Table of Contents

Климат Средиземноморья: всесторонний обзор в цифрах

Средиземноморский климат является одним из самых отличительных и экологически богатых типов климата на Земле. Определяемый его теплым, сухим летом и мягкими, влажными зимами, он формирует ландшафты, экономику и культуру нескольких регионов по всему миру. В то время как классический образ часто вызывает оливковые рощи и залитые солнцем береговые линии, базовая статистика климата показывает сложную систему температурных порогов, моделей осадков и биогеографических границ. Покрывая примерно 2,5 миллиона квадратных километров во всем мире, средиземноморский климат поддерживает уникальное биоразнообразие и интенсивное сельское хозяйство, но также сталкивается с растущим давлением от изменения климата и человеческой деятельности. Понимание твердых чисел за этим типом климата имеет важное значение для политиков, фермеров, экологов и всех, кто заинтересован в будущем этих уязвимых регионов.

Географическое распределение

Средиземноморский климат не ограничивается морем, которое дает ему название. Он встречается в пяти дискретных регионах на Земле, все они расположены между 30° и 45° широты на западных сторонах континентов. Это географическое ограничение является результатом взаимодействия субтропических систем высокого давления и западных ветров, которые смещаются сезонно.

Средиземноморский бассейн

Основным и крупнейшим регионом является сам Средиземноморский бассейн, охватывающий части Южной Европы, Северной Африки и Ближнего Востока. В эту область входят такие страны, как Италия, Греция, Испания, Турция, Марокко и Израиль. Она охватывает примерно 1,3 миллиона квадратных километров земельной площади, которая испытывает истинный средиземноморский климат, с прибрежными низменностями и внутренними долинами, демонстрирующими самую сильную подпись. Внутренние и возвышенные районы переходят к континентальному или полузасушливому климату.

Калифорния и Baja California

На западном побережье Северной Америки средиземноморский климат простирается от Северной Калифорнии на юг до Нижней Калифорнии, Мексика. Наиболее известное проявление — в Центральной долине Калифорнии, Береговых хребтах и бассейне Лос-Анджелеса. В отличие от Средиземноморского бассейна, этот регион ограничен океанскими течениями, которые умеренные температуры. Сан-Франциско, например, имеет прохладно-летний вариант из-за холодного Калифорнийского течения.

Центральная Чили

Центральная Чили, между приблизительно 32°S и 38°S, испытывает средиземноморский климат, характеризующийся горами Анд на востоке и холодным течением Гумбольдта на западе. Столица, Сантьяго, лежит в этой зоне. Зимние осадки здесь очень изменчивы, часто под влиянием Эль-Ниндильде; О– Южное колебание (ENSO).

Западный мыс Южной Африки

Провинция Западный Кейп вокруг Кейптауна - это единственный средиземноморский климатический регион Южной Африки. Здесь находится культовая растительность финбо, точка биоразнообразия. Здесь зимние осадки могут превышать 600 миллиметров в некоторых районах, в то время как лето жаркое и сухое.

Юго-западная Австралия

Юго-западная Австралия, включая город Перт, имеет средиземноморский климат, который поддерживает уникальные эвкалиптические леса и кустарники квонгана.Регион примечателен тем, что имеет наибольшее количество эндемичных видов растений на единицу площади любой экосистемы средиземноморского типа в мире.

Классификация климата и вариации

В соответствии с системой классификации климата Köppen средиземноморский климат обозначается как Csa (горячее лето Средиземноморье) и Csb (теплое лето Средиземноморье).

Csa: Горячее лето Средиземноморья

Этот вариант доминирует в большинстве средиземноморских климатических зон. Он требует средней температуры в самый теплый месяц выше 22 ° C (72 ° F) и по крайней мере четыре месяца со средней температурой выше 10 ° C (50° F). Летняя засуха является тяжелой. Примеры включают Рим, Лос-Анджелес и Афины. В этих регионах летние температуры часто превышают 30 ° C (86 ° F), с тепловыми волнами, толкающими пики выше 40° C (104 ° F).

