Tuksneša klimats: Izpratne par temperatūras un nokrišņu modeļiem visā pasaulē

Tuksneša klimats, ko raksturo ekstrēms sausums un unikālas temperatūras svārstības, klāj ievērojamu Zemes sauszemes daļu. Lai arī šķietami neauglīgas, šīs vides ir mājvieta daudzveidīgām ekosistēmām un demonstrē apbrīnojamu pielāgošanos skarbiem apstākļiem. Šajā visaptverošajā rokasgrāmatā tiek pētītas tuksneša klimata nianses, koncentrējoties uz temperatūras un nokrišņu modeļiem, dažādiem tuksnešu veidiem, kā arī izaicinājumiem un iespējām, ko sniedz šīs sausās ainavas.

Kas definē tuksneša klimatu?

Tuksneša klimata noteicošā iezīme ir ārkārtīgi zemais nokrišņu daudzums. Lai gan populārais tuksneša tēls ir saistīts ar svelmainu karstumu, ne visi tuksneši ir karsti. Pastāv arī aukstie tuksneši, kas izceļas ar sasalšanas temperatūru ziemā. Tāpēc gan temperatūra, gan nokrišņi ir galvenie faktori, lai reģionu klasificētu kā tuksnesi. Tuksneša klimata klasificēšanai tiek izmantoti vairāki kritēriji, galvenokārt koncentrējoties uz gada nokrišņu daudzumu un temperatūras diapazoniem.

Köppena klimata klasifikācijas sistēma ir plaši izmantota metode. Tā definē tuksneša klimatu kā tādu, kur potenciālā evapotranspirācija (ūdens daudzums, kas varētu iztvaikot un transpirēt no veģetācijas segtas virsmas, ja būtu pieejams pietiekams ūdens daudzums) ievērojami pārsniedz nokrišņus. Konkrēti, tuksneši tiek iedalīti divos galvenajos tipos:

• Karstie tuksneši (BWh): Raksturojas ar augstu vidējo temperatūru, īpaši vasarā.
• Aukstie tuksneši (BWk): Piedzīvo aukstas ziemas ar ievērojamiem sasalšanas temperatūras periodiem.

Cita pieeja ietver gada nokrišņu daudzuma sliekšņa noteikšanu. Reģioni, kuros gadā nokrišņu daudzums ir mazāks par 250 milimetriem (10 collām), parasti tiek uzskatīti par tuksnešiem. Tomēr šī definīcija var būt elastīga atkarībā no temperatūras un citiem vietējiem faktoriem.

Temperatūras modeļi tuksneša klimatā

Temperatūras modeļi tuksnešos raksturojas ar ekstrēmām diennakts un sezonālām svārstībām. Tas nozīmē, ka tuksnešos var piedzīvot neticami karstas dienas, kam seko pārsteidzoši aukstas naktis, un vasaras, kas krasi atšķiras no ziemām. Šīs svārstības ir saistītas ar vairākiem faktoriem:

• Mākoņu segas trūkums: Skaidras debesis ļauj intensīvai saules radiācijai sasniegt zemi dienas laikā, izraisot strauju sasilšanu. Naktī mākoņu neesamība ļauj siltumam ātri izkliedēties atmosfērā, radot ievērojamu atdzišanu.
• Zems mitrums: Sausam gaisam ir mazāka spēja saglabāt siltumu, salīdzinot ar mitru gaisu. Tas veicina straujas temperatūras svārstības.
• Veģetācijas trūkums: Ierobežotā veģetācijas sega nozīmē, ka mazāk enerģijas tiek izmantots evapotranspirācijai (process, kurā ūdens tiek pārnests no zemes uz atmosfēru, iztvaikojot no augsnes un citām virsmām, un transpirējot no augiem). Tādējādi vairāk enerģijas ir pieejams zemes virsmas sildīšanai.
• Augsnes sastāvs: Tuksnešos bieži sastopamajām smilšainajām vai akmeņainajām augsnēm ir zema siltumietilpība, kas nozīmē, ka tās ātri uzsilst un atdziest.

Karstie tuksneši (BWh)

Karstie tuksneši, piemēram, Sahāras tuksnesis Ziemeļāfrikā, Arābijas tuksnesis Tuvajos Austrumos un Sonoras tuksnesis Ziemeļamerikā, ir pazīstami ar savu ekstrēmo karstumu. Galvenās īpašības ietver:

• Ekstrēma dienas temperatūra: Vasaras dienas temperatūra var pārsniegt 45°C (113°F), dažos apgabalos bieži pārsniedzot 50°C (122°F). Augstākā reģistrētā temperatūra uz Zemes, 56,7°C (134°F), tika fiksēta Nāves ielejā, Kalifornijā, kas ir karstais tuksnesis.
• Ievērojams diennakts temperatūras diapazons: Lai gan dienas temperatūra ir svelmaina, nakts temperatūra var krasi pazemināties, dažkārt pat par 20-30°C (36-54°F). Tas ir tāpēc, ka mitruma un mākoņu segas trūkums ļauj ātri notikt radiatīvai atdzišanai.
• Maigas līdz siltas ziemas: Ziemas temperatūra parasti ir maiga līdz silta, reti nokrītot zem sasalšanas punkta, izņemot augstākās vietās.
• Garas vasaras: Vasaras ir ilgstošas, bieži ilgst vairākus mēnešus.

