世界气候分类系统探索

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1、世界气候分类系统探索 世界气候分类系统探索 赖洪年1 赖瑞琴2 （1.河南大学 环境与规划学院，开封，475001； 2.中国农业大学 教务处，北京，100193） 摘摘 要要 本分类系统力求从长期积累的、容易获得的温度和降水等基本气候要素的逐月和年平均值出发，结合气候成因，客观、定量地划分世界气候为若干气候带和气候类型。根据需要，提出一些新的综合气候参量和气候指标作为划分的依据。关于气候带的划分，提出基础带温（T/）和复合带温（Z/）的概念，用以表示各地在气候分带中的位置。在近海平面上，将世界划分为三种气候大带和五种气候带：I 高纬度气候 1）寒带 Z7.5，2）亚寒带Z=7.512.5；I

2、I 中纬度气候 3）温带，Z=12.5T=12.5，4）亚热带，T=12.517.5；III 低纬度气候 5）热带 T17.5或纬度 20以下。 每个气候带内，再根据温度型、降水型的的不同划分出不同的的气候类型，寒带共划出两种类型，典型寒带气候、准寒带气候；亚寒带共划出两种类型，海洋性气候、大陆性气候；温带和亚热带各划出三种类型，干旱气候、西岸气候、东岸气候；热带共划出三种类型，干旱气候、干湿季气候和常湿气候。以上总共划出十三种气候类型，各带内的高地气候集中放在最后举例介绍。上述每种类型还可以根据气候条件的差别进一步区分。 关键词关键词 世界气候；气候分类；气候参量；气候指标 Key word

3、s climates of the world; climatic classification; climate parameters; climate indices 气候是重要的自然地理环境的组成要素。 世界气候直接关系着全球能量和水分的来源与 分配， 在生命层与环境的相互影响及其演变的过程中是一个重要的支配因素。 有意义的气候 分类应能很好地反映气候对生命层的制约作用， 提供对人类有利和不利的情况。 这对于研究 生物和人与环境之间的相互关系， 指导如何开发和利用目前全球并不充裕的食物资源和淡水 资源，做好科学的环境规划与管理，确保人类的持续生存和发展等方面均有重要的意义。 关于本分类系

4、统的建立和应用范围方面应明确两个问题。 首先应明确我们研究的是近代 的气候， 特别是具备有科学的气象观测以来直到当前这样一个不很长的时期内的气候。 做这 样的限定之后，影响气候的一些天文参量就可视为不变因子，或者可以将其变化略而不计。 其次，应明确我们研究的是属于较高层次的大气候的正常值（连续 30 年的统计值）及其周 年变化，着眼于世界气候的划分。做这样的限定之后，就可以确定我们应该选用哪些资料， 不宜选用哪些资料。当然，未选用的资料对进一步分析当地气候条件还是必不可少，十分有 用的。由于选用的资料很少，不要求详细的气候数据，难免会缺少一定的物理精确度，但当 气候数据不全时，仍然可以简便地应

5、用。 下面分两部分， 第一部分介绍基本气候参量与综合气候参量， 第二部分介绍气候带与气 候类型。 1 基本气候参量与综合气候参量基本气候参量与综合气候参量 气温和降水是生物生活和繁殖的重要因子， 是相对独立的两个重要的基本气候参量。 长 期以来， 全世界成千上万个气象台站经过几十年或百年以上的观测， 拥有连续的温度和降水通讯作者及通信地址：赖瑞琴， 资料可以利用。 我们就从经过整理的十二个月的月平均气温ti和月降水量ri以及年平均气温 t和年降水量r中再选择特别能显示气候特征和能反映气候成因的因子。 其中温度选择最高的月平均气温及所处月份，最低的月平均气温及所处月份。降水选择降水最少三个月的降