Csb: Теплое летнее Средиземноморье

Регионы Csb имеют самый теплый средний месяц ниже 22 ° C (72 ° F). Они встречаются в прибрежных районах, на которые влияют холодные океанские течения или на более высоких высотах. Сан-Франциско, Сиэтл (хотя переходный), Кейптаун и части португальского побережья попадают в эту категорию. Летние температуры более умеренные, часто в пределах от 18 ° C до 24 ° C (64 ° F-75 ° F).

Местные микроклиматы

В пределах каждой из этих широких зон топография создает микроклиматы, которые могут значительно изменять температуру и осадки.Например, эффект дождевой тени прибрежных горных хребтов в Калифорнии и Чили производит засушливые условия на подветренных склонах, в то время как наветренные склоны получают орографические осадки, которые могут удвоить годовые общие показатели.

Температура и осадки: цифры

Средиземноморский климат определяется не экстремальными температурами, а резкой сезонностью осадков.Ключевые статистические параметры включают среднемесячные температуры, суточные диапазоны, годовые суммарные количества осадков и продолжительность летнего сухого периода.

Средние температурные диапазоны

В разгар лета (июль в Северном полушарии, январь в Южном полушарии) средние максимальные температуры в жарких летних средиземноморских зонах колеблются от 25 ° C (77 ° F) до 30 ° C (86 ° F). Внутренние районы Испании и Турции обычно видят максимумы выше 35 ° C (95 ° F). Рекордная высокая температура для средиземноморского климатического местоположения составляет 54,0° C (129,2 ° F), зарегистрированная в Долине Смерти, Калифорния (хотя это экстремальное выброс - Долина Смерти фактически классифицируется как горячая пустыня, но смежные районы, такие как Палм-Спрингс граничат со Средиземноморьем / засушливыми переходами). В зонах теплого лета (Csb) в том же месяце в среднем 22 ° C до 24 ° C (71 ° F до 75 ° F).

Зимние температуры в обоих вариантах в среднем от 8 ° C до 15 ° C (46 ° F до 59 ° F) вдоль побережья.Мороз встречается редко, но может возникать во внутренних долинах; например, Центральная долина Калифорнии иногда видит мороз в декабре и январе, что повреждает цитрусовые культуры.

Суточные колебания температуры

Непреодолимое солнечное излучение и низкая влажность летом приводят к большим суточным колебаниям температуры, часто превышающим 15 ° C (27 ° F) во внутренних районах. Прибрежные города, такие как Барселона или Лос-Анджелес, имеют меньшие суточные диапазоны (около 8-10 ° C) из-за морской умеренности.

Режимы осадков

Годовые осадки в средиземноморском климате обычно колеблются от 300 миллиметров (11,8 дюйма) до 900 миллиметров (35,4 дюйма), причем 80% или более падают в прохладный сезон (октябрь-март в Северном полушарии, апрель-сентябрь в Южном полушарии). Однако некоторые наветренные склоны могут превышать 1500 миллиметров (59 дюймов) из-за орографического подъема. Дождевая тень Сьерра-Невада в Калифорнии получает менее 250 миллиметров.

Длина летнего сухого периода имеет решающее значение с экологической точки зрения. В типичных средиземноморских зонах сухой сезон охватывает три-пять последовательных месяцев (май-сентябрь на севере). В этот период ежемесячные осадки часто опускаются ниже 30 миллиметров. Этот засуховый стресс формирует растительность региона.

Межгодовая изменчивость

Осадки в средиземноморском климате сильно варьируют из года в год, под влиянием крупномасштабных климатических колебаний. Эль-Ниндильде;о-Южное колебание (ENSO) значительно влияет на количество осадков в Чили, Калифорнии и Южной Африке. Например, в течение Эль-Ниндильде;о лет, как правило, более сухие.В самом Средиземноморском бассейне Североатлантическое колебание (NAO) является основным драйвером, при этом положительная NAO приводит к более сухим зимам над южной Европой.Эта изменчивость может быть количественно определена: коэффициент вариации для годовых осадков в некоторых средиземноморских регионах превышает 30%, по сравнению с менее чем 20% во многих умеренных зонах.По данным исследования, опубликованного в Nature Climate Change, Средиземноморский регион испытал 10-15% снижение осадков за последнее столетие в некоторых районах, с моделями, прогнозирующими дальнейшее снижение на 15-30% к 2100 году при сценариях с высоким уровнем выбросов.

