Pustinjska klima: Razumijevanje obrazaca temperature i oborina diljem svijeta

Pustinjske klime, koje karakterizira ekstremna suša i jedinstvene temperaturne varijacije, pokrivaju značajan dio Zemljine kopnene površine. Ova okruženja, iako naizgled neplodna, dom su raznolikim ekosustavima i pokazuju izvanredne prilagodbe na teške uvjete. Ovaj sveobuhvatni vodič istražuje složenost pustinjskih klima, s fokusom na obrasce temperature i oborina, različite tipove pustinja te izazove i prilike koje pružaju ovi sušni krajolici.

Što definira pustinjsku klimu?

Definirajuća karakteristika pustinjske klime je izuzetno niska količina oborina. Iako popularna slika pustinje uključuje nesnosnu vrućinu, nisu sve pustinje vruće. Postoje i hladne pustinje, koje se odlikuju temperaturama smrzavanja tijekom zime. Stoga su i temperatura i oborine ključni čimbenici u klasifikaciji regije kao pustinje. Koristi se nekoliko kriterija za klasifikaciju pustinjskih klima, prvenstveno se usredotočujući na godišnju količinu oborina i raspone temperatura.

Köppenov sustav klasifikacije klime široko je korištena metoda. On definira pustinjske klime kao one u kojima potencijalna evapotranspiracija (količina vode koja bi mogla ispariti i transpirirati s vegetacijske površine da je dostupno dovoljno vode) značajno premašuje oborine. Konkretno, pustinje se klasificiraju u dva glavna tipa:

• Vruće pustinje (BWh): Karakterizirane visokim prosječnim temperaturama, posebno tijekom ljeta.
• Hladne pustinje (BWk): Doživljavaju hladne zime sa značajnim razdobljima temperatura smrzavanja.

Drugi pristup uključuje postavljanje praga za godišnju količinu oborina. Regije koje primaju manje od 250 milimetara (10 inča) kiše godišnje općenito se smatraju pustinjama. Međutim, ova definicija može biti fleksibilna ovisno o temperaturi i drugim lokalnim čimbenicima.

Obrasci temperature u pustinjskim klimama

Obrasci temperature u pustinjama karakterizirani su ekstremnim dnevnim (dnevnim) i sezonskim varijacijama. To znači da pustinje mogu doživjeti nevjerojatno vruće dane praćene iznenađujuće hladnim noćima, te ljeta koja su drastično drugačija od zima. Te fluktuacije su posljedica nekoliko čimbenika:

• Nedostatak naoblake: Vedro nebo omogućuje intenzivno sunčevo zračenje tijekom dana, što dovodi do brzog zagrijavanja. Noću, odsutnost oblaka omogućuje toplini da brzo pobjegne u atmosferu, što rezultira značajnim hlađenjem.
• Niska vlažnost zraka: Suhi zrak ima manju sposobnost zadržavanja topline u usporedbi s vlažnim zrakom. To doprinosi brzim temperaturnim fluktuacijama.
• Rijetka vegetacija: Ograničeni vegetacijski pokrov znači da se manje energije koristi za evapotranspiraciju (proces kojim se voda prenosi s kopna u atmosferu isparavanjem iz tla i drugih površina te transpiracijom iz biljaka). Više energije je stoga dostupno za zagrijavanje površine zemlje.
• Sastav tla: Pjeskovita ili stjenovita tla uobičajena u pustinjama imaju nizak toplinski kapacitet, što znači da se brzo zagrijavaju i hlade.

Vruće pustinje (BWh)

Vruće pustinje, poput pustinje Sahare u sjevernoj Africi, Arapske pustinje na Bliskom istoku i pustinje Sonoran u Sjevernoj Americi, poznate su po svojoj ekstremnoj vrućini. Ključne karakteristike uključuju:

• Ekstremne dnevne temperature: Ljetne dnevne temperature mogu se popeti iznad 45°C (113°F), često prelazeći 50°C (122°F) u nekim područjima. Najviša zabilježena temperatura na Zemlji, 56,7°C (134°F), zabilježena je u Dolini smrti u Kaliforniji, vrućoj pustinji.
• Značajan dnevni raspon temperature: Dok su dnevne temperature nesnosne, noćne temperature mogu dramatično pasti, ponekad i za 20-30°C (36-54°F). To je zato što nedostatak vlage i naoblake omogućuje brzo radijacijsko hlađenje.
• Blage do tople zime: Zimske temperature su općenito blage do tople, rijetko padaju ispod nule, osim na višim nadmorskim visinama.
• Duga ljeta: Ljeta su produžena, često traju nekoliko mjeseci.

