System Klasyfikacji Klimatu Koppena jest szeroko stosowanym systemem klasyfikacji klimatu opartym na roślinności, który został stworzony przez niemieckiego botanika i klimatologa Wladimira Koppena. System klasyfikacji klimatycznej Koppena jest próbą stworzenia formuły pozwalającej na wyznaczenie granic klimatycznych w korespondencji ze strefami wegetacyjnymi lub biomami na całym świecie.
Biomy te były w trakcie formułowania i mapowania po raz pierwszy w czasie, gdy Koppen sformułował swój system klasyfikacji klimatycznej w 1900 roku. Koppen opublikował poprawioną edycję swojego systemu klasyfikacji klimatu Koppen w 1918 roku, a następnie kontynuował rewizję swojego systemu aż do śmierci w 1940 roku (A.J. Arnfield, 2017).
Na przestrzeni dziejów podejmowano wiele prób klasyfikacji klimatu Ziemi na regiony klimatyczne. Wielki grecki filozof Arystoteles podzielił Ziemię na strefy ciepłe, umiarkowane i chłodne, których szczegóły są obecnie zbędne.
Potem podjęto wiele prób klasyfikacji regionów klimatycznych Ziemi, ale żadna nie była tak wpływowa jak system klasyfikacji klimatu Koppena. System klasyfikacji klimatycznej Koppena został wprowadzony w formie mapy w 1928 roku jako mapa, której współautorem był Rudolph Geiger – uczeń Koppena (M. Rosenberg, 2017). Od tego czasu system klasyfikacji klimatycznej Koppena był modyfikowany przez różnych geografów.
System klasyfikacji klimatycznej Koppena, czasami nazywany systemem klasyfikacji klimatycznej Koppena-Geigera, jest ziemską klasyfikacją stref klimatycznych na pięć głównych typów, które Koppen przedstawiał za pomocą liter A, B, C, D i E.
Obecny system klasyfikacji klimatycznej Koppena opiera się na klasyfikacji stref klimatycznych jako opartych zarówno na opadach, jak i temperaturze wraz z odpowiadającą im roślinnością. Temperatura określa wszystkie strefy klimatyczne z wyjątkiem B, ponieważ czynnikiem decydującym o wegetacji jest tu suchość, którą można zaliczyć do opadów atmosferycznych.
Jasność nie jest jednak określana wyłącznie przez opady atmosferyczne, a opady wprowadzane do gleby działają również w połączeniu ze stratami parowania wśród roślin. Pięć głównych stref klimatycznych zdefiniowanych przez Koppena, jak wyjaśnił Michael Pidwirmy, 2014 to –
A – Tropikalne wilgotne klimaty (średnia temperatura powyżej 18oC we wszystkich miesiącach)
B – Suche klimaty (niedobór opadów przez większość roku)
C – Wilgotne klimaty średnich szerokości geograficznych z łagodnymi opadami)
C – Wilgotne klimaty średnich szerokościD – Wilgotne klimaty średnich szerokości geograficznych z mroźnymi zimami
E – Klimaty polarne (ekstremalnie mroźne lata i zimy)
A – Klimaty tropikalne wilgotne
Tropikalne klimaty wilgotne można znaleźć około 15 do 25 stopni szerokości geograficznej na północ i południe od równika. Charakterystyczną cechą tej strefy klimatycznej jest to, że temperatury w tych strefach utrzymują się powyżej 18 stopni C przez cały rok. Roczna suma opadów w tej strefie klimatycznej wynosi zazwyczaj powyżej 1500 mm.
W obrębie tej szerokiej strefy klimatycznej istnieją również trzy pomniejsze typy klimatyczne, których klasyfikacja opiera się na sezonowym rozkładzie opadów w tych strefach klimatycznych. Obszary objęte tymi strefami klimatycznymi składają się zazwyczaj z naturalnie gęstych lasów tropikalnych.
Pierwszą z nich jest Af, czyli klimat tropikalny wilgotny, gdzie klimat jest tropikalny z opadami przez cały rok. Miesięczne wahania temperatury w tych regionach są mniejsze niż około 3 stopnie C. Bardzo wysoka wilgotność i temperatura powierzchni w tych regionach powodują, że codziennie wczesnym popołudniem tworzą się chmury cumulus i cumulonimbus, co skutkuje dużą ilością opadów.
