Классификации климатов: виды, методы и принципы деления, цель зонирования

Климат оказывает огромное влияние на жизнь каждого человека. От него зависит практически все - от здоровья отдельно взятого индивидуума до экономического положения всего государства. О важности данного явления говорит и наличие нескольких классификаций климатов Земли, созданных в разное время виднейшими учеными мира. Давайте рассмотрим каждую из них и определим, по какому принципу происходила систематизация.

Что такое климат

С незапамятных времен люди стали замечать, что для каждой местности характерный собственный погодный режим, повторяющийся год за годом, столетие за столетием. Это явление получило название "климат". А наука, занимающаяся его изучением, соответственно, стала именоваться климатологией.

Одни из первых попыток изучить его датируются трехтысячным годом до нашей эры. Интерес к данному явлению нельзя назвать праздным. Он преследовал вполне практические цели. Ведь более тщательно разобравшись в особенностях климата разных территорий, люди учились выбирать более благоприятные для жизни и труда климатические условия (длительность зимы, температурный режим, количество и типология осадков и т. п.). Они напрямую определяли:

• какие растения и когда стоит выращивать в определенном регионе;
• периоды, в которые уместно заниматься охотой, строительством, животноводством;
• какие ремесла лучше развивать на данной территории.

Даже военные походы планировались с учетом климатических особенностей определенной местности.

С развитием науки человечество стало более пристально изучать особенности погодных режимов в разных областях и обнаружило много нового. Оказалось, что они влияет не только на то, какой тип сельскохозяйственной культуры стоит выращивать в данном регионе (бананы или редиску), но и на самочувствие человека. Температура воздуха, атмосферное давление и прочие климатические факторы напрямую воздействуют на циркуляцию крови в кожных покровах, сердечно-сосудистую, дыхательную и прочие системы. Руководствуясь этими знаниями, и сегодня многие лечебные заведения стали располагаться именно в тех зонах, где погодный режим наиболее благотворно влиял на самочувствие пациентов.

Осознав всю важность этого явления для планеты в целом и для человечества в частности, ученые попытались выделить основные виды климата, систематизировать их. Ведь вкупе с современными технологиями это позволяло уже не только выбирать наиболее благоприятные места для жизни, но и планировать сельское хозяйство, горнодобывающую промышленность и т. п. в мировых масштабах.

Однако сколько умов - столько и мнений. Поэтому в разные периоды истории предлагались различные способы сформировать типологию погодных режимов. За всю историю насчитывается более десятка различных классификаций климатов Земли. Столь большой разброс объясняется разными принципами, на основе которых выделялись те или иные разновидности. Каковы же они?

Базовые принципы классификации климатов

Классификация климатов, сделанная любым ученым, абсолютно всегда базируется на определенном свойстве погодных режимов. Именно эти характеристики становятся тем принципом, который и помогает создать полноценную систему.

Поскольку разные климатологи ставили во главу угла различные свойства погодного режима (или их комбинации), критерии для классификаций существуют разные. Вот основные из них:

• Температура.
• Влажность.
• Близость к рекам, морям (океанам).
• Высота над уровнем моря (рельеф).
• Частота осадков.
• Радиационный баланс.
• Типология растений, произрастающих на определенной территории.

Немного из истории климатологии

За все тысячелетия изучения погодных режимов в отдельных областях планеты было придумано немало способов их систематизировать. Однако на данный момент большинство этих теорий - уже удел истории. И все же они внесли свой вклад в создание современных классификаций.

Первая попытка упорядочить данные о погодных режимах датируется 1872 годом. Сделал ее немецкий исследователь Генрих Август Рудольф Гризебах. Его классификация климатов основывалась на ботанических признаках (типологии растений).

Большее распространение в научной среде получила другая система, сформулированная австрийцем Августом Зупаном в 1884 году. Он разделил весь земной шар на тридцать пять климатических провинций. На основе этой системы через восемь лет другой климатолог из Финляндии Р. Хульт сделал более обширную классификацию, состоящую уже из ста трех элементов. Все провинции в ней именовались по типу растительности или названию местности.