Primjer: U pustinji Sahari, prosječne temperature u srpnju mogu doseći 40°C (104°F) tijekom dana, padajući na oko 20°C (68°F) noću. Zimske temperature su obično oko 25°C (77°F) tijekom dana.

Hladne pustinje (BWk)

Hladne pustinje, poput pustinje Gobi u Mongoliji i Kini, Patagonske pustinje u Argentini i pustinje Velikog bazena u Sjedinjenim Državama, doživljavaju hladne zime sa značajnim razdobljima temperatura smrzavanja. Ključne karakteristike uključuju:

• Hladne zime: Zimske temperature redovito padaju ispod nule, često dostižući -20°C (-4°F) ili niže. Snijeg je uobičajen u mnogim hladnim pustinjama.
• Vruća ili topla ljeta: Ljetne temperature i dalje mogu biti prilično tople, iako su općenito niže od onih u vrućim pustinjama.
• Značajan dnevni raspon temperature: Slično vrućim pustinjama, hladne pustinje doživljavaju veliku razliku između dnevnih i noćnih temperatura.
• Relativno kratka ljeta: Topla sezona je kraća u usporedbi s vrućim pustinjama.

Primjer: U pustinji Gobi, prosječne siječanjske temperature mogu pasti na -25°C (-13°F), dok prosječne srpanjske temperature mogu doseći 20°C (68°F). Dnevni raspon temperature može biti značajan, posebno tijekom prijelaznih sezona (proljeća i jeseni).

Obrasci oborina u pustinjskim klimama

Nedostatak oborina je definirajuća karakteristika svih pustinjskih klima, ali vrijeme, oblik i pouzdanost kiše mogu značajno varirati. Razumijevanje ovih obrazaca ključno je za razumijevanje pustinjskih ekosustava i izazova života u tim okruženjima.

Niska godišnja količina oborina

Kao što je ranije spomenuto, pustinje se općenito definiraju kao regije koje primaju manje od 250 milimetara (10 inča) oborina godišnje. Međutim, neke pustinje primaju čak i manje od toga. Pustinja Atacama u Čileu, na primjer, smatra se najsušom ne-polarnom pustinjom na Zemlji, s nekim područjima koja praktički ne primaju kišu godinama ili čak desetljećima.

Nepredvidivi obrasci oborina

Kiša u pustinjama je često vrlo promjenjiva i nepredvidiva. Godine suše mogu biti praćene razdobljima intenzivnih kiša, što dovodi do bujičnih poplava. Ova nepredvidivost otežava prilagodbu i biljkama i životinjama. U Sahari, na primjer, neka područja možda neće imati kiše nekoliko godina, nakon čega slijedi jedan intenzivan kišni događaj koji privremeno oživljava pustinjski krajolik.

Oblik oborina

Oblik oborina (kiša, snijeg, susnježica ili tuča) ovisi o temperaturnom režimu pustinje. U vrućim pustinjama, kiša je primarni oblik oborina. U hladnim pustinjama, snijeg je uobičajen tijekom zimskih mjeseci. Neke pustinje mogu doživjeti kombinaciju kiše i snijega, ovisno o sezoni i nadmorskoj visini.

Vrste oborina u pustinjama

Mehanizmi koji pokreću kišu u pustinjama mogu varirati:

• Konvekcijske oborine: Nastaju kada se tlo zagrije, uzrokujući da se zrak diže, hladi i kondenzira u oblake, što dovodi do kiše. Konvekcijske oborine su uobičajene u vrućim pustinjama tijekom ljetnih mjeseci.
• Orografske oborine: Nastaju kada je zrak prisiljen dizati se preko planina. Kako se zrak diže, hladi se i kondenzira, što dovodi do kiše na privjetrinskoj strani planine. Zavjetrinska strana planine prima malo ili nimalo kiše, stvarajući pustinju u kišnoj sjeni. Pustinja Atacama je primjer pustinje u kišnoj sjeni, jer se nalazi u kišnoj sjeni Anda.
• Frontalne oborine: Nastaju kada se hladna zračna masa susretne s toplom zračnom masom. Hladna zračna masa prisiljava toplu zračnu masu da se diže, hladi i kondenzira, što dovodi do kiše. Frontalne oborine su češće u pustinjama srednjih geografskih širina, kao što je pustinja Velikog bazena.