Piemērs: Sahāras tuksnesī vidējā jūlija temperatūra dienā var sasniegt 40°C (104°F), naktī nokrītot līdz aptuveni 20°C (68°F). Ziemas temperatūra dienā parasti ir ap 25°C (77°F).

Aukstie tuksneši (BWk)

Aukstie tuksneši, piemēram, Gobi tuksnesis Mongolijā un Ķīnā, Patagonijas tuksnesis Argentīnā un Lielā Baseina tuksnesis Amerikas Savienotajās Valstīs, piedzīvo aukstas ziemas ar ievērojamiem sasalšanas temperatūras periodiem. Galvenās īpašības ietver:

• Aukstas ziemas: Ziemas temperatūra regulāri nokrīt zem sasalšanas punkta, bieži sasniedzot -20°C (-4°F) vai zemāku. Sniegputenis ir bieži sastopams daudzos aukstajos tuksnešos.
• Karstas vai siltas vasaras: Vasaras temperatūra joprojām var būt diezgan silta, lai gan tā parasti ir zemāka nekā karstajos tuksnešos.
• Ievērojams diennakts temperatūras diapazons: Līdzīgi kā karstajos tuksnešos, arī aukstajos tuksnešos ir liela atšķirība starp dienas un nakts temperatūru.
• Salīdzinoši īsas vasaras: Siltais periods ir īsāks nekā karstajos tuksnešos.

Piemērs: Gobi tuksnesī vidējā janvāra temperatūra var pazemināties līdz -25°C (-13°F), savukārt vidējā jūlija temperatūra var sasniegt 20°C (68°F). Diennakts temperatūras diapazons var būt ievērojams, īpaši starpsezonās (pavasarī un rudenī).

Nokrišņu modeļi tuksneša klimatā

Nokrišņu trūkums ir visu tuksnešu klimatu noteicošā iezīme, taču nokrišņu laiks, forma un uzticamība var ievērojami atšķirties. Šo modeļu izpratne ir būtiska, lai saprastu tuksnešu ekosistēmas un dzīves izaicinājumus šajās vidēs.

Zems gada nokrišņu daudzums

Kā minēts iepriekš, tuksneši parasti tiek definēti kā reģioni, kuros gadā nokrišņu daudzums ir mazāks par 250 milimetriem (10 collām). Tomēr daži tuksneši saņem pat mazāk par šo daudzumu. Piemēram, Atakamas tuksnesis Čīlē tiek uzskatīts par sausāko nepolāro tuksnesi uz Zemes, kur dažos apgabalos nokrišņu praktiski nav gadiem vai pat gadu desmitiem.

Neprognozējami nokrišņu modeļi

Nokrišņi tuksnešos bieži ir ļoti mainīgi un neprognozējami. Sausuma gadiem var sekot intensīvu nokrišņu periodi, kas izraisa pēkšņus plūdus. Šī neprognozējamība apgrūtina pielāgošanos gan augiem, gan dzīvniekiem. Piemēram, Sahārā dažās vietās lietus var nebūt vairākus gadus, kam seko viens intensīvs nokrišņu notikums, kas uz laiku atdzīvina tuksneša ainavu.

Nokrišņu forma

Nokrišņu forma (lietus, sniegs, slapjš sniegs vai krusa) ir atkarīga no tuksneša temperatūras režīma. Karstajos tuksnešos lietus ir galvenā nokrišņu forma. Aukstajos tuksnešos ziemas mēnešos ir bieži sastopams sniegs. Dažos tuksnešos var būt gan lietus, gan sniegs, atkarībā no sezonas un augstuma.

