Климат и природа на Африка
Зони, характеристики, разположение, значение
Представената карта-история представлява разширен урок по география за ученици от 5 клас. Урокът е направен с ниво на сложност, предназначен за ученици с изявен интерес в областта на съвременната география. Картата е отборна работа и авторска разработка. Урокът има изцяло иновативен характер и стил, чрез който са представени класическа учебна тема свързана с изучаването на континента Африка. Урокът представлява съчетание от съвременните технологии и традиционни методи за представяне на географската методология, научен апарат и текстови обяснения. Екипът не си е поставил за цел да подбере атрактивна тема, която да изглежда занимателно и сензационно. Целта на тази разработка e да се представи ординарна учебникарска тема по начин, който новите технологии позволяват, което превръща темата в иновативна.
Климатичното зониране, както и всяко друго зониране във физическата география независимо от мащаба се изработва въз основа на ясно разработена класификация
Какво е класификация?
Класификация: Класификацията е метод за подреждане на информация, присъединяване на отделни обекти към предварително дефинирани класове или категории. Обектите се причисляват към класовете по предварително подбрани признаци, които са елементи от самите обекти. Признаците задължително са еднозначни, това е много важно за да не се получат противоречия в класификацията.
Африка, вторият по големина континент и единствен континент, разположен в четирите полукълба на Земята, се отличава с голямо разнообразие на природата, в т. ч. и климата. Той може да се определи като континент на контрастите, на който се срещат от изключително горещи пустини до влажни екваториални гори, както и високи планини.
На какво се дължи разнообразието на природата на Земята? Защо природата не е еднаква навсякъде?
Разнообразието на природата (климата, почвите, растителността, разпространението на животински видове) на Земята се подчинява на две основни географски закономерности - зоналност и азоналност.
Зоналността представлява закономерното изменение на географските процеси и явления по земната повърхност в резултат на разликите в нагряването на Земята от Слънцето. Различават се два вида зоналност при изменението на природните компоненти, процеси и явления - хоризонтална (широчинна) и вертикална (височинна) зоналност.
Хоризонталната зоналност представлява закономерното изменение на природните компоненти, процеси и явления от Екватора към полюсите, и съответно редуването на различни климатични и природни зони.
Височинната зоналност е закономерното изменение на географските процеси и явления с увеличаване на надморската височина в планините, свързано с изменението на атмосферното налягане, температурата, влажността с увеличаване на височината.
Климат и климатично зониране
Климатът представлява метеорологичните условия, характерни за даден регион за дълъг период от време – години, десетилетия и по-големи времеви периоди и влияят на екосистемите, растителността и човешката дейност в този регион. Метеорологичните условия, които определят климата са температура, валежи, влажност, ветрове и атмосферно налягане.
Изучаването на климата е изключително важно за разбирането на биоразнообразието, динамиката на екосистемите и разпространението на флората и фауната. Също така неговото изучаване и по-доброто разбиране на това как протичат климатичните процеси ни помага да предвидим как промените в климата могат да повлияят на селското стопанство, водните ресурси и метеорологичните модели, и на живота на хората като цяло. Класификацията на климата е начин за категоризиране на климата в света въз основа на характеристики като температура, валежи и тяхното изменение.
Климатична класификация на Африка по Кьопен-Гайгер
Климатичната класификация на Köppen е една от най-широко използваните в съвременния свят климатични класификации. Основана е върху концепцията, че в различните климатични зони на Земята растат различни растителни видове в зависимост от температурата и валежите. Тоест тази класификация е базирана върху видовете растителност. При тази класификация климата се поделя на пет основни групи: тропическа, суха, умерена, континентална и полярна, всяка от които е допълнително разделена. Климатът в района на Африка попада в три от тези пет основни климатични зони: Тропическа (Tropical), Суха (или изв. още като Аридна) (Dry) и Умерена (Temperate).