Različiti tipovi pustinja

Pustinje nisu monolitni entiteti. Mogu se klasificirati na temelju različitih čimbenika, uključujući geografski položaj, temperaturne režime i dominantne tipove vegetacije. Razumijevanje ovih različitih tipova pomaže uvažavanju raznolikosti pustinjskih okruženja diljem svijeta.

Prema geografskom položaju

• Suptropske pustinje: Smještene u blizini Rakove i Jarčeve obratnice, ove pustinje karakteriziraju visoke temperature i niska količina oborina. Primjeri uključuju pustinju Saharu, Arapsku pustinju i pustinju Kalahari.
• Obalne pustinje: Smještene uz obale, ove pustinje su pod utjecajem hladnih oceanskih struja, koje stvaraju stabilne atmosferske uvjete i suzbijaju kišu. Primjeri uključuju pustinju Atacama i pustinju Namib.
• Pustinje u kišnoj sjeni: Smještene na zavjetrinskoj strani planinskih lanaca, ove pustinje primaju vrlo malo kiše zbog efekta kišne sjene. Primjeri uključuju pustinju Atacama (djelomično) i pustinje istočno od Sierra Nevade u Sjedinjenim Državama.
• Pustinje srednjih geografskih širina: Smještene u unutrašnjosti kontinenata, ove pustinje doživljavaju vruća ljeta i hladne zime. Primjeri uključuju pustinju Gobi, Patagonsku pustinju i pustinju Velikog bazena.
• Polarne pustinje: Iako se često zanemaruju, polarne regije se također mogu smatrati pustinjama zbog izuzetno niske razine oborina. Ova područja karakteriziraju temperature smrzavanja tijekom cijele godine i vrlo malo snijega. Primjeri uključuju dijelove Antarktike i Arktika.

Prema temperaturnom režimu

• Vruće pustinje (BWh): Kao što je ranije opisano, ove pustinje karakteriziraju visoke prosječne temperature, posebno tijekom ljeta.
• Hladne pustinje (BWk): Kao što je ranije opisano, ove pustinje doživljavaju hladne zime sa značajnim razdobljima temperatura smrzavanja.

Prema tipu vegetacije

• Pješčane pustinje: Dominiraju pješčane dine i relativno rijetka vegetacija.
• Stjenovite pustinje: Karakterizirane stjenovitim terenom i ograničenim tlom.
• Šljunčane pustinje: Prekrivene šljunkom i sitnim kamenjem.
• Slane pustinje: Karakterizirane visokim koncentracijama soli u tlu.

Prilagodbe na pustinjske klime

Unatoč teškim uvjetima, pustinje su dom iznenađujućem nizu biljaka i životinja koje su razvile izvanredne prilagodbe za preživljavanje u tim okruženjima. Te se prilagodbe mogu općenito podijeliti na:

Prilagodbe biljaka (kserofiti)

• Duboki korijenski sustavi: Za pristup podzemnoj vodi duboko ispod površine.
• Plitki, rašireni korijenski sustavi: Za brzo upijanje kiše prije nego što ispari.
• Smanjena površina lišća: Za smanjenje gubitka vode kroz transpiraciju. Primjeri uključuju malo lišće, bodlje ili potpuni nedostatak lišća.
• Debela, voštana kutikula: Za smanjenje gubitka vode s površine biljke.
• Skladištenje vode: Sukulenti, kao što su kaktusi, pohranjuju vodu u svojim stabljikama ili lišću.
• Tolerancija na sušu: Sposobnost preživljavanja dugih razdoblja bez vode.
• Efemeroidnost: Neke pustinjske biljke su efemeroidi, što znači da dovršavaju svoj životni ciklus u kratkom vremenu nakon kiše, proizvodeći sjeme koje može preživjeti godinama do sljedećeg kišnog događaja.