Nokrišņu veidi tuksnešos

Mehānismi, kas izraisa nokrišņus tuksnešos, var atšķirties:

• Konvekcionālie nokrišņi: Tie rodas, kad zeme uzsilst, liekot gaisam celties, atdzist un kondensēties mākoņos, kas noved pie nokrišņiem. Konvekcionālie nokrišņi ir bieži sastopami karstajos tuksnešos vasaras mēnešos.
• Orogrāfiskie nokrišņi: Tie rodas, kad gaiss ir spiests celties pāri kalniem. Gaisam ceļoties, tas atdziest un kondensējas, izraisot nokrišņus kalna vēja pusē. Kalna aizvēja pusē nokrišņu ir maz vai nav vispār, veidojot lietus ēnas tuksnesi. Atakamas tuksnesis ir lietus ēnas tuksneša piemērs, jo tas atrodas Andu kalnu lietus ēnā.
• Frontālie nokrišņi: Tie rodas, kad auksta gaisa masa satiekas ar siltu gaisa masu. Aukstā gaisa masa liek siltajai gaisa masai celties, atdzist un kondensēties, izraisot nokrišņus. Frontālie nokrišņi ir biežāk sastopami vidējo platuma grādu tuksnešos, piemēram, Lielā Baseina tuksnesī.

Dažādi tuksnešu veidi

Tuksneši nav monolītas vienības. Tos var klasificēt, pamatojoties uz dažādiem faktoriem, tostarp ģeogrāfisko atrašanās vietu, temperatūras režīmiem un dominējošiem veģetācijas veidiem. Izpratne par šiem dažādajiem veidiem palīdz novērtēt tuksnešu vidi daudzveidību visā pasaulē.

Pēc ģeogrāfiskās atrašanās vietas

• Subtropu tuksneši: Atrodas netālu no Vēža un Mežāža tropiem, šos tuksnešus raksturo augsta temperatūra un zems nokrišņu daudzums. Piemēri ir Sahāras tuksnesis, Arābijas tuksnesis un Kalahari tuksnesis.
• Piekrastes tuksneši: Atrodas gar piekrastēm, šos tuksnešus ietekmē aukstas okeāna straumes, kas rada stabilus atmosfēras apstākļus un nomāc nokrišņus. Piemēri ir Atakamas tuksnesis un Namiba tuksnesis.
• Lietus ēnas tuksneši: Atrodas kalnu grēdu aizvēja pusē, šie tuksneši saņem ļoti maz nokrišņu lietus ēnas efekta dēļ. Piemēri ir Atakamas tuksnesis (daļēji) un tuksneši uz austrumiem no Sjerranevadas Amerikas Savienotajās Valstīs.
• Vidējo platuma grādu tuksneši: Atrodas kontinentu iekšienē, šie tuksneši piedzīvo karstas vasaras un aukstas ziemas. Piemēri ir Gobi tuksnesis, Patagonijas tuksnesis un Lielā Baseina tuksnesis.
• Polārie tuksneši: Lai gan bieži tiek ignorēti, polārie reģioni arī var tikt uzskatīti par tuksnešiem to ārkārtīgi zemā nokrišņu līmeņa dēļ. Šīs teritorijas raksturo sasalšanas temperatūra visa gada garumā un ļoti maz sniega. Piemēri ir daļas no Antarktīdas un Arktikas.

Pēc temperatūras režīma

• Karstie tuksneši (BWh): Kā aprakstīts iepriekš, šos tuksnešus raksturo augsta vidējā temperatūra, īpaši vasarā.
• Aukstie tuksneši (BWk): Kā aprakstīts iepriekš, šie tuksneši piedzīvo aukstas ziemas ar ievērojamiem sasalšanas temperatūras periodiem.

Pēc veģetācijas veida

• Smilšu tuksneši: Dominē smilšu kāpas un salīdzinoši reta veģetācija.
• Akmeņu tuksneši: Raksturojas ar akmeņainu reljefu un ierobežotu augsni.
• Grants tuksneši: Pārklāti ar granti un maziem akmeņiem.
• Sāls tuksneši: Raksturojas ar augstu sāls koncentrāciju augsnē.

Pielāgošanās tuksneša klimatam

Neskatoties uz skarbajiem apstākļiem, tuksneši ir mājvieta pārsteidzošam augu un dzīvnieku klāstam, kas ir attīstījuši apbrīnojamas adaptācijas, lai izdzīvotu šajās vidēs. Šīs adaptācijas var plaši iedalīt:

Augu adaptācijas (Kserofīti)

• Dziļas sakņu sistēmas: Lai piekļūtu gruntsūdeņiem dziļi zem virsmas.
• Seklas, plašas sakņu sistēmas: Lai ātri absorbētu lietus ūdeni, pirms tas iztvaiko.
• Samazināta lapu virsma: Lai samazinātu ūdens zudumu transpirācijas ceļā. Piemēri ir mazas lapas, ērkšķi vai lapu neesamība.
• Bieza, vaskota kutikula: Lai samazinātu ūdens zudumu no auga virsmas.
• Ūdens uzkrāšana: Sukulenti, piemēram, kaktusi, uzkrāj ūdeni savos stublājos vai lapās.
• Sausuma tolerance: Spēja izdzīvot ilgus periodus bez ūdens.
• Efemeralitāte: Daži tuksneša augi ir efemēri, kas nozīmē, ka tie pabeidz savu dzīves ciklu īsā laika posmā pēc lietus, radot sēklas, kas var izdzīvot gadiem ilgi līdz nākamajam lietus notikumam.