Стоит отметить, что подобные классификации климатов имели только описательный характер. Их создатели не ставили себе целью практическое изучение вопроса. Заслуга этих ученых была в том, что они наиболее полно собрали данные о наблюдениях за погодными режимами по всей планете и систематизировали их. Однако аналогия между подобными климатами в разных провинциях проведена не была.

Параллельно с этими учеными в 1874 году швейцарский исследователь Альфонс Луи Пьер Пирамю Декандоль развивал собственные принципы, по которым возможно упорядочить погодные режимы. Обратив внимание на географическую зональность растительности, он выделил всего пять видов климата. По сравнению с другими системами, это было очень скромное количество.

Помимо вышеперечисленных ученых, свои типологии создавали и другие климатологи. Причем в качестве основополагающего принципа они использовали разные факторы. Вот самые известные из них:

1. Ландшафтно-географические зоны планеты (системы В. В. Докучаева и Л. С. Берга).
2. Классификация рек (теории А. И. Воейкова, А. Пенка, М. И. Львовича).
3. Уровень влажности территории (системы А. А. Каминского, М. М. Иванова, М. И. Будыко).

Самые известные классификации климата

Хоте все вышеперечисленные способы систематизировать погодные режимы были вполне обоснованными и весьма прогрессивными, они так и не прижились. Стали уделом истории. Во многом это связано с невозможностью в те времена быстро собирать данные о климате во всем мире. Только с развитием прогресса и появлением новых методик и технологий исследования погодных режимов стало получаться собирать вовремя реальные данные. На их основе и появились более актуальные теории, которые и применяются сегодня.

Стоит отметить, что до сих пор не существует единой классификации типов климата, которая была бы в одинаковой мере признана всеми учеными в любой стране мира. Причина проста: в разных регионах используют различные системы. Ниже перечислены самые известные и применяемые из них:

1. Генетическая классификация климатов Б. П. Алисова.
2. Система Л. С. Берга.
3. Классификация Кеппен-Гейгера.
4. Система Трэверса.
5. Классификация жизненных зон Лесли Холдриджа.

Алисовская генетическая классификация

Эта система более известна в постсоветских государствах, где и получила свое наиболее широкое распространение, продолжая применяться и сегодня, когда большинство других стран отдают предпочтение системе Кеппена-Гейгера.

Подобное разделение обусловлено политическими причинами. Дело в том, что в годы существования Советского Союза "железный занавес" отделял жителей этого государства от всего мира не только в экономическом и культурном, но и в научном плане. И в то время как западные ученые были приверженцами методики систематизации погодных режимов Кеппен-Гейгера, советские отдавали предпочтение классификации климатов по Б. П. Алисову.

Кстати, все тот же "железный занавес" не позволил этой, пусть и сложной, но весьма актуальной системе распространиться за пределы стран советского лагеря.

Согласно классификации Алисова, систематизация погодных режимов опирает на уже выделенные географические пояса. В честь них ученый и дал название всем климатическим зонам - и базовым, и переходным.

Впервые данная концепция была сформулирована в 1936 году и дорабатывалась в течение последующих двадцати лет.

Принцип, которым руководствовался Борис Петрович при создании своей системы - деление согласно условиям циркуляции воздушных масс.

Таким образом и разработал климатолог Б. П. Алисов классификацию климатов, состоящую из семи базовых зон плюс шесть переходных.

Базовая "семерка" - это:

• пара полярных зон;
• пара умеренных;
• одна экваториальная;
• пара тропических.

Подобное деление обосновывалось тем, что климат на протяжении всего года формируется при помощи главенствующего воздействия однотипных воздушных масс: антарктического/арктического (зависимо от полушария), умеренного (полярного), тропического, а также экваториального.

Помимо вышеперечисленных семи, к генетической классификации климатов Алисова относится и "шестерка" переходных зон - по три в обоих полушариях. Для них характерна сезонная смена главенствующих воздушных масс. К ним относятся:

• Две субэкваториальные (зоны тропических муссонов). Летней порой преобладает экваториальный, зимней - тропический воздух.
• Две субтропические зоны (летом наблюдается господство тропического воздуха, зимой - умеренного).
• Субарктическая (арктические воздушные массы).
• Субантарктическая (антарктические).