A - Tropical | f - Rainforest m - Monsoon w - Savanna, dry winter s - Savanna, dry summer | |
|---|---|---|
B - Dry | W - Arid desert S - Semi-arid steppe | h - Hot k - Cold |
C - Temperate | w - Dry winter f -No dry season s - Dry summer | a - Hot summer b - Warm summer c - Cold summer |
D - Continental | w - Dry winter f - No dry season s - Dry summer | a - Hot summer b - Warm summer c - Cold summer d - Very cold winter |
E - Polar | T - Tundra F - Ice cap |
Автори на климатичната класификация
Владимир Кьопен (1846 – 1940) е руско-германски географ, метеоролог, климатолог и ботаник. След като завършва образованието си в Санкт Петербург, той прекарва по-голямата част от живота и професионалната си кариера в Германия и Австрия.
- Rumney, G. Richard (2024, September 21). Wladimir Köppen. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/biography/Wladimir-Peter-Koppen
- Wladimir Köppen - Wikipedia
Рудолф Гайгер (1894 –1981) е немски метеоролог и климатолог, брат на физика Ханс Гайгер. Той е един от основателите на микроклиматологията, като изуччава климатичните условия в близост до земната повърхност (в рамките на няколко метра височина от повърхността).
Britannica, T. Editors of Encyclopaedia (2024, August 20). Rudolf Oskar Robert Williams Geiger. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/biography/Rudolf-Oskar-Robert-Williams-Geiger
Кьопен разработва класификация на климата, наречена климатична класификация на Кьопен, след като той я предлага за първи път направи 1884 г., с някои модификации, все още се използва широко и до днес. Към края на живота си Кьопен работи съвместно с немския климатолог Рудолф Гайгер по пет-томния труд Handbuch der Klimatologie (Наръчник по климатология), от който са публикувани само 3 части. След смъртта на Кьопен през 1940 г. Гайгер продължава да работи върху модификациите на климатичната класификация на Кьопен и класификацията става известна като климатичната класификация на Кьопен-Гайгер.
Климатична класификация на Африка по Кьопен-Гайгер
Карта 1931 г.
Köppen, W., 1931: Grundriss der Klimakunde (Outline of climate science). Walter de Gruyter, Berlin, 388pp.
Климатична класификация на Африка по Кьопен-Гайгер
Карта 1954г.
Köppen, W. und R. Geiger, 1954: Klima der Erde (Climate of the earth). Wall Map 1:16 Mill. Klett-Perthes, Gotha.
Релефът на Африка
Релефът може да се дефинира като промените във височината на земната повърхност спрямо някаква референтна равнина, напр. морското равнище (т. е. релефът е съвкупността от неравностите на земната повърхност). Той представлява съвкупността от различни по височина и форма части на земната повърхност, наричани форми на земната повърхност. Терминът форма на земната повърхност (форма на релефа) се дефинира като всяка физическа характеристика (черта) на земната повърхност с характерна, разпознаваема форма (“any physical feature of the Earth’s surface having a characteristic, recognizable shape” /Bates, R., and Jackson, J., ed., 1987/). Формите, които изграждат релефа се поделят на изпъкнали (планини, хълмове, възвишения и др.), равнинни (низини, равнини); вдлъбнати (котловини, долинни разширения, речни долини и др.).
Релефът е един от ключовите природни компоненти, играещ роля при формирането на климата на дадена територия и проявлението на климатичните елементи. Чрез своята надморска височина той влияе върху температурните градиенти, и изменението на температурата и атмосферното налягане с нарастване на надморската височина, влияе на движението на въздушните маси, особено разположението на планините, които освен че се явяват бариера за свободното придвижване на въздушните маси, водят до формиране на локални ветрове, а също така създават валежни сенки над определени райони. Всичко това допринася за формирането на различните климатични зони, формирането на локални микроклимати, флора и фауна, и биоразнообразието в различните райони на Земята, в т. ч. на континента Африка.
Представената карта представлява релеф със светлосенки, генериран от цифров модел на терена. Цифровият модел на терена представлява модел на топографската повърхност на Земята, или така наречената гола повърхност без растителност и сгради, който може да се обработва чрез специализирани компютърни програми като ГИС. Картата на релефа със светлосенки има за цел да визуализира релефа на Африка и да представи неговата надморска височина в различните части. За изобразяването на релефа със светлосенки е използван ъгълът на височината на Слънцето от 45 градуса, който определя височината на Слънцето над хоризонта и ъгълът на изложението спрямо Слънцето от 315 градуса, което съответства на посоката северозапад, т.е. Слънцето огрява земната повърхност от северозапад.
