Il sistema di classificazione climatica di Koppen è un sistema di classificazione climatica basato sulla vegetazione, ampiamente utilizzato, creato dal botanico e climatologo tedesco Wladimir Koppen. Il sistema di classificazione climatica di Koppen è un tentativo di trovare una formula per delineare i confini climatici in corrispondenza delle zone di vegetazione o biomi in tutto il mondo.
Questi biomi erano in procinto di essere formulati e mappati per la prima volta nel periodo in cui Koppen formulò il suo sistema di classificazione climatica nel 1900. Koppen pubblicò un’edizione rivista del suo sistema di classificazione climatica Koppen nel 1918, e in seguito continuò a rivedere il suo sistema fino alla sua morte nel 1940 (A.J. Arnfield, 2017).
Nel corso della storia, sono stati fatti molti tentativi per classificare i climi della Terra in regioni climatiche. Il grande filosofo greco Aristotele divise la Terra in zone torride, temperate e frigide, i cui dettagli sono ormai superflui.
Dopo di ciò furono fatti molti tentativi di classificare le regioni climatiche della Terra, ma nessuno fu così influente come il sistema di classificazione climatica di Koppen. Il sistema di classificazione climatica di Koppen è stato introdotto come mappa nel 1928 come co-autore con Rudolph Geiger – uno studente di Koppen (M. Rosenberg, 2017). Da allora il sistema di classificazione climatica di Koppen è stato modificato da vari geografi.
Il sistema di classificazione climatica di Koppen, talvolta chiamato sistema di classificazione climatica Koppen-Geiger, è una classificazione terrestre delle zone climatiche in cinque tipi principali, che Koppen ha rappresentato attraverso le lettere A, B, C, D, ed E.
L’attuale sistema di classificazione climatica di Koppen si basa sulla classificazione delle zone climatiche come basata sia sulle precipitazioni che sulla temperatura insieme alla vegetazione corrispondente. La temperatura definisce tutte le zone climatiche eccetto la B, poiché il fattore determinante per la vegetazione qui è la secchezza, che può essere classificata sotto le precipitazioni.
L’aridità, tuttavia, non è determinata solo dalle precipitazioni e l’ingresso delle precipitazioni nel suolo funziona anche insieme alle perdite per evaporazione delle piante. Le cinque principali zone climatiche definite da Koppen, come chiarito da Michael Pidwirmy, 2014 sono –
A – Climi tropicali umidi (temperatura media superiore a 18oC in tutti i mesi)
B – Climi secchi (precipitazioni carenti per la maggior parte dell’anno)
C – Climi umidi alle medie latitudini con precipitazioni miti.Latitudine con inverni miti
D – Climi umidi di media latitudine con inverni freddi
E – Climi polari (estati e inverni estremamente freddi)
A – Climi tropicali umidi
I climi tropicali umidi si trovano a circa 15-25 gradi di latitudine a nord e a sud dell’equatore. La caratteristica distintiva di questa zona climatica è che le temperature in queste zone rimangono sopra i 18 gradi C durante tutto l’anno. Le precipitazioni annuali in questa zona climatica sono di solito superiori a 1.500 mm.
In questa ampia zona climatica esistono anche tre tipi climatici minori, la cui classificazione si basa sulla distribuzione stagionale delle precipitazioni in queste zone climatiche. Le aree che rientrano in queste zone climatiche sono di solito costituite da foreste tropicali naturalmente dense.
La prima è Af, o clima tropicale umido, dove il clima è tropicale con precipitazioni tutto l’anno. Le variazioni mensili della temperatura in queste regioni sono inferiori a circa 3 gradi C. L’umidità estremamente elevata e le temperature superficiali in queste regioni causano la formazione di nuvole cumuliformi e cumulonembi nel primo pomeriggio di ogni giorno, con conseguente elevata quantità di precipitazioni.
Secondo è il clima tropicale monsonico, designato come Am. In queste regioni, le precipitazioni annuali sono quasi simili a quelle dell’Af, ma qui la maggior parte delle precipitazioni si verifica entro i 7-9 mesi più caldi dell’anno. Meno precipitazioni si verificano in queste regioni nel resto dell’anno.
La terza suddivisione è Aw, o il clima tropicale umido e secco, o il clima della savana. Queste zone climatiche sperimentano una stagione secca estesa durante la stagione invernale. Durante la stagione umida, le precipitazioni sono di solito meno di 1.000 mm, e si verificano principalmente durante la stagione estiva.
B – Climi secchi
La temperatura non è un fattore tanto importante in queste zone climatiche quanto le precipitazioni, o piuttosto la loro mancanza. In queste zone climatiche, l’evaporazione e la traspirazione superano le precipitazioni totali. Queste regioni climatiche si estendono da 20 a 35 gradi di latitudine a nord e a sud dell’equatore e sono presenti in grandi regioni continentali alle medie latitudini o sono circondate da regioni montuose.
Ci sono quattro grandi suddivisioni di questa zona climatica.
La prima è il BW, o clima arido secco, chiamato anche il vero clima desertico, e copre circa il 12% della superficie totale della Terra. Le aree che rientrano in questa zona climatica sono habitat per la vegetazione xerofita. Le lettere h e k sono suffragate dopo BW per indicare se la zona arida secca si trova rispettivamente nelle sub-tropicali o nelle medie latitudini.