Dzīvnieku adaptācijas

• Nakts dzīvesveids: Lai izvairītos no dienas ekstrēmā karstuma. Daudzi tuksneša dzīvnieki ir aktīvi tikai naktī.
• Rakšanās alās: Lai izvairītos no virsmas karstuma un mitruma.
• Ūdens taupīšana: Dzīvnieki ir attīstījuši dažādus mehānismus ūdens taupīšanai, piemēram, ražojot koncentrētu urīnu un fekālijas.
• Metaboliskais ūdens: Daži dzīvnieki var iegūt ūdeni no barības metabolisko procesu ceļā.
• Karstuma tolerance: Spēja izturēt augstu ķermeņa temperatūru.
• Kamuflāža: Lai saplūstu ar tuksneša vidi un izvairītos no plēsējiem.

Piemēri: Kamieļi Sahāras tuksnesī var izdzīvot ilgus periodus bez ūdens, pateicoties spējai uzkrāt ūdeni savos audos un efektīvai nieru funkcijai. Kenguržurkas Ziemeļamerikas tuksnešos var izdzīvot, nedzerot ūdeni, iegūstot visu nepieciešamo ūdeni no barības. Feneka lapsa, kas mīt Sahārā, ir ar lielām ausīm, kas palīdz izkliedēt siltumu.

Pārtuksnešošanās un klimata pārmaiņas

Pārtuksnešošanās, process, kurā auglīga zeme tiek pārveidota par tuksnesi, ir liels vides izaicinājums, īpaši sausos un pussausos reģionos. Klimata pārmaiņas saasina pārtuksnešošanos, izmantojot:

• Paaugstinātas temperatūras: Augstākas temperatūras noved pie palielinātas iztvaikošanas un sausākiem apstākļiem.
• Nokrišņu modeļu izmaiņas: Klimata pārmaiņas var mainīt nokrišņu modeļus, dažos apgabalos izraisot biežākus un smagākus sausuma periodus.
• Zemes degradācija: Neilgtspējīgas zemes apsaimniekošanas prakses, piemēram, pārmērīga noganīšana un mežu izciršana, var veicināt pārtuksnešošanos.

Pārtuksnešošanās sekas ir smagas, tostarp:

• Lauksaimniecības zemes zudums: Samazinot pārtikas nodrošinājumu.
• Ūdens trūkums: Saasinot ūdens stresu jau tā sausos reģionos.
• Nabadzības palielināšanās: Pārvietojot iedzīvotājus un izjaucot iztikas līdzekļus.
• Putekļu vētras: Veicinot gaisa piesārņojumu un veselības problēmas.

Pārtuksnešošanās risināšanai nepieciešama daudzpusīga pieeja, tostarp:

• Ilgtspējīga zemes apsaimniekošana: Ieviešot prakses, kas novērš augsnes eroziju un veicina augsnes veselību.
• Ūdens taupīšana: Efektīvāk izmantojot ūdens resursus.
• Atjaunošanas mežsaimniecība un apmežošana: Stādot kokus, lai palīdzētu stabilizēt augsni un palielinātu nokrišņu daudzumu.
• Klimata pārmaiņu mazināšana: Samazinot siltumnīcefekta gāzu emisijas, lai palēninātu globālās sasilšanas ātrumu.

Secinājums

Tuksneša klimats ar tā ekstrēmajām temperatūras svārstībām un retajiem nokrišņiem rada unikālus izaicinājumus un iespējas. Izpratne par sarežģīto mijiedarbību starp temperatūru, nokrišņiem un citiem vides faktoriem ir būtiska, lai izprastu tuksnešu ekosistēmas un risinātu pārtuksnešošanās problēmas. Pētot augu un dzīvnieku pielāgošanos šīm skarbajām vidēm un īstenojot ilgtspējīgas zemes apsaimniekošanas prakses, mēs varam labāk aizsargāt šīs vērtīgās ekosistēmas un kopienas, kas no tām ir atkarīgas.

Tuksneša reģionu nākotne ir atkarīga no mūsu spējas mazināt klimata pārmaiņas un veicināt ilgtspējīgu attīstību. Strādājot kopā, mēs varam nodrošināt, ka šīs unikālās un trauslās vides turpina plaukt nākamajām paaudzēm.

Tālāka izpēte

Lai uzzinātu vairāk par tuksneša klimatu, apsveriet iespēju izpētīt šādus resursus:

• Apvienoto Nāciju Organizācijas Konvencija par cīņu pret pārtuksnešošanos (UNCCD)
• Pasaules Meteoroloģijas organizācija (WMO)
• National Geographic
• Zinātniskie žurnāli par klimata zinātni un ekoloģiju