Щорічні типи клімату як маркери зміни клімату в Бразилії з 1964 по 2015 рік -
Стаття в Міжнародному журналі кліматології
Вінсент Дюбрей і Олів'є Планшон (LETG-Ренн, Університет Ренна 2) у партнерстві з Universidade Estadual Paulista (UNESP), опублікованому в жовтні 2018 року в Міжнародному кліматологічному журналі, підсумок понад 50 років даних про еволюційний клімат у Бразилії. Дослідження показує, що у всьому світі типи вологого та помірного тропічного клімату регресують, тоді як посушливі та напівсухі тропічні типи прогресують.
Річні типи клімату (TCA) та класифікація Кеппена
Річні типи клімату (TCA) на основі класифікації Кеппена показали різноманітність регіональних ситуацій у Бразилії.
Пам’ятайте, що класифікація Кеппена, винайдена в 1900 році, є класифікацією клімату на основі даних про опади та температуру. Клімат, який розглядається, згідно з цією класифікацією, ідентифікується кодом із двох чи трьох літер:
Перша буква (з великої літери) вказує на тип клімату
В: Тропічний клімат
Б: Сухий клімат
C: Помірний клімат
Д: Континентальний клімат
Е: Полярний клімат
Друга буква вказує на режим опадів
Af: екваторіальний клімат
Aw: клімат савани із сухою зимою
Як: клімат савани із посушливим літом
Am: мусонний клімат
BS: степовий клімат (напівзасушливий)
BW: пустельний клімат
Пор: теплий помірний клімат без посушливого сезону
Cw: теплий помірний клімат із сухою зимою (китайська)
Cs: теплий помірний клімат із посушливим літом (Середземномор’я)
Df: холодний континентальний клімат без сухого сезону
Dw: холодний континентальний клімат із сухою зимою
Ds: холодний континентальний клімат із посушливим літом (середземноморський континентальний)
ET: клімат тундри
EF: клімат крижаного покриву
ЕМ: океанічний субполярний клімат
Третя буква позначає коливання температури
a: спекотне літо
б: помірне літо
в: коротке і прохолодне літо
д: дуже холодна зима
h: сухе і гаряче
k: сухий і холодний
Отже, класифікація клімату представлена наступним чином (за кольором клімату Бразилії):
Типи клімату в Бразилії виявляються здивовано в класах A, B і C, з варіантами та еволюцією, зумовленими зміною клімату, представленими нижче.
Річні типи клімату (TCA) на основі класифікації Кеппена показали різноманітність регіональних ситуацій у Бразилії. Однак до цього часу цей підхід стосувався лише вивчення частоти АСТ протягом одного періоду в цілому (1961-2015 рр.), Не беручи до уваги відмінності, які можуть виникнути внаслідок кліматичних змін, що спостерігалися в ці періоди. . Завдання цієї статті в Міжнародному журналі кліматології - проаналізувати, як частота TCA розвивалася з часом, поділяючи період на два підперіоди однакової тривалості, тобто 26 років: 1965-1989 та 1990-2015. Результати показують, що 35 станцій (17%) змінились із середнього типу Кеппена, з помітною регресією вологих тропічних типів (Af та Am) та помірних типів (C). З іншого боку, тропічний (Aw), посушливий та напівзасушливий (B) типи прогресують між двома періодами, демонструючи значні зміни кліматичних меж у Бразилії.
У попередньому дослідженні, опублікованому в 2017 році Вінсентом Дубройлем, TCA, заснований на класифікації Кеппена, дозволив показати різноманітність регіональної ситуації в Бразилії. Деякі типи широко представлені у внутрішній частині країни як просторово, так і з точки зору часової частоти: тип Aw (тропічний клімат із змінними сезонами), таким чином, становить лише половину спостережень. Помірний тип (С) домінує на півдні країни, тоді як посушливий тип (В) зустрічається на північному сході та вологий тропічний клімат (Аф) на півночі. Це перше дослідження дозволило запропонувати новий картографічний синтез клімату Бразилії, виділивши сильні ядра, тобто набір станцій, що найчастіше належать до певного типу, та перехідні зони, що відповідають станціям, які, залежно від року, може зазнати різного TCA.
Однак це перше дослідження підійшло лише до вивчення частоти АСТ протягом одного періоду в цілому (1961-2015 рр.), Не беручи до уваги відмінності, які можуть виникнути внаслідок кліматичних змін, що спостерігалися протягом цих п'яти десятиліть. Завдання цієї статті - проаналізувати, як частота TCA змінювалась з плином часу, порівнюючи два підперіоди однакової тривалості (1965-1989 та 1990-2015).