La seconda è BS, o clima semi-arido secco, detto anche clima della steppa. Questo forma una sorta di clima delle praterie che è presente in circa il 14% della superficie terrestre. Le regioni che si trovano sotto il clima semi-arido secco o BS ricevono più precipitazioni rispetto alle regioni sotto il clima arido secco o BW, il che è dovuto principalmente ai cicloni delle medie latitudini o alla zona di convergenza intertropicale.
Le lettere h e k sono suffissate in modo simile alle zone BW per definire la posizione della zona climatica nelle sub-tropicali o nelle medie latitudini rispettivamente.
C – Climi subtropicali umidi delle medie latitudini
In questa zona climatica le estati sono solitamente calde e umide mentre gli inverni sono miti. Queste zone climatiche si estendono da 30 a 50 gradi di latitudine a nord e a sud dell’equatore e sono presenti soprattutto agli estremi orientali e occidentali della maggior parte dei continenti. I mesi estivi sono caratterizzati da molti temporali convettivi e i mesi invernali da alcuni cicloni di media latitudine. Esistono tre suddivisioni per questa forma di zona climatica.
La prima è il clima subtropicale umido o Cfa, dove le estati sono calde e umide con frequenti temporali. Gli inverni sono relativamente miti e le precipitazioni durante questo periodo si verificano a causa di cicloni di media latitudine, come nel sud-est degli Stati Uniti per esempio.
Il secondo è il clima marino Cfb che si trova di solito sulle coste occidentali dei continenti. Il clima qui è in gran parte umido con un’estate calda e secca. Gli inverni sono miti, anche se accompagnati da forti precipitazioni dovute ai cicloni delle medie latitudini. La terza è la zona climatica mediterranea o Cs, dove le precipitazioni si verificano principalmente durante gli inverni miti a causa dei cicloni delle medie latitudini.
Le precipitazioni durante i mesi estivi in questa zona climatica possono essere estremamente scarse. Le aree che rientrano in questa zona climatica possono includere località di Portland, Oregon e California per esempio.
D – Climi continentali umidi di media latitudine
Nei climi continentali umidi di media latitudine, le estati sono calde e possono anche essere fresche mentre gli inverni sono freddi. Le regioni con climi continentali umidi di media latitudine sono di solito situate al polo ovest rispetto ai climi subtropicali umidi di media latitudine o ai climi C. Le temperature medie nei mesi più caldi sono di solito più di 10 gradi C, mentre le temperature nei mesi più freddi possono essere inferiori a meno 3 gradi C.
Gli inverni in queste regioni possono essere amaramente freddi, con forti venti e tempeste di neve che fluiscono dalle masse d’aria polari continentali e artiche. Ci sono tre sotto-divisioni in questa forma di classificazione del clima di Koppen, vale a dire, Dw – con inverni secchi, Ds – con estati secche, e Df – con precipitazioni tutto l’anno.
E – Climi polari
Nei climi polari, le temperature sono basse tutto l’anno con il mese più caldo con temperature inferiori a 10 gradi C. I climi polari si verificano nelle aree costiere settentrionali dell’Asia, Europa e Nord America e in Groenlandia e Antartide. I climi polari hanno due sotto-divisioni.
La prima è ET o Tundra Polare in cui il suolo è permanentemente congelato come permafrost che si estende per centinaia di metri in profondità. La maggior parte della vegetazione si trova qui sotto forma di alberi nani, arbusti legnosi, licheni e muschi. La seconda è l’EF o le calotte polari, che hanno una superficie permanentemente coperta di ghiaccio o neve.
Fattori determinanti per la classificazione del clima di Koppen
I fattori che influenzano le caratteristiche climatiche di queste regioni includono la posizione latitudinale e la quantità di radiazione solare ricevuta, le masse d’aria, la pressione atmosferica (con zone di alta e bassa pressione), i modelli di vento, lo scambio di calore con l’oceano, le caratteristiche topografiche (come le montagne), la distribuzione di terra e mare e l’altitudine.
La maggiore influenza su queste zone climatiche è esercitata dalla radiazione solare, dalle masse d’aria e dalla pressione atmosferica in termini di zone di alta e bassa pressione (M. Pidwirmy, 2014); rendendo il calore e i suoi effetti risultanti un determinante primario delle zone climatiche globali nella classificazione climatica di Koppen.
Il modello, tuttavia, non prende sostanzialmente in considerazione gli estremi del tempo, come gli estremi di temperatura, i modelli temporanei di vento, la copertura nuvolosa o il numero di giorni di sole per esempio. Il sistema di classificazione del clima di Koppen serve come una guida generale per le zone climatiche più grandi sulla Terra. Tuttavia, il sistema non è responsabile in termini di aberrazioni o spostamenti climatici istantanei o micro, e rappresenta categorie classificatorie generali del clima mondiale.
La classificazione climatica Koppen-Geiger, come abbiamo descritto, è stata modificata in una delle sue modifiche successive, nella classificazione climatica Koppen-Trewartha. Questo schema prende in considerazione i cambiamenti climatici osservati e futuri sulla Terra basati su una variabilità affidabile esibita dai tipi di superfici terrestri.
Con lo schema fornito nella classificazione climatica Koppen-Trewartha, è possibile modellare simulazioni del periodo tra il 1900 e il 2099. Su questa base, l’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) nella sua quarta valutazione, ha proiettato 16 modelli climatici globali che continuano nel prossimo futuro. In questa valutazione, si prevede che la temperatura media annua della superficie sulle terre emerse artiche assisterà a un aumento di 3,1, 4,6 e 5,3oC (S. Feng et al., 2011).