Prilagodbe životinja

• Noćno ponašanje: Kako bi se izbjegla ekstremna vrućina dana. Mnoge pustinjske životinje aktivne su samo noću.
• Ukopavanje: Za bijeg od vrućine i vlage s površine.
• Očuvanje vode: Životinje su razvile različite mehanizme za očuvanje vode, poput proizvodnje koncentriranog urina i izmeta.
• Metabolička voda: Neke životinje mogu dobiti vodu iz hrane putem metaboličkih procesa.
• Tolerancija na toplinu: Sposobnost podnošenja visokih tjelesnih temperatura.
• Kamuflaža: Za stapanje s pustinjskim okolišem i izbjegavanje predatora.

Primjeri: Deve u pustinji Sahari mogu preživjeti dugo bez vode zahvaljujući svojoj sposobnosti pohranjivanja vode u tkivima i učinkovitoj funkciji bubrega. Klokanski štakori u sjevernoameričkim pustinjama mogu preživjeti bez pijenja vode dobivajući svu potrebnu vodu iz hrane. Pustinjska lisica (fenek), porijeklom iz Sahare, ima velike uši koje pomažu u rasipanju topline.

Dezertifikacija i klimatske promjene

Dezertifikacija, proces kojim se plodno tlo pretvara u pustinju, veliki je ekološki izazov, posebno u sušnim i polusušnim regijama. Klimatske promjene pogoršavaju dezertifikaciju kroz:

• Povećane temperature: Više temperature dovode do povećanog isparavanja i sušnijih uvjeta.
• Promjene u obrascima oborina: Klimatske promjene mogu izmijeniti obrasce kiše, što dovodi do češćih i težih suša u nekim područjima.
• Degradacija tla: Neodržive prakse upravljanja zemljištem, poput prekomjerne ispaše i krčenja šuma, mogu doprinijeti dezertifikaciji.

Posljedice dezertifikacije su teške, uključujući:

• Gubitak poljoprivrednog zemljišta: Smanjenje sigurnosti hrane.
• Nestašica vode: Pogoršanje vodnog stresa u već sušnim regijama.
• Povećano siromaštvo: Raseljavanje stanovništva i narušavanje sredstava za život.
• Pješčane oluje: Doprinos zagađenju zraka i zdravstvenim problemima.

Rješavanje dezertifikacije zahtijeva višestruki pristup, uključujući:

• Održivo upravljanje zemljištem: Primjena praksi koje sprječavaju eroziju tla i promiču zdravlje tla.
• Očuvanje vode: Učinkovitije korištenje vodnih resursa.
• Pošumljavanje i ozelenjavanje: Sadnja drveća kako bi se stabiliziralo tlo i povećala količina kiše.
• Ublažavanje klimatskih promjena: Smanjenje emisija stakleničkih plinova kako bi se usporila stopa globalnog zatopljenja.

Zaključak

Pustinjske klime, sa svojim ekstremnim temperaturnim varijacijama i oskudnim oborinama, predstavljaju jedinstvene izazove i prilike. Razumijevanje složene interakcije temperature, oborina i drugih okolišnih čimbenika ključno je za shvaćanje pustinjskih ekosustava i rješavanje izazova dezertifikacije. Proučavanjem prilagodbi biljaka i životinja na ova surova okruženja te primjenom održivih praksi upravljanja zemljištem, možemo bolje zaštititi ove vrijedne ekosustave i zajednice koje o njima ovise.

Budućnost pustinjskih regija ovisi o našoj sposobnosti ublažavanja klimatskih promjena i promicanja održivog razvoja. Radeći zajedno, možemo osigurati da ova jedinstvena i krhka okruženja nastave napredovati za generacije koje dolaze.

Daljnje istraživanje

Da biste saznali više o pustinjskim klimama, razmislite o istraživanju sljedećih resursa:

• Konvencija Ujedinjenih naroda za borbu protiv dezertifikacije (UNCCD)
• Svjetska meteorološka organizacija (WMO)
• National Geographic
• Znanstveni časopisi o klimatologiji i ekologiji