ภูมิอากาศแบบเทือกเขาแอลป์
ภูมิอากาศแบบอัลไพน์ เป็น ภูมิอากาศทั่วไปสำหรับพื้นที่สูงกว่าแนวต้นไม้ซึ่งต้นไม้ไม่สามารถเจริญเติบโตได้เนื่องจากความหนาวเย็น ภูมิอากาศนี้เรียกอีกอย่างว่าภูมิอากาศบนภูเขาหรือภูมิอากาศบนที่สูง
คำนิยาม
ภูมิอากาศแบบเทือกเขาแอลป์มีนิยามหลายแบบ
ในการจำแนกภูมิอากาศแบบ Köppenภูมิอากาศแบบเทือกเขาแอลป์และภูเขาจัดอยู่ในกลุ่มEร่วมกับภูมิอากาศแบบขั้วโลกซึ่งไม่มีเดือนใดที่มีอุณหภูมิ เฉลี่ย สูงกว่า10 °C (50 °F ) [ 1 ]
ตาม ระบบ เขตชีวิตของโฮลดริดจ์มีสภาพภูมิอากาศบนภูเขาสองแบบที่ไม่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของต้นไม้ :
ก) ภูมิอากาศแบบอัลไพน์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิชีวภาพ เฉลี่ย ของสถานที่นั้นอยู่ระหว่าง1.5 ถึง 3 องศาเซลเซียส (34.7 ถึง 37.4 องศาฟาเรนไฮต์)ภูมิอากาศแบบอัลไพน์ในระบบของโฮลดริดจ์นั้นเทียบเท่ากับ ภูมิอากาศ แบบทุนดรา ที่อบอุ่นที่สุด (ET) ในระบบของเคิปเปน โดยประมาณ
b) ภูมิอากาศแบบอัลวาร์ ซึ่งเป็นภูมิอากาศบนภูเขาที่หนาวที่สุด เนื่องจากอุณหภูมิชีวภาพอยู่ระหว่าง 0 °C ถึง 1.5 °C (อุณหภูมิชีวภาพไม่สามารถต่ำกว่า 0 °C ได้) ภูมิอากาศแบบนี้เทียบได้กับภูมิอากาศแบบทุนดราที่หนาวที่สุด และภูมิอากาศแบบธารน้ำแข็ง (EF) ด้วยเช่นกัน
Holdrige ให้เหตุผลว่าผลผลิตขั้นต้นสุทธิของพืชจะหยุดลงเมื่อพืชเข้าสู่ภาวะพักตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า0 °C (32 °F)และสูงกว่า30 °C (86 °F) [ 2 ] ดังนั้นเขาจึงกำหนดอุณหภูมิชีวภาพเป็นค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิทั้งหมด แต่ปรับอุณหภูมิทั้งหมดที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งและสูงกว่า 30 °C ให้เป็น 0 °C กล่าวคือ ผลรวมของอุณหภูมิที่ไม่ได้รับการปรับจะถูกหารด้วยจำนวนของอุณหภูมิทั้งหมด (รวมทั้งอุณหภูมิที่ปรับแล้วและไม่ได้รับการปรับ)
ความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศบนเทือกเขาแอลป์ตลอดทั้งปีขึ้นอยู่กับละติจูดของสถานที่ สำหรับสถานที่ในเขตร้อนชื้น เช่น ยอดเขาเมานาโลอาอุณหภูมิจะคงที่โดยประมาณตลอดทั้งปี[ 3 ]สำหรับสถานที่ในละติจูดกลาง เช่นภูเขาวอชิงตันในนิวแฮมป์เชียร์อุณหภูมิจะแปรผันตามฤดูกาล แต่ไม่เคยร้อนมากนัก[ 4 ] [ 5 ]
สาเหตุ
โปรไฟล์อุณหภูมิของบรรยากาศเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างการแผ่รังสีและการพาความร้อนแสงแดดในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ตกกระทบพื้นดินและทำให้พื้นดินร้อนขึ้น จากนั้นพื้นดินจะทำให้อากาศที่พื้นผิวร้อนขึ้น หากการแผ่รังสีเป็นเพียงวิธีเดียวในการถ่ายเทความร้อนจากพื้นดินไปยังอวกาศปรากฏการณ์เรือนกระจกของก๊าซในบรรยากาศจะทำให้พื้นดินมีอุณหภูมิประมาณ333 K (60 °C; 140 °F)และอุณหภูมิจะลดลงแบบเอกซ์โปเนนเชียลตามความสูง[ 6 ]
