Klimaatpatronen en Ecozones

GEO2-4204
Klimaatpatronen
en
Ecozones
Vandaag
• Effecten klimaat op verwering-, erosie-,
waterbeschikbaarheid- en vegetatiepatronen
• Ecozones
• Remote Sensing
Waterbalans en
Bodemwatertekort
P = Ea + G + R
D = Ep – Ea
P = neerslag
Ea = actuele verdamping
Ep = potentiële verdamping (PET) (Potential
EvapoTranspiration)
G = berging (lange termijn: 0)
R = afstroming
D = bodemwatertekort (=irrigatiebehoefte)
Ariditeitsindex: Ep /P
Biomes
Ep ratio=
Ep/P
Verwering en Erosie
Fysische verwering
• Maakt van oorspronkelijk vast gesteente
steeds kleinere fragmenten
• Geen chemische verandering van het
materiaal
• Creëert nieuw en groter oppervlak voor
chemische verwering
• Resulteert vaak in hoekig materiaal
Oorzaken van fysische verwering
• Uitzetten en inkrimpen van water in breuken door
temperatuursveranderingen, vooral bij vries/dooi cycli.
• Spanning in het gesteente, door druk- of
temperatuurverschillen
Chemische verwering
• Chemische reactie (o.a. hydrolyse,
oxidatie, hydratie, oplossen)
• Vereist water en warmte
• Versterkt door zuren (organische zuren)
Verwering als een functie van temperatuur en vocht
fysisch
cold, dry
hot, wet
chemisch
Waarom treedt verwering op aan
het oppervlak?
Marsh and
Kaufman, 2013
Waarom treedt verwering op aan
het oppervlak?
• Temperatuursvariatie
• Vochtbeschikbaarheid
Marsh and
Kaufman, 2013
Erosie
•
•
•
•
Watererosie
Winderosie
Gletsjers
Massabewegingen
Erosie-energie
Marsh and
Kaufman, 2013
Erosiesnelheid
• Grote variatie in erosiesnelheid (5-5000
mm/1000 yr)
• Groter bij veel relief en steile hellingen
• Groter waar transportmedia overvloedig
aanwezig zijn
– Natte klimaten
– Winderige locaties
– Gletsjerdalen
• Vegetatie beschermt
– Landgebruiksverandering stimuleert erosie
Ruimtelijke Eenheden
• Hoe deel je in?
– Heldere criteria
– Totale oppervlak
– Niet te veel eenheden
Problemen bij indeling
• Veel (lokale) variatie
• Sommige verschijnselen kunnen niet
worden ingedeeld (bv relief, gesteente)
• Geen scherpe grenzen
• Ouderdom landschappen
Indeling,
Daarom
• (gedeeltelijk) arbitraire grenzen
• Variatie binnen eenheid blijft groot
Indeling
Maar toch
• Variatie binnen eenheid is ook
eigenschap
• Eenheden worden gekarakteriseerd door
‘gemiddelde’ situatie
• Precieze ligging van de grenzen
ondergeschikt
• Kwantitatieve beschrijving is niet meer
dan richtlijn
Ecozone
• Terrestrisch gebied waar de abiotische
geofactoren een uniek systeem vormen waarin
bepaalde vegetatietypes voorkomen en
verschillende dieren hun habitat hebben.
• Ook wel biome/bioom genoemd, maar dan is de
definitie meer gericht op vegetatie en fauna.