Растительность и сельское хозяйство: адаптированные к засухе

Средиземноморский климат поддерживает уникальную флору, характеризующуюся склерофиллическими (твердолистными) кустарниками и лесами. Эта растительность специально приспособлена для выживания как в летнюю засуху, так и в периодическом пожаре. Численность, стоящая за этой адаптацией, впечатляет.

Типы экосистем

Классические растительные образования включают maquis (шрубланд) и garigue в Средиземноморском бассейне, chaparral в Калифорнии, matorral в Чили, fynbos в Южной Африке, и kwongan в Австралии.Например, в Капской флористской области (fynbos) содержится более 9000 видов растений, 70% из которых являются эндемичными. Аналогично, в калифорнийской чапарале содержится более 1000 видов местных кустарников и полевых цветов.Эти системы обычно имеют индексы площади листьев (LAI) 2,5-4,5, что означает относительно редкий покров полога по сравнению с тропическими лесами, которые имеют значения LAI 6

Средиземноморская трилогия: Оливки, виноград и пшеница

Сельское хозяйство в средиземноморском климате легендарно. Три культуры - оливковая, виноградная и пшеничная - составляют историческую и экономическую основу многих регионов.

  • Оливковые деревья исключительно засухоустойчивы, требуют всего 300 миллиметров годового количества осадков для производства сухого корма. Испания лидирует в мире с более чем 2,6 миллиона гектаров оливковых рощ, производя около 40% мирового оливкового масла. Италия, Греция и Тунис являются другими крупными производителями. Урожайность оливок варьируется: хорошо управляемая роща может производить 2-5 тонн оливок на гектар, что эквивалентно 300-600 литров масла.
  • Средиземноморский климат идеально подходит для винограда, потому что сухое лето позволяет концентрировать развитие сахара и уменьшает грибковые заболевания. Только в Калифорнии более 400 000 гектаров виноградников, производя около 80% американского вина. В Средиземноморском бассейне, Франции (Бордо, Прованс, Лангедок), Италии (Тускана, Апулия), Испании (Риоха, Пенедес) и Греции есть давние традиции. Виноград дает в среднем 6-10 тонн на гектар для винограда премиум-класса, хотя объем производства может превышать 20 тонн на гектар.
  • Цитрусовые и другие фрукты: Апельсины, лимоны, авокадо и миндаль процветают с орошением. Испания является крупнейшим в мире экспортером апельсинов, с годовым производством более 3 миллионов метрических тонн. Калифорния выращивает более 1700 миллионов фунтов миндаля каждый год - требуя приблизительно 1,1 миллиона акров воды для орошения (1 357 кубических метров на тонну). Водный след этих культур является растущей проблемой в подверженных засухе регионах.

Спрос на воду и эффективность ирригации

Поскольку в течение вегетационного периода естественные осадки недостаточны, средиземноморское сельское хозяйство в значительной степени зависит от орошения. В среднем орошаемое сельское хозяйство потребляет 70-80% от общего объема воды в регионах средиземноморского типа. Капельное орошение, в настоящее время используемое на более чем 60% орошаемых площадей Калифорнии, повысило эффективность воды с примерно 40% до более 90% по сравнению с орошением наводнения. Однако истощение подземных вод остается серьезным: Центральная долина Калифорнии потеряла примерно 60 миллионов акров (74 миллиарда кубических метров) подземных вод с 1960-х годов, что привело к оседанию земли и высушенным скважинам.