Согласно классификации климатов Алисова, зоны их распространения разграничиваются согласно средней позиции климатологических фронтов. К примеру, зона тропиков находится между областями господства двух фронтов. Летом - тропического, зимой - полярного. По этой причине она на протяжении всего года преимущественно расположена в зоне влияния тропических воздушных масс.

В свою очередь, переходные субтропики лежат между зимним и летним положением полярного и тропического фронтов. Получается, зимой она находится под преимущественным воздействием полярного, летом – тропического воздуха. Этот же принцип характерен и для прочих климатов в классификации Алисова.

Суммируя все вышесказанное, в общем можно выделить такие зоны, или пояса:

• арктическая;
• субарктическая;
• умеренная;
• субтропическая;
• тропическая;
• экваториальная;
• субэкваториальная;
• субантарктическая;
• антарктическая.

Кажется, что их девять. Однако на самом деле - двенадцать, из-за существования парных полярной, умеренной и тропической зон.

В своей генетической классификации климата Алисов также выделяет дополнительную характеристику. А именно - разделения погодных режимов по степени континентальности (зависимость от близости к материку или океану). По этому критерию выделяют такие разновидности климата:

• резко-континентальный;
• умеренно-континентальный;
• морской;
• муссонный.

Хотя заслуга разработки и научного обоснования именно такой системы принадлежит именно Борису Петровичу Алисову, он не был первым, кто придумал упорядочить температурные режимы согласно географическим поясам.

Ландшафтно-ботаническая классификация Берга

Справедливости ради важно отметить, что другой советский ученый - Лев Семенович Берг - первым использовал принцип распределения по географическим поясам для систематизации погодных режимов. И сделал он это на девять лет раньше, чем климатолог Алисов разработал классификацию климатов Земли. Именно в 1925 году Л. Б. Берг озвучил собственную систему. Согласно ей, все виды климата делятся на две большие группы.

1. Низинные (подгруппы: океан, суша).
2. Возвышенности (подгруппы: климат плато и нагорий; гор и отдельно взятых горных систем).

В погодных режимах равнин зоны определяются согласно одноименным ландшафтным. Таким образом, в классификации климатов по Бергу выделено двенадцать зон (на одну меньше, чем у Алисова).

При создании системы погодных режимов мало было просто придумать им названия, нужно еще и доказать их реальное существования. Посредством многолетнего наблюдения и фиксации погодных условий Л. Б. Берг успел тщательно изучить и описать только климаты низин и высоких плато.

Так, среди низинных он выделил следующие разновидности:

• Климат тундры.
• Степной.
• Сибирский (таежный).
• Режим лесов в умеренной зоне. Иногда также известен под название "климат дуба".
• Муссонный климат, свойственный умеренным широтам.
• Средиземноморский.
• Климат субтропических лесов
• Режим субтропических пустынь (область пассатов)
• Климат внутриматериковых пустынь (в умеренном поясе).
• Режим саванн (лесостепей в тропиках).
• Климат влажных тропических лесов

Однако дальнейшее изучение системы Берга показало ее слабое место. Выяснилось, что не все климатические зоны полноценно совпадают с границами растительности и грунтов.

Классификация Кеппена: суть и отличие от предыдущей системы

Классификация климатов по Бергу частично основывается на количественных критериях, которые первым стал применять для описания и систематизации погодных режимов немецкий климатолог российского происхождения Владимир Петрович Кеппен.

Базовые наработки по этой теме ученый сделал еще в далеком 1900 году. В дальнейшем его идеи активно использовали для создания своих систем Алисов и Берг, но именно Кеппену удалось (несмотря на достойных конкурентов) создать самую популярную классификацию климатов.

По Кеппену, лучшим диагностическим критерием для любого типа погодного режима являются именно растения, которые появляются на определенной территории при естественных условиях. А как известно, растительность напрямую зависит от температурного режима местности и количества осадков.