Druga to klimat tropikalny monsunowy, oznaczany jako Am. W tych regionach roczna suma opadów jest prawie podobna do tej z Af, ale tutaj większość opadów występuje w ciągu 7 do 9 najcieplejszych miesięcy w roku. Mniej opadów występuje w tych regionach w pozostałej części roku.
Trzecim poddziałem jest Aw, czyli klimat tropikalny wilgotny i suchy, lub klimat sawanny. W tych strefach klimatycznych występuje wydłużona pora sucha w sezonie zimowym. W porze mokrej opady są zwykle mniejsze niż 1000 mm i występują głównie w porze letniej.
B – Klimaty suche
Temperatura nie jest tak istotnym czynnikiem w tych strefach klimatycznych jak opady, a raczej ich brak w tych strefach klimatycznych. W tych strefach klimatycznych parowanie i transpiracja przewyższają sumę opadów. Te regiony klimatyczne rozciągają się od 20 do 35 stopni szerokości geograficznej na północ i południe od równika i występują w dużych regionach kontynentalnych na średnich szerokościach geograficznych lub są otoczone regionami górskimi.
Istnieją cztery szerokie poddziały tej strefy klimatycznej.
Pierwszym z nich jest BW, czyli klimat suchy jałowy, zwany również prawdziwym klimatem pustynnym, obejmujący około 12 procent całkowitej powierzchni Ziemi. Obszary zaliczane do tej strefy klimatycznej są siedliskiem roślinności kserofitycznej. Litery h i k po BW oznaczają, czy strefa sucha jałowa znajduje się odpowiednio w strefie subtropikalnej czy na średnich szerokościach geograficznych.
Druga strefa to BS, czyli klimat suchy półsuchy, zwany też klimatem stepowym. Jest to rodzaj klimatu trawiastego, który występuje na około 14 procentach powierzchni Ziemi. Regiony należące do klimatu suchego półsuchego lub BS otrzymują więcej opadów niż regiony należące do klimatu suchego jałowego lub BW, co jest głównie spowodowane cyklonami na średnich szerokościach geograficznych lub dzięki strefie konwergencji międzyzwrotnikowej.
Literki h i k są dodawane w podobny sposób jak w strefach BW, aby określić położenie strefy klimatycznej odpowiednio w subtropikach lub na średnich szerokościach geograficznych.
C – Wilgotne subtropikalne klimaty środkowe
W tej strefie klimatycznej lata są zazwyczaj ciepłe i wilgotne, podczas gdy zimy są łagodne. Te strefy klimatyczne rozciągają się od 30 do 50 stopni szerokości geograficznej na północ i południe od równika i są obecne głównie na wschodnich i zachodnich krańcach większości kontynentów. W miesiącach letnich występuje wiele burz konwekcyjnych, a w miesiącach zimowych kilka cyklonów średnich szerokości geograficznych. Istnieją trzy poddziały tej formy strefy klimatycznej.
Pierwszym jest klimat podzwrotnikowy wilgotny lub Cfa, gdzie lata są gorące i wilgotne z częstymi burzami. Zimy są stosunkowo łagodne, a opady w tym okresie występują dzięki cyklonom na średnich szerokościach geograficznych, jak np. w południowo-wschodnich Stanach Zjednoczonych.
Drugi to klimat morski Cfb, który występuje zazwyczaj na zachodnich wybrzeżach kontynentów. Klimat jest tu w dużej mierze wilgotny z gorącym i suchym latem. Zimy są łagodne, choć towarzyszą im obfite opady związane z cyklonami na średnich szerokościach geograficznych. Trzecią jest śródziemnomorska strefa klimatyczna lub Cs, gdzie opady występują głównie w czasie łagodnych zim z powodu cyklonów na średnich szerokościach geograficznych.
Opady w miesiącach letnich w tej strefie klimatycznej mogą być bardzo skąpe. Obszary objęte tą strefą klimatyczną mogą obejmować na przykład lokalizacje w Portland, Oregon i Kalifornii.