• Ecologisch: Ecozone is de hoogste klasse van de
biogeografische onderverdeling van het aardoppervlak
gebaseerd op historische en evolutionaire patronen
van planten en dieren
Indeling ecozones
• Klimaat is, als dominante geofactor, de
belangrijkste factor voor de indeling van
ecozones
• Belangrijkste klimaatfactoren zijn:
– Temperatuur,
• Absolute waardes en seizoensvariatie
– Vochtigheid
• Ariditeitsindex
Potentiele Evapotranspiratie/Neerslag
• Seizoensvariatie
(Peri)glaciaal
Klimaatdiagram
Temperatuur
(°C)
Neerslag
40
80
30
60
20
40
10
20
0
0
(mm)
-10
jfmamjjasond
jasondjfmamj
Noordelijk halfrond
Zuidelijk halfrond
(Peri)glaciaal
(Peri)glaciaal
klimaat
• Grote temperatuurverschillen warmste
en koudste maand (10-50C)
• Warmste maand gemiddeld 6-10C
• Kleine dagelijkse temperatuur range
• Seizoensvariatie instraling groot
• Expositie minder belangrijk dan
hellingshoek voor inkomende straling
• Sneeuw isoleert bodem, ’s winters
warmer, lente langer koud
• Boomgrens
(Peri)glaciaal
geomorfologische processen
•
•
•
•
•
Vorstverwering
Vorstwiggen
Palsa’s, Pingo’s
Gelifluctie
Polygoonbodems, aaneengesloten
ijswiggen
Permafrost
Palsa
Pingo
Boreaal
Boreaal
klimaat
• Temperatuur: warmer
dan (peri)glaciaal,
maar wel laag
• 4-6 maanden T > 5C
• Neerslag: 250-500mm,
geen droge periodes
Boreaal
geomorfologische processen
• Grotendeels bedekt door ijs tijdens
Pleistoceen
– Siberië vrijwel niet door lage neerslag
• Vorstprocessen dominant
• Continue permafrost groot deel Eurasia,
rest discontinue permafrost
– Palsa’s, pingo’s, thermokarst, ijswiggen
Boomgrens
Boomgrens valt ongeveer
samen met
10C juli isotherm
Thermokarst
Temperate Midlatitudes
Temperate Midlatitudes
klimaat
• Temperatuur gematigd
• Neerslag 500-1000mm, geen droge
periodes
Temperate Midlatitudes
geomorfologische processen
• Verwering en denudatie langzaam,
glaciale vormen nog aanwezig
• Hydratie dominante verweringsvorm,
vaak samen met hydrolyse
• Chemische verwering dringt diep door in
de bodem en gesteente in dit vochtige
klimaat, daardoor diepere bodems dan in
Boreaal en Glaciaal
Dry Midlatitudes
Dry Midlatitudes
klimaat
• Weinig neerslag, paar maanden
neerslag tekort per jaar
• Temperatuur stress (vorst, sneeuw)
• Zomers heet
Dry Midlatitudes
geomorfologische processen
• Zijn identiek in alle droge ecozones
– Worden meer gestuurd door mate van
droogte en gesteente dan temperatuur
• Vorstverwering
• Gelifluctie
• Needle ice/frost creep
Mediterraan
Mediterraan
klimaat
• Droge warme zomers
• Neerslag 300-900mm (lagere-hogere
breedtegraad)
• Zomertemperatuur lager dan andere
ecozones op dezelfde
breedtegraad
Mediterraan
geomorfologische processen
• Erosie door water, kenmerk voor
ecozone
• Zware buien, tot 300mm in 6 uur
Les Rufes, Octon, Hérault, dry
Les Rufes, Octon, Hérault during an 80 mm rainfall event 17/9/2007
Subtropen zonder droge periode
Subtropen zonder droge periode
klimaat
• Warm en vochtig
• ’s zomers convectie > zware buien
• orkanen
Subtropen zonder droge periode
geomorfologische processen
• Geen kenmerkende processen
• Diepe chemische verwering
• Gully vorming sterker dan in tropisch
regenwoud door minder
dicht/afwezigheid bos
Droge tropen en subtropen
Droge tropen en subtropen
klimaat
• Ligging rond 30graden, dwz hogedruk en
droge lucht
• Jaarlijkse neerslag < 300mm
• Extreme temperatuurverschillen dagnacht
• Jaarlijkse neerslag sterk variabel
Droge tropen en subtropen
geomorfologische processen
• Chemische verwering komt voor, maar
fysische verwering veel sterker
• Eolische processen
– Deflatie
– Wind abrasie
– Accumulatie
• Watererosie
Windtransport
Windtransport
Tropen met zomerregen
Tropen met zomerregen
klimaat
• Gelijkmatige temperaturen door het jaar
• Iedere maand >18C gemiddeld
• Neerslag 500-1500mm
Tropen met zomerregen
geomorfologische processen
• