Gli altipiani di alta quota dell'Asia centrale, come l'altopiano tibetano e la regione di Changthang di Ladakh, si adattano a questa categoria. L'aria è sottile, fredda e e eccezionalmente secca.

Biogeografia: La vita agli estremi

Le forze interdipendenti di latitudine e altitudine dettano la "vela" fondamentale della vita nei deserti. La latitudine determina il bilancio totale annuale dell'energia solare (insolazione) e la lunghezza della stagione in crescita. L'altitudine determina la gamma di temperature diurne e la frequenza del gelo. Gli ecologisti possono usare la matrice latitudine-altitudine per prevedere quali specie e forme di vita saranno presenti.

In deserti caldi a bassa latitudine (ad esempio, Sahara), la stagione in crescita è teoricamente intorno all'anno, limitata solo dalla disponibilità dell'acqua. Qui, la vita è principalmente costretta dalla necessità di evitare il calore letale e la desiccation. Questo spinge l'evoluzione degli animali crepuscolari/nocturni (fissi, jerboas), e piante con estesi sistemi di radice superficiale (cacti) o la capacità ciclo di sopravvivenza completa

In alto-altitudine deserti freddi (ad esempio, Altiplano), la stagione in crescita è brutalmente breve, e la vita è costretta da temperature gelide e basso ossigeno. L'adattamento primario è quello di conservare il calore e il buffer contro il freddo. Le piante come Yareta]] ([emLT:2] Azorella compacta crescono i gradi

Il confine tra questi biomi è spesso dettato dall'esatta elevazione dove la temperatura media del mese più caldo scende sotto una soglia critica per la crescita delle piante—una linea che si sposta con latitudine. Questa è la linea degli alberi, ma nei deserti, è spesso un limite biologico generale. Capire questo gradiente è essenziale per prevedere come gli ecosistemi del deserto risponderanno al cambiamento climatico.

Geografia umana e un pianeta di spostamento

Le società umane hanno a lungo navigato le sfide poste dall'intersezione di latitudine e altitudine. La civiltà Inca nelle Ande ha padroneggiato l'economia verticale, utilizzando le diverse zone ecologiche create dall'altitudine per coltivare colture diverse dalle giungle basse ai deserti ad alta quota. Hanno costruito sistemi di irrigazione estensive (canalcoli e acquedotti) per portare acqua dalla nevemelt alle valli aride e ad alta quota.

Nei deserti a bassa latitudine del Medio Oriente, il sistema persiano Qanat[] è un capolavoro di ingegneria che si infila in acque sotterranee e lo conduisce attraverso paesaggi aridi per miglia. Queste società sono acutamente dipendenti dal delicato equilibrio del ciclo idrologico, che è dettato da entrambe le latitudini (modelli di monsonali) e l'altitudine (temporali).

Cambiamento climatico: Svelare l'equilibrio

Il cambiamento climatico antropogenico sta direttamente perturbando il rapporto latitudine-altitudine in molteplici modi, con profonde implicazioni per i deserti esistenti.

1. Hadley Cell Expansion:[] Il più significativo spostamento latitudinale è l'espansione osservata e proiettata poleward delle cellule Hadley. Come i tropici caldo, l'arto discendente della circolazione sta spingendo più avanti verso i poli. Ciò sta causando le zone asciutte subtropicali per espandersi in quello che erano climi precedentemente mediterranei o temperati.

2. Altitudine-dipendente Warming: Le regioni ad alta quota si stanno riscaldando a un ritmo accelerato rispetto alla media globale. Questo "riscaldamento dipendente dall'elevazione" sta causando un rapido ritiro dei ghiacciai sull'altopiano tibetano, le Ande e le Montagne Rocciose.

3. Le specie sciolte:]] Le specie in ambienti desertici stanno rispondendo a queste doppi pressioni. Le specie nei deserti caldi possono essere costrette a migrare poleward o ad altitudini superiori per trovare una busta termica adatta. Tuttavia, le specie che vivono già in cima ad un deserto ad alta quota non hanno alcun posto dove andare.

Conclusioni

I deserti del mondo non sono toppe casuali di terra sterile. Sono i prodotti geofisici precisi di due variabili planetarie fondamentali: latitudine, che imposta lo stadio globale per l'aridità attraverso la circolazione atmosferica, e l'altitudine, che modifica il regime termico e idrologico a scala locale e regionale.