Согласно данной классификации климатов, существует пять базовых зон. Для удобства они обозначаются латинскими заглавными литерами: А, В, С, D, Е. При этом только А обозначает одну климатическую зону (влажные тропики без зимы). Все остальные литеры - В, С, D, Е - используются для маркировки сразу двух типов одновременно:

• В — сухие зоны, по одной на каждое полушарие.
• С — умеренно теплые, не имеющие регулярного покрова снега.
• D — зоны бореального климата на материках с ярко очерченными перепадами между погодой зимой и летом.
• Е — полярные области в снежном климате.

Разделение этих зон происходит по изотермам (линии на карте, соединяющие точки с одинаковой температурой) наиболее холодного и теплого месяцев года. А кроме того - по соотношению среднеарифметической годовой температуры с годовым количеством осадков (с учетом их частоты).

Помимо этого, классификация климатов по Кеппену и Гейгеру предусматривает наличии дополнительных зон внутри А, С и D. Это связано с типом зимы, лета и количеством осадков. Поэтому, дабы наиболее точно описать климат определенной зоны, используются такие строчные литеры:

• w - сухая зима;
• s - сухое лето;
• f - равномерная влажность на протяжении всего года.

Эти буквы применимы только для описания климатов А, С и D. Например: Af - зона тропических лесов, Cf - равномерно увлажненный умеренно теплый климат, Df - равномерно увлажненный умеренно холодный и другие.

Для "обделенных" В и Е применяются большие латинские литеры S, W, F, Т. Группируются они таким образом:

• BS - климат степей;
• BW - климат пустынь;
• ЕТ - тундра;
• EF - климат вечного мороза.

Помимо этих обозначений, данная классификация предусматривает разделение по еще двадцати трем признакам, базирующимся на температурном режиме местности и частоте осадков. Обозначаются они посредством строчных латинских литер (a, b, c и так далее).

Иногда при такой буквенной характеристике дописываются третий и четвертый символы. Это тоже десять латинских строчных литер, которые применяются только тогда, когда описываются непосредственно климат месяцев (самого жаркого и наиболее холодного) определенной территории:

• Третья буква обозначает температуру самого знойного месяца (і, h, а , b, l).
• Четвертая - самого холодного (к, о, с, d, е).

Например: климат известного турецкого города-курорта Анталии будет обозначаться таким шифром, как Cshk. Он расшифровывается как: умеренно теплый тип без снега (С); с сухим летом (s); с самой высокой температурой от плюс двадцати восьми до тридцати пяти градусов по Цельсию (h) и самой низкой - от нуля до плюс десяти градусов по Цельсию (к).

Эта шифрованная запись буквами и снискала столь сильную популярность данной классификации во всем мире. Ее математическая простота экономит время при работе и удобна своей краткостью при обозначении климатических данных на картах.

После Кеппена, который в 1918 и 1936 годах публиковал работы о своей системе, ее доведением до совершенства занимались немало других исследователей-климатологов. Однако наибольших успехов достиг учений Рудольф Гейгер. В 1954 и 1961 годах он внес изменения в методику своего предшественника. В таком виде она и была взята на вооружение. По этой причине во всем мире система известна под двойным именем - как классификация климата Кеппен - Гейгера.

Классификация Треварта

Работа Кеппена стала настоящим откровением для многих ученых-климатологов. Помимо Гейгера (доведшего ее до нынешнего состояния), на основе этой идеи в 1966 году была создана система Гленна Томаса Треварта. Хотя фактически она является модернизированным вариантом классификации Кеппен - Гейгера, ее отличают попытки Треварта исправить изъяны, допущенные Кеппеном и Гейгером. В частности, он искал способ переопределить средние широты таким образом, дабы они более соответствовали зонированию растительности и генетическим климатическим системам. Эта поправка способствовала приближению системы Кеппен - Гейгера к реальному отражению глобальных климатических процессов. Согласно модификации Треварта, средние широты перераспределялись сразу на три группы:

• С - субтропический климат;
• D - умеренный;
• Е - бореальный.

Из-за этого в классификации вместо привычных пяти базовых зон их стало семь. В остальном методика распределения не получила более важных изменений.