Экологические проблемы в цифрах

Экосистемы средиземноморского типа являются одними из наиболее подверженных воздействию человеческой деятельности и изменения климата. Статистика подчеркивает серьезность ситуации.

Частота и тяжесть засухи

Засуха является естественной особенностью средиземноморского климата, но ее частота и интенсивность увеличились за последние 50 лет. На основе индекса тяжести засухи Палмера (PDSI) Средиземноморский бассейн пережил более длительные и сильные засухи с 1970-х годов. Например, засуха 2007-2008 годов в западном Средиземноморье затронула 65 миллионов человек и вызвала экономические потери, превышающие 12 миллиардов евро. В Калифорнии засуха 2011-2017 годов была худшей за 1200 лет на основе реконструкции деревьев-кольцев, с дефицитом осадков 60% в течение самых тяжелых лет.

Режимы лесных пожаров

Лесные пожары - это экологический процесс в средиземноморских кустарниках, но изменение климата и изменение землепользования усиливают его воздействие. Частота пожаров увеличилась на 300-500% в некоторых районах за последние 40 лет. Количество крупных пожаров (более 500 гектаров) в Средиземноморском бассейне заметно возросло. Спутниковые данные показывают, что в среднем 700 000 гектаров леса и кустарников горят каждый год в Средиземноморском регионе. В Калифорнии только в 2020 году лесные пожары сожгли более 4 миллионов акров, что является самым высоким годовым показателем за всю историю наблюдений. Экономические затраты на ущерб от лесных пожаров в средиземноморском климате превышают 10 миллиардов долларов в год только в Соединенных Штатах. Расходы на тушение пожаров для Лесной службы США в настоящее время составляют более 50% ее бюджета.

Урбанизация и изменение землепользования

Средиземноморские побережья являются одними из наиболее сильно урбанизированных в мире. Более 60% береговой линии Средиземноморского бассейна в настоящее время застроено или сильно изменено. В Калифорнии 95% прибрежной среды обитания шалфея было потеряно для сельского хозяйства и городского развития. Потеря местной растительности снижает биоразнообразие и увеличивает риск стока и внезапных наводнений. Непроницаемые поверхности в средиземноморских городах могут повышать местные температуры на 2-5 ° C (эффект городского теплового острова), усугубляя летний тепловой стресс.

Влияние изменения климата: прогнозы

Климатические модели последовательно прогнозируют, что климат средиземноморского типа станет теплее и суше в течение 21-го века. Цифры из докладов Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) отрезвляют.

Температура повышается

К 2100 году, согласно сценарию с высоким уровнем выбросов (RCP8.5), среднегодовые температуры в средиземноморских регионах, по прогнозам, вырастут на 3,5 ° C до 5 ° C (6,3 ° F до 9 ° F) по сравнению с исходным уровнем 1986-2005 годов. Даже при сценарии с умеренными выбросами (RCP4.5), потепление, как ожидается, составит 2 ° C до 3 ° C. Это означает, что лето, которое когда-то считалось экстремальными волнами тепла, станет новой нормой. Например, лето со средней температурой 28 ° C в Средиземном море будет заменено на лето в среднем 33 ° C к 2070 году. (Источник: ]IPCC Шестой оценочный доклад [FLT: 1]]

Осадки уменьшаются

Прогнозируется снижение осадков на 15-30% в Средиземноморском бассейне и на 10-20% в Калифорнии, Чили и Южной Африке. Снижение будет наиболее выраженным в течение весенних переходных месяцев, сокращение сезона дождей. Это приводит к еще более длительному и более интенсивному летнему сухому периоду - до восьми месяцев в некоторых симуляциях. Сочетание более высоких температур (повышение спроса на испарение) и более низкие осадки существенно уменьшат влажность почвы и поток. Река Колорадо, которая поставляет воду в части Калифорнии, по прогнозам, увидит снижение потока на 20-30% к середине века.