6、水量及所处季节，降水最少六个月的降水量M( )t im( )t im16rm16r以及年降水量。还有测站的海拔高度、纬度等作为分类的基本参量。从基本参量中又派生一些综合参量，下面介 绍几个重要的综合参量以便应用。 r h1.1 气温年较差和温度型 1.1 气温年较差和温度型 全年十二个月根据天文气候分为冷期和暖期。在本气候分类中，规定 49 月为北半球 的暖期和南半球的冷期，103 月为北半球的冷期和南半球的暖期。暖期又称夏半年，为太 阳直射该半球的时期；冷期又称冬半年，为太阳斜射该半球的时期。到达地面的太阳辐射的 周年变化是导致气温周年变化的根本原因，气温年较差则是描述气温周年变化的重要参量

7、。 1.1.1 气温年较差 1.1.1 气温年较差 气温年较差Mmdtt= 气温年较差表示气温周年变化离散趋势的量度。 当年较差较小时， 可以清晰显示当地的 气候特征和可能的形成条件，是中、高纬度重要的气候分类依据之一。 1.1.2 气温年较差的纬限 1.1.2 气温年较差的纬限 地面能够接受的太阳辐射的年变化随纬度的升高而增大， 气温年较差的上限也随纬度的 升高而增大，这种情形在中纬度十分清楚。距今 12000-6000 年前，北半球夏季太阳辐射比 现在多 8%，冬季少 8%，气温年较差的上限应比近代大。在近代气候条件下，气温年较差 正常值（）的上限与测站所处的纬度在数值上相当一致，记为d，

8、称为纬限。年较差虽然也有超过纬限的情形，但一般超出都不太多。在极圈内，由于持久的冰雪覆盖和永冻层的 存在，下垫面的性质有大的变化，年较差受纬度的影响不大。 1.1.3 气温年较差的纬限差 1.1.3 气温年较差的纬限差 气温年较差的纬限差=dd 气温年较差的纬限差表示年较差距上限还有多少。 在亚洲东部常见年较差趋近纬限的情 形， 从气候学的角度看属于极端， 但当纬度不高时， 从年较差的数值大小上看却反映不出来， 纬限差却可以清晰反映出这种情形。在区分不同的气候型时，可酌情选用年较差或纬限差。 1.1.4 温度型 1.1.4 温度型 温度型指气温周年变化的种类。 根据气温年较差的不同， 大体可区

9、分出两种属性不同的 温度型，一种是年较差小，温度年变化平缓。一种是纬限差小，温度年变化极端。属于极端 的情形中，有的年变化十分陡峭，有的并不陡峭，但已趋极端了。我们沿用传统上常用的海 洋性气候和大陆性气候称谓这两种不同的气候，但已赋予了新的含义。 海洋性和大陆性的分界年较差和纬度的关系： nd1）当50时 d25 n2）当50时 nd2d温度型的划分和代码见表 1。表中属性代码的下标字母 a、 、c 的次序和细分中年较差 或纬限差从小到大的次序，即海洋性或大陆性从强到弱的次序一致。 b表 1 温度型的划分 温度型 O 海洋性 nddK大陆性 ndd 纬 度 Oa 强海洋性 O b弱海洋性 Oc

10、 过渡性海洋性Kc 过渡性大陆性 K b弱大陆性 K a强大陆性50 d 8 d816 d1625d =25407tt8 （北半球） d2540 78tt （北半球） d40=2050 8 d816 d16 10 7tt8 （北半球） 10 78tt （北半球） 10在热带近海平面干旱气候的细分中，考虑到冷洋流的影响，采用区分出四种不同的温度型：强海洋性MtMt24；弱海洋性=24Mt28；弱大陆性=28Mt32；强大陆性 Mt32；分别用符号 O 、O 、K 、K表示，但其含义与前述中高纬度不同。 abba1.2 带温和气候带的划分 1.2 带温和气候带的划分 1.2.1 带温的概念 1.2

11、.1 带温的概念 一个地方十二个月的月平均气温的变化范围内，需要找出一个单独的温度数值，使能 代表该地方处于世界气候分带中的位置， 这样的代表值称为带温。 年平均气温虽然也在月平 均气温的变化范围内，但作为我们所需要的代表值并不合适。在高纬度，对气候带的划 分特别重要，在低纬度，对气候带的划分更重要，年平均气温不能表示出这种要求。 Mtmt 我们提出的带温有两种，基础带温（T/）和复合带温(Z/)。 1.2.2 基础带温 1.2.2 基础带温 设定当很低时，取T，当很高时取Mt=MtmtT =mt，在二者之间用变加权平均的方法 确定带温，在两头又恰能把二者联结起来，结果得到： 1）当0时，取