Система жизненных зон Лесли Холдриджа

Рассмотрим еще одну классификацию погодных режимов. Ученые не едины в том, стоит ли относить ее именно к климатическим. Ведь данная система (созданная Лесли Холдриджем) применяется больше в биологии. При этом она напрямую касается климатологии. Дело в том, что цель создание данной системы - корреляция климата и растительности.

Дебютная публикация этой классификации зон жизни осуществлена в 1947 году американским ученым Лесли Холдриджем. На доработку ее до мировых масштабов ушло еще двадцать лет.

Система жизненных зон базируется на трех показателях:

• среднегодовая биотемпература;
• общее годовое количество осадков;
• соотношение среднегодового потенциала суммарного годового количества осадков.

Примечательно, что, в отличие от других климатологов, создавая свою классификацию, Холдридж изначально не планировал использовать ее для зон всего мира. Разрабатывалась эта система только для тропических и субтропических районов, дабы описать типологию местных погодных режимов. Однако позже удобство и практичность позволили ей получить распространение во всем мире. Во многом это случилось благодаря тому, что система Холдриджа нашла широкое применение при оценке возможных изменений в характере естественной растительности из-за глобального потепления. То есть классификация имеет практическое значение для климатических прогнозов, что очень актуально в современном мире. По этой причине ее ставят в один ряд с системами Алисова, Берга и Кеппен - Гейгера.

Вместо типов данная классификация использует классы, базирующиеся на определенном климате:

1. Тундра:

• Полярная пустыня.
• Приполярная сухая.
• Приполярная влажная.
• Приполярная мокрая.
• Приполярная дождевая тундра.

2. Арктика:

• Пустыня.
• Сухой скрэб.
• Влажный лес.
• Мокрый лес.
• Дождевой лес.

3. Умеренный пояс. Виды умеренного климата:

• Пустыня.
• Пустынный скрэб.
• Степь.
• Влажный лес.
• Мокрый лес.
• Дождевой лес.

4. Теплый климат:

• Пустыня.
• Пустынный скрэб.
• Колючий скрэб.
• Сухой лес.
• Влажный лес.
• Мокрый лес.
• Дождевой лес.

5. Субтропики:

• Пустыня.
• Пустынный скрэб.
• Колючее редколесье.
• Сухой лес.
• Влажный лес.
• Мокрый лес.
• Дождевой лес.

6. Тропики:

• Пустыня.
• Пустынный скрэб.
• Колючее редколесье.
• Очень сухой лес.
• Сухой лес.
• Влажный лес.
• Мокрый лес.
• Дождевой лес.

Районирование и зонирование

В завершение обратим внимание на такое явление, как климатическое районирование. Так именуют разделение земной поверхности в какой-то местности, регионе, стране или во всем мире на пояса, зоны или области по климатическим условиям (например, по особенностям циркуляции воздуха, режиму температур, степени увлажненности ). Хотя зонирование и районирование весьма и весьма близки, они не полностью идентичны. Их различают не только критерии проведения границ, но и цели.

В случае с зонированием его главная задача - дать описание уже существующей климатической ситуации, а также фиксировать ее изменения, делать прогнозы на будущее.

Районирование имеет более узкую, но в то же время и более практическую направленность, связанную с жизнью. На основе его данных происходит целевое распределение территорий отдельного государства или континента. То есть решается, какая часть земель должна оставаться нетронутой (отводится под заповедники), а какая может быть освоена человеком и как именно лучше всего это сделать.

Стоит отметить, что если климатическое зонирование изучается учеными разных стран, то на районировании больше всего специализируются непосредственно российские научные сотрудники. И это не удивительно.

Если рассмотреть классификацию климатов России, то можно заметить, что это государство лежит в разных климатических зонах. Это арктическая, субарктическая, умеренная и субтропическая (по системе Алисова). В пределах одной страны это большой разброс не только в температурах, но и в типах растительности, ландшафте и т. п. Чтобы правильно распорядиться всем разнообразием этих ценнейших природных ресурсов и не нанести экосистеме в целом вреда, и применяется районирование. Эта практическая важность и является основной причиной того, что данное явление столь внимательно изучается именно в РФ.