Від класифікації Кеппена до частот річних типів клімату (TCA)
Отже, у цьому дослідженні мова йде про застосування методу Кеппена не для середніх показників, розрахованих протягом тривалого періоду, а для кожного року, взятого незалежно: таким чином визначається „річний тип клімату” (TCA) для кожного розгляданого року. По-друге, підхід з точки зору частоти дозволяє вказати для кожної станції частку TCA протягом певного періоду. Таким чином, ми можемо чітко розрізнити станції, де річний тип клімату часто однаковий, та інші, де він різниться від року до року (рис. 1).
Порогові значення, визначені для ТСА, такі самі, як спочатку запропоновані в класифікації Кеппена, і базуються на даних температури та опадів, що спостерігаються для кожного місяця та кожного року. Класичний підхід розрізняє клімат відповідно до їх теплових режимів (A, C, D, E та підтипів a, b, c, d, h та d) та кількості опадів (BW, BS та підтипи f, m, s та ш). Для Бразилії основними типами клімату Кеппен є такі:
Аф, жаркий клімат без сухого сезону
Я, теплий мусонний клімат
Як, теплий клімат з зимовим дощем
Ой, теплий клімат до літнього дощу
BWh, посушливий і жаркий клімат
ЧШ, напівзасушливий і жаркий клімат
Cfa, помірний клімат без посушливого сезону та спекотного літа
Cfb, помірний клімат без сухого сезону та прохолодного літа
Cwa, помірний клімат до спекотного і вологого літа
Cwb, помірний клімат до прохолодного і вологого літа.
Рисунок 1. Приклад річних частот кліматичного типу (TCA) для Порто-Вельйо (вгорі ліворуч), Крузета (вгорі праворуч) та Лондріна (внизу ліворуч) за періоди 1964-1989 (a) та 1990 -2015 (b): див. текст значення ТСА.
Для цього дослідження використовувались середньомісячні дані про температуру та кількість опадів за всі роки, що охоплювали період з 1964 по 2015 рік, тобто 52 повних роки. Таким чином було зібрано майже 350 серій, але кілька серій довелося ліквідувати через занадто великі прогалини або великі розбіжності. Врешті-решт було обрано 208 станцій з навмисним вибором для сприяння однорідному покриттю бразильської території, щоб компенсувати недостатню представленість у даних із заходу та півночі країни, де щільність доступних станцій набагато вища. низький. Крім того, занадто велика кількість прогалин до 1964 р. Унеможливлює порівняння двох тридцятирічних періодів. Крім того, для 208 станцій, що представляють кліматичне різноманіття Бразилії, автори порівняли частоту TCA між двома підперіодами 1964-1989 та 1990-2015, тобто по 26 років кожна.
Середні зміни типу: розширення нординської посушливості та жаркого клімату
Перша серія результатів стосується середніх типів Кеппена, розрахованих для кожного з двох періодів (рисунок 2). Дві карти показують переважання тропічного типу з поперемінними сезонами (Aw), що становить відповідно 46% станцій за два періоди. Типи Af та Am (вологі тропічні та мусонні) - це типи, що посідають друге місце з майже 15% зацікавлених станцій, тоді як тип As стосується лише менше 4% станцій. Помірні типи стосуються південних станцій, вологі типи (Cf) представляють більший відсоток (12%), ніж зимові сухі сезони (Cw) з 3% станцій. Найбільш істотна зміна стосується гарячого напівзасушливого типу (BSh), де кількість відповідних станцій подвоюється між двома періодами, переходячи з 8 до 15 станцій, тобто більше 7% випадків.
Рисунок 2. Середні типи Кеппена в Бразилії, розраховані для періодів 1964-1989 (ліворуч) та 1990-2015 (праворуч): див. У тексті значення TCA.