12、T MtMt 2）当21.7时，取 T mtmt3）当以上二条均不适合时，取M21.7 21.7tTd=+基础带温主要用于参考需水量的计算以及近地面层中纬度和低纬度T9.3时气候的 分带。 1.2.3 复合带温 1.2.3 复合带温 当最高月平均气温由0向0连续过渡的初始阶段，对生命层的影响仍很 重要，为使的权重变化更为平缓，定义复合带温为 MtMtMtMtZ1 2(+T ) Mt复合带温仅用于寒带、亚寒带至温带近地面层T9.3时气候带的划分。 基础带温和复合带温有下列性质： 1） 当0时，TZ; MtMt 2） 当0时，TZ； Mt 3） TZ mtMt 相邻气候带之间的转化常是渐变的，不能

13、截然分清，带温是连续计量数据，描述这种 变化比较方便。 1.2.4 气候带的划分 1.2.4 气候带的划分 带温的变化，在大趋势上和相邻气候带之间的转化比较一致，在局地范围内又和温度 的变化密切相关，能较好的代表各地方处于世界气候分带中的位置。在近海平面层，根据带 温由两极向赤道的递增和天气气候特征的差别， 将世界划分为三种气候大带， 三种大带又进 一步划出五种带。 I 高纬度气候 Z12.5 高纬度气候大带，纬度在 5060以上，包含两个气候带。 A 寒带 Z7.5 Z7.5约为北极锋、南极锋月平均位置的高纬界。 B 亚寒带 Z7.512.5 Z12.5约为北极锋、南极锋月平均位置的低纬界。

14、 II 中纬度气候 Z12.5T17.5 中纬度气候大带，纬度在 5060至 2030，包含两个气候带。 C 温带 Z12.5T12.5 T12.5约为对流层副高月平均位置的高纬界。 D 亚热带 T12.517.5 T17.5约为对流层副高的年平均位置。 III 低纬度气候 T17.5或纬度 20以下。 低纬度气候大带纬度在 2030以下，只含一个热带。 E 热带 T17.5或纬度 20以下。 以上各带，除热带跨南、北两半球为一整体外，其它带两半球各有一个。 近海平面层往上，由于温度随高度的上升而下降，按照前节中公式计算的带温也下降， 因而就不能真实表示该地方所处的带位， 这时可在气候带的代码

15、前添置附有下标的高地气候的代码表示与低地气候的区别，下标为海拔高度（km）的个位数。若这种差别尚未越出 带的范围，也可略去这种区别。 Hh1.3 参考需水量 1.3 参考需水量 1.3.1 参考需水量的概念和计算 1.3.1 参考需水量的概念和计算 参考需水量是根据当地的气候条件提出的一个标准水量，做为评价该地供水余缺和气 候的干湿程度的参考。 参考需水量与温度有关， 原因在于大气可容纳的水汽量与饱和水汽压 有关，而饱和水汽压可视为温度的单值函数，随气温的升高而迅速增大。参考需水量又与太 阳辐射有关， 地面接受的太阳辐射能是水分蒸发到空中的主要能量来源， 还是控制气温的主 导因子。 根据世界气候分类划分的要求，在大尺度范围、近海平面层，参考需水量（N/mm）除 与基础带温有关外，还与年较差有关。从基础带温的表达式 2） 、3）可知，当T一定时， 和d可同步升高，而升高将引起需水量的增加。除典型寒带以外，参考需水量可近似地 用下式表达： MtMtN64T（1+0.00016） 2d参考需水量是联结温度和水分的一座桥梁，是气候划分不可缺少的参量。 1.3.2 海拔高度对参考需水量的影响 1.3.2 海拔高度对参考需水量的影响 高度上升，温度一般是下降的，但碧空总辐射是增强的，通过温度计算的参考需水量 须乘