อย่างไรก็ตาม เมื่ออากาศร้อน อากาศจะขยายตัว ทำให้ความหนาแน่นลดลง ดังนั้นอากาศร้อนจึงมีแนวโน้มที่จะลอยขึ้นและถ่ายเทความร้อนขึ้นไปด้านบน นี่คือกระบวนการพาความร้อนการพาความร้อนจะเข้าสู่สมดุลเมื่อมวลอากาศที่ระดับความสูงที่กำหนดมีความหนาแน่นเท่ากับสิ่งแวดล้อม อากาศเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี ดังนั้นมวลอากาศจะลอยขึ้นและลงโดยไม่แลกเปลี่ยนความร้อน นี่เรียกว่ากระบวนการอะเดียแบติกซึ่งมีเส้นโค้งความดัน-อุณหภูมิที่เป็นลักษณะเฉพาะ เมื่อความดันลดลง อุณหภูมิจะลดลง อัตราการลดลงของอุณหภูมิเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้นเรียกว่าอัตราการลดลงของอุณหภูมิแบบอะเดียแบติกซึ่งอยู่ที่ประมาณ 9.8 °C ต่อกิโลเมตร (หรือ 5.4 °F ต่อ 1000 ฟุต) ของระดับความสูง[ 6 ]
การมีน้ำอยู่ในชั้นบรรยากาศทำให้กระบวนการพาความร้อนซับซ้อนขึ้น ไอน้ำมีพลังงานความร้อนแฝงของการระเหยเมื่ออากาศลอยขึ้นและเย็นลง ในที่สุดอากาศก็จะอิ่มตัวและไม่สามารถกักเก็บไอน้ำได้ ไอน้ำจะควบแน่น (ก่อตัวเป็นเมฆ ) และปล่อยความร้อนออกมา ซึ่งจะเปลี่ยนอัตราการลดลงของอุณหภูมิจากอัตราการลดลงของอุณหภูมิแบบอะเดียแบติกแห้งไปเป็นอัตราการลดลงของอุณหภูมิแบบอะเดียแบติกชื้น (5.5 °C ต่อกิโลเมตร หรือ 3 °F ต่อ 1,000 ฟุต) [ 7 ]อัตราการลดลงของอุณหภูมิที่แท้จริง เรียกว่าอัตราการลดลงของอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมไม่คงที่ (อาจผันผวนตลอดทั้งวันหรือตามฤดูกาลและภูมิภาค) แต่อัตราการลดลงของอุณหภูมิปกติคือ 5.5 °C ต่อ 1,000 เมตร (3.57 °F ต่อ 1,000 ฟุต) [ 8 ] [ 9 ]ดังนั้น การขึ้นไปบนภูเขา สูง 100 เมตร (330 ฟุต) จึงเทียบเท่ากับการเคลื่อนที่ ไปทางขั้วโลก ประมาณ 80 กิโลเมตร (50 ไมล์ หรือ 0.75° ของละติจูด ) [ 10 ]อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์นี้เป็นเพียงค่าประมาณเท่านั้น เนื่องจากปัจจัยในท้องถิ่น เช่น ความใกล้ชิดกับมหาสมุทรสามารถเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้อย่างมาก[ 11 ]เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น รูปแบบหลักของปริมาณน้ำฝนจะกลายเป็นหิมะและลมจะแรงขึ้น อุณหภูมิจะลดลงอย่างต่อเนื่องจนถึงชั้นโทรโปสเฟียร์ที่ ระดับความสูง 11,000 เมตร (36,000 ฟุต)ซึ่งอุณหภูมิจะไม่ลดลงอีกต่อไป ระดับความสูงนี้สูงกว่ายอดเขาสูงสุด
การกระจาย

แม้ว่าการจำแนกประเภทภูมิอากาศนี้จะครอบคลุมเพียงส่วนเล็ก ๆ ของพื้นผิวโลก แต่ภูมิอากาศแบบอัลไพน์ก็มีการกระจายตัวอย่างกว้างขวาง พื้นที่ภูเขาที่มีภูมิอากาศแบบอัลไพน์ ได้แก่: [ 12 ]
- เอเชีย
- ยุโรป
- อเมริกาใต้
- อเมริกาเหนือ
- เทือกเขาเซียร์ราเนวาดาในแคลิฟอร์เนีย
- เทือกเขาแคสเคด
- เทือกเขาร็อกกี้
- เทือกเขาทอร์นแกตประเทศแคนาดา
- แนวภูเขาไฟทรานส์เม็กซิกัน
- แอฟริกา
- โอเชียเนีย
- ที่ราบสูงนิวกินี
- เทือกเขาแอลป์ตอนใต้ของนิวซีแลนด์
- แทสเมเนีย
- ภูเขาปิโกในมหาสมุทรแอตแลนติก[ 14 ]
- เมานาโลอาในมหาสมุทรแปซิฟิก[ 15 ]

ระดับความสูงต่ำสุดของภูมิอากาศแบบอัลไพน์จะแตกต่างกันอย่างมากตามละติจูด หากกำหนดภูมิอากาศแบบอัลไพน์โดยแนวต้นไม้ ภูมิอากาศดังกล่าวจะเกิดขึ้นที่ระดับความสูงต่ำสุด650 เมตร (2,130 ฟุต)ที่ละติจูด 68°N ในสวีเดน[ 16 ]ในขณะที่บนภูเขาคิลิมันจาโรในแทนซาเนีย แนวต้นไม้จะอยู่ที่ระดับความสูง3,950 เมตร (12,960 ฟุต ) [ 16 ]