D – Wilgotne kontynentalne klimaty średnich szerokości geograficznych
W wilgotnych kontynentalnych klimatach średnich szerokości geograficznych lata są ciepłe i mogą być również chłodne, podczas gdy zimy są zimne. Regiony z wilgotnym kontynentalnym klimatem średnich szerokości geograficznych są zwykle położone na biegunach od wilgotnych subtropikalnych klimatów średnich szerokości geograficznych lub klimatów C. Średnie temperatury w najcieplejszych miesiącach są zwykle wyższe niż 10 stopni C, podczas gdy temperatury w najzimniejszych miesiącach mogą być niższe niż minus 3 stopnie C.
Zimy w tych regionach mogą być gorzko zimne, z silnymi wiatrami i burzami śnieżnymi, które płyną z kontynentalnych mas powietrza polarnego i arktycznego. W tej formie klasyfikacji klimatu Koppena istnieją trzy poddziały, a mianowicie Dw – z suchymi zimami, Ds – z suchymi latami i Df – z opadami przez cały rok.
E – Klimaty polarne
W klimatach polarnych temperatury są niskie przez cały rok, a najcieplejszy miesiąc ma temperaturę poniżej 10 stopni C. Klimaty polarne występują na północnych obszarach przybrzeżnych Azji, Europy i Ameryki Północnej oraz na Grenlandii i Antarktydzie. Klimaty polarne dzielą się na dwa podkategorie.
Pierwszą z nich jest ET lub Tundra Polarna, w której gleba występuje jako trwale zamarznięta wieczna zmarzlina sięgająca setek metrów w głąb. Większość występującej tu roślinności występuje w postaci karłowatych drzew, drzewiastych krzewów, porostów i mchów. Drugi to EF lub Polarne Czapy Lodowe, których powierzchnia jest trwale pokryta lodem lub śniegiem.
Determining Factors For Koppen Climate Classification
Czynniki, które wpływają na charakterystykę klimatyczną tych regionów to położenie równoleżnikowe i ilość otrzymywanego promieniowania słonecznego, masy powietrza, ciśnienie powietrza (ze strefami wysokiego i niskiego ciśnienia), układ wiatrów, wymiana ciepła z oceanem, cechy topograficzne (takie jak góry), rozmieszczenie lądów i mórz oraz wysokość nad poziomem morza.
Największy wpływ na te strefy klimatyczne wywiera promieniowanie słoneczne, masy powietrza i ciśnienie powietrza w kategoriach stref wysokiego i niskiego ciśnienia (M. Pidwirmy, 2014); co sprawia, że ciepło i wynikające z niego efekty są podstawowym wyznacznikiem globalnych stref klimatycznych w klasyfikacji klimatycznej Koppen.
Model ten nie uwzględnia jednak merytorycznie ekstremów pogodowych, takich jak np. ekstrema temperatury, chwilowe wzorce wiatru, zachmurzenie czy liczba dni słonecznych. System klasyfikacji klimatycznej Koppena służy jako ogólny przewodnik po większych strefach klimatycznych na Ziemi. System ten nie jest jednak rozliczany z chwilowych lub mikroklimatycznych odchyleń lub przesunięć, lecz przedstawia ogólne kategorie klasyfikacyjne klimatu światowego.
Opisana przez nas klasyfikacja klimatyczna Koppen-Geiger została w jednej z kolejnych modyfikacji przekształcona w klasyfikację klimatyczną Koppen-Trewartha. Schemat ten uwzględnia obserwowane i perspektywiczne zmiany klimatyczne na Ziemi na podstawie wiarygodnej zmienności wykazywanej przez rodzaje powierzchni lądowych.
W oparciu o schemat przedstawiony w klasyfikacji klimatycznej Koppen-Trewartha możliwe jest modelowanie symulacji okresu od 1900 do 2099 roku. Na tej podstawie Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) w swojej czwartej ocenie przewidział w 16 modelach klimatu globalnego kontynuację w najbliższej przyszłości. W ocenie tej przewiduje się, że średnia roczna temperatura powierzchni ziemi nad lądami arktycznymi wzrośnie o 3,1, 4,6 i 5,3oC (S. Feng i in., 2011).
.