Легенда на картата на релефа на Африка вдясно
От картата на релефа със светлосенки се вижда, че континентът Африка се отличава с голямо разнообразие на надморската височина. Африка е континент с голяма средна надморска височина от около 700 м. Източната и южна част на Африка е предимно висока, заета от планини, като тук се намират най-високата планина в Африка - Килиманджаро, а също така Етиопската планинска земя, Драконовите планини и др. Северната и западна част на Африка е по-ниска, но въпреки това там също има планини и плата с голяма надморска височина, вкл. и в пустинята Сахара, като Тибести.
Средногодишна температура
Температурата е един от основните климатични елементи, имаш ключова роля за определяне на климата на дадена територия. Той оказва влияние върху протичането на множество природни процеси и явления, върху проявлението на другите климатични елементи като ветрове, валежи, влияе силно върху развитието и растежа на растителността, разпространението и размножаването на животинските видове, и не на последно място влияе върху живота на хората и определя какви стопански дейности могат да се развиват на дадена територия.
Един от широко използваните индикатори за температура, който се използва при изучаването на климата и определянето на климатичните зони е средногодишната температура.
Представена е карта на средногодишната температура на Земята за периода 1970-2000 година в °C. Тя е изчислена на база на средногодишната средна дневна температура за всяка година, след което е допълнително осреднена за всички години в периода 1970-2000. Африка както се вижда от картата се отличава с изключително високи средногодишни температури и особено в района на Северна Африка, където е пустинята Сахара и Централна Африка, като малко по-ниски са температурите по Средиземноморското крайбрежие и Атласките планини поради влиянието на Средиземно море, както и в по-високите части на планините.
Fick, S.E. and R.J. Hijmans, 2017. WorldClim 2: new 1km spatial resolution climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology 37 (12): 4302-4315 .
Средногодишни валежи
Валежите са друг критично важен климатичен елемент, имащ огромно влияние върху природата и живота на хората. От тях зависи наличието на водни ресурси и тяхното разпределение, развитието на растителността и биоразнообразието, и осигуряването на вода за питейни нужди и стопанската дейност на хората.
Валежите са основен климатичен елемент, който се използва при изготвянето на климатични класификации. Средногодишното количество на валежите е широко използван показател, представляващ общото количество вода, която дадена територия е получила под формата на валежи за една година. Тя се представя в милиметри (mm) на година и се получава чрез осредняване на годишната сума на валежи за целия период.
Представената в случая карта на средногодишните валежи е осреднена за периода 1970-2000 година. При валежите се наблюдава много голям контраст в тяхното количество и разпределение по територията на Африканския континент. Северна Африка и Южна Африка се отличава с изключително ниски средногодишни валежи, които варират в диапазона от 0 до 100 mm в северните пустинни райони, и в пустинята Намиб, разположена по западното крайбрежие в южната част на Африка. Сравнително по-високи са стойностите в останалата част на Южна Африка, варирайки от 100 до 500, mm, като се увеличават от запад на изток, а в източната част в района на Драконовите планини надхвърлят и 600 mm. В централната част на Африка, в зоната на Екватора, както и на север и на юг от него стойностите на средногодишните валежи са изключително високи, и варират в диапазона 1000-4000 mm годишно.
Fick, S.E. and R.J. Hijmans, 2017. WorldClim 2: new 1km spatial resolution climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology 37 (12): 4302-4315 .
Евапорация и евапотранспирация
Терминът евапорация обозначава изпарението на вода от сушата и водната повърхност на Земята - океани, езера, почва и т.н. Процесът транспирация се отнася до изпарението на вода от растенията. Евапотранспирацията представлява сумарният процес на изпарение както от сушата и водната повърхност, така и от растителността.