Повышение уровня моря и береговая эрозия

Повышение уровня моря угрожает береговым линиям Средиземного моря. В соответствии с RCP8.5, средний глобальный уровень моря повысится на 0,6-1,0 метра к 2100 году. Для Средиземного моря относительный подъем уровня моря оценивается в 30-80 см. Это увеличит эрозию прибрежных наводнений и проникновение соленой воды в прибрежные водоносные горизонты. Около 40% населения Средиземноморского бассейна живет в пределах 10 километров от побережья, подвергая миллионы этим рискам.

Стратегии адаптации и сохранения

Учитывая прогнозы, адаптация больше не является факультативной; она необходима. Успешная адаптация требует политики, основанной на данных. Вот ключевые стратегии с количественными целями.

Управление водными ресурсами

Спрос на воду должен быть снижен. Городские программы по сохранению воды в таких местах, как Перт, Австралия и Лос-Анджелес, сократили потребление воды на душу населения на 30-40% за последние два десятилетия благодаря стандартам эффективности, ценообразованию и информированности общественности. Опреснительные установки в настоящее время поставляют более 10% воды в Израиле и расширяются в Калифорнии. Однако опреснение является энергоемким, требуя 3-5 кВтч на кубический метр произведенной воды. Переработка сточных вод также жизненно важна: мощность по переработке воды в Калифорнии, по прогнозам, достигнет 1,5 миллиона акров в год к 2030 году.

Управление пожарами

Вместо тотального тушения пожаров, что приводит к наращиванию топлива, современные подходы используют предписанное горение и управляемый лесной пожар для снижения топливных нагрузок. В Австралии предписанные ожоги обрабатывают 1-2% пожароопасных ландшафтов каждый год. В Калифорнии правительство штата стремится обработать 1 млн акров ежегодно к 2025 году. Улучшенное моделирование пожаров с использованием спутниковых данных и ИИ может помочь более эффективно распределять ресурсы во время экстремальных пожаров.

Сельскохозяйственная адаптация

Фермеры инвестируют в засухоустойчивые сорта сельскохозяйственных культур, усовершенствованные технологии орошения и смещающиеся сроки посадки. Например, введение дефицитного орошения в винограде может сократить использование воды на 20-40% без существенной потери урожайности. В Средиземноморском бассейне для диверсификации риска внедряются такие культуры, как киноа и некоторые бобовые. Также пропагандируется секвестрация углерода в виноградниках и садовых почвах посредством покровного обрезки и сокращения обработки почвы; эти практики могут секвестрировать 0,5-1 тонну углерода на гектар в год.

Сохранение естественных мест обитания

Охраняемые районы являются критическими убежищами для биоразнообразия. Экосистемы средиземноморского типа часто недопредставлены в сетях охраняемых районов. Например, только 10% чапараля Калифорнии строго защищены. Организации по сохранению рекомендуют увеличить защищенный охват по крайней мере до 30% каждого региона к 2030 году (мишень “30x30&rdquo); Коридоры дикой природы, которые соединяют фрагментированные среды обитания, позволяют видам перемещать свои ареалы по мере потепления климата. Калифорнийский департамент рыбы и дикой природы планирует соединители между Сьерра-Невадой и прибрежными ареалами, которые позволят видам перемещаться через более теплый климатический градиент на 2 ° C.

Вывод: Глобальное значение средиземноморских климатических показателей

Средиземноморский климат представляет собой тонкий баланс сезонных экстремальных и умеренных средних значений. Его статистика показывает систему, которая является одновременно продуктивной и нестабильной. От температурных порогов, которые определяют его варианты Köppen, до темпов потребления воды в миндальных садах, цифры рассказывают историю адаптации и уязвимости. Поскольку глобальные температуры продолжают расти и модели осадков меняются, будущее этих регионов зависит от того, насколько хорошо общества могут перевести эти цифры в действие. Будь то сокращение выбросов углерода, реструктуризация управления водными ресурсами или расширение охраняемых районов, данные обеспечивают четкую дорожную карту - но та, которая требует срочной приверженности. Средиземноморский климат может охватывать только 2,5 миллиона квадратных километров, но его глобальное значение намного превышает его скромный след.