Ми зазначаємо, що 35 станцій (17%) змінили середній тип, але часто з балансом за типом: 10 станцій змінили тип Am, тоді як 9 залишили, 3 змінили на тип Cfa, але стільки ж виходів тощо. Тому основні події стосуються типу BSh (позитивне сальдо +7), що стосується внутрішньої частини північно-східної Бразилії, а на півдні пари Cwb/Cfb (які втрачають 4 станції, не отримуючи жодної). В обох випадках ці тенденції відображають зміни, описані в інших місцях, а саме: 1) зменшення кількості опадів на північному сході Бразилії та 2) підвищення температур, що спостерігається скрізь, але що особливо помітно в регіонах. Регіони перехідного клімату на півдні країни: це також стосується станції Лондріна (малюнок 1), яка змінюється від типу Cfa до типу Am, тобто від теплого помірного до тропічного. Але еволюція може також стосуватися прохолодних помірних типів висоти (Cfb), що розвиваються в теплих помірних (Cfa), як Курітіба в Паране.
Тенденції підтверджені зміною частот TCA
Цього разу мова йде про дивлячись на частотну еволюцію всіх типів річного клімату для всіх станцій між двома періодами (табл. 2). Таким чином, ми можемо уточнити міжрічну мінливість за станціями та зосередитись на деяких рідкісних річних типах (Csb та BWh), які не виражаються в середньому кліматі. Тип Csa є більш оригінальним, оскільки на півдні країни він представляє частий TCA (близько 3% від загальної кількості), але який систематично зникає в середньому на користь типу Cfa! Ця таблиця дає змогу підтвердити тенденцію до поширення тропічного тепла на південь Бразилії із зменшенням частоти всіх типів С; лише правило типу Cfa ухиляється від правила, але збільшення цього TCA відбувається насамперед на шкоду прохолодному клімату (Cfb); нижча частота типів Csa, пов’язана зі збільшенням кількості дощів на півдні Бразилії, також може це пояснити.
Іншим розвитком, підтвердженим у цій таблиці 2, є розширення "сухого та гарячого" TCA BSh та BWh. У посушливих ТЦА їх частота потроюється за два періоди, що підтверджує сильну тенденцію до зниження кількості опадів на північному сході Бразилії: за останні два десятиліття, таким чином, збільшився рік "пустельного" клімату. Однак, на відміну від того, що можна очікувати від таблиці 1, тропічний ТЦА із змінними сезонами (As або Aw) не бачить зменшення їх частоти, навпаки! Пояснення потрібно шукати далі зі зменшенням частоти вологих тропічних TCA (Af і особливо Am). Щоб зрозуміти ці тенденції, необхідно просторово розподілити частоти цих TCA у масштабах усієї країни.
Рисунок 3. Середні типи Кеппена в Бразилії, розраховані для періодів 1964-1989 (ліворуч) та 1990-2015 (праворуч): вгорі, частота кумулятивних TCA Af та Am; посередині частоти сукупних TCA BWh та BSh; внизу - частоти всіх сукупних TCA "C". 1 = від одного до 5 (20%) спостережуваного TCA; 2 = від 5 до 15 (50%) спостережуваних TCA; 3 = спостерігається від 15 до 24 (80%) ТСА; 4 = спостерігається більше 24 (80%) ТСА
Карти на малюнку 3 дають можливість вимірювати регіональні зрушення в частотах основного TCA. Вологий тропічний клімат (Af та Am у поєднанні) відчуває різке зниження в центрально-західній частині країни та на півдні Амазонки, що підтверджує падіння опадів, яке спостерігали в цьому регіоні різні автори. На Північному узбережжі розширення частот TCA "B" підтверджує зростаючу посушливість внутрішніх районів Баїї до узбережжя. Нарешті, на півдні та південному сході частоти TCA "C" сильно знизились від внутрішньої частини Мінас-Жерайс до Парани через штат Сан-Паулу, де підвищення температури добре задокументовано; помірний TCA також не спостерігався в штаті Гояс та у федеральній столиці за останній період.
Якщо це дослідження показує, що лише 35 бразильських станцій з 208 (17%) змінили свій середній тип Кеппена між 1965-1989 та 1990-2015 роками, це свідчить про більш значну регресію річних типів клімату Af та Am (екваторіальний клімат та мусон ) на півночі та помірний "С" до прохолодних літніх типів (Cfb) на півдні. З іншого боку, тропічний (Aw), посушливий та напівзасушливий (B) типи прогресували між двома періодами, демонструючи суттєві зміни кліматичних меж Бразилії: розширення посушливих просторів на північному сході, зменшення гіпергумідних регіонів Амазонки., зростання широти тропічного домену за рахунок помірних регіонів. Ці результати показують зацікавленість у вивченні частоти TCA для висвітлення кліматичних змін у регіональному масштабі з урахуванням міжрічної мінливості.