Тя представлява важен компонент във водно-енергийния баланс, част от кръговрата на водата в природата и се използва като характеристика при определянето на климатичните зони на Земята. Евапотранспорацията е показател, чието измерване в глобален мащаб е сложно, трудно и скъпо. Поради тази причина се използват данни от спътниковото наблюдение на Земята, основно продукти за температурата, валежите, влажността и др. чрез прилагане на различни аналитични методи и моделиране се изготвят глобални продукти на евапотранспирацията. Именно такъв продукт представлява картата на евапотранспирацията представена вдясно – продуктът се казва Global Land Data Assimilation System (GLDAS) evapotranspiration и представя евапотранспирацията за периода от 2000 г. до днес.
Евапотранспирацията в Африка се отличава с големи контрасти в различните части на континента. Стойностите на евапотранспирация в централната и югозападна част на Африка са високи и варират от около 80 до 120-130 mm, което се дължи на големите количества валежи, съчетани с високи температури. Съвсем различна е ситуацията в северната и югоизточна част на Африка, където стойностите на евапотранспирация са изключително ниски между 0-20 mm. Това се дължи на изключително високите температури в тези райони и незначителното количество валежи, поради което там са формирани обширните пустинни и полу-пустинни райони на Африка, пустинята Сахара, Намиб, Калахари.
Rodell, M., P. R. Houser, U. Jambor, J. Gottschalck, K. Mitchell, C.-J. Meng, K. Arsenault, B. Cosgrove, J. Radakovich, M. Bosilovich, J. K. Entin, J. P. Walker, D. Lohmann, and D. Toll, The Global Land Data Assimilation System, Bull. Amer. Meteor. Soc., 85(3): 381 394, 2004.
Карта на релефа и климатичните пояси на Африка
Тази карта представлява комбинация от карта на релефа и климатичните пояси. Тя дава възможност да се проследи обвързаността между релефа и климатичните пояси, тяхната промяна с промяната на надморската височина и формирането на височинно разпределение в планинските области. Ясно се вижда и ролята на планинските области във формирането на аридни зони вследствие на създаването на валежна сянка в областта на Африканския рог. Африканският рог е област в източна Африка южно от Аденският залив, западно от Етиопската планинска земя.
Кратък преглед на основните характеристики на всяка климатична зона по климатичната класификация на Koppen-Geiger
В това видео са разгледани основите на всяка климатична зона в рамките на най-утвърдената система за класификация на климата в света, Koppen-Geiger.
World Terrestrial Ecosystems
Има различни класификации и подялби на биомите на Земята, в зависимост от подбраните признаци за класифициране.
Представената карта представя една сравнително нова подялба на екосистемите в глобален мащаб, разработена през 2020 г. от Американска геоложка служба на САЩ, Nature Conservancy и ЕСРИ, и това е картата на сухоземните екосистеми на Земята (World Terrestrial Ecosystems Map).
Те представляват зони с уникални комбинации от климатични условия, форми на релефа и растителност/земно покритие. За разработването на тази класификация са използвани данни за световните климатични райони, базирани на информация за температурата и валежите на WorldClim v. 2.0, земните форми (разделени на 4 класа: равнини, хълмове, планини и плата) по класификацията на Hammond, получени от цифров модел на релефа, както и информация за растителността/земното покритие (8 класа, получени от глобалните данни за земното покритие на Европейската космическа агенция за 2015 г.). Глобалната карта на сухоземните екосистеми включва общо 431 класа естествени екосистеми (напр. различни видове гори, храстовидна растителност, пасища, и т.н.) и преобразувани екосистеми (повлияни от човешката дейност, като обработваеми земи, селища и т.н.) /Sayre et al., 2020/
Класификацията на сухоземните екосистеми на Земята е в съответствие с глобалната типология на екосистемите на IUCN (International Union for Conservation of Nature), която е официално приета и препоръчана като глобален стандарт от комитетът на експертите на ООН по международни статистически класификации ( Red List of Ecosystems | News ).
Източник: Sayre, R., D. Karagulle, C. Frye, T. Boucher, N. Wolff, S. Breyer, D.Wright, M. Martin, K. Butler, K. Van Graafeiland, J. Touval, L. Sotomayor, J. McGowan, E. Game, and H. Possingham. 2020. An assessment of the representation of ecosystems in global protected areas using new maps of World Climate Regions and World Ecosystems. Global Ecology and Conservation 21(e00860), ISSN 2351-9894 https://doi.org/10.1016/j.gecco.2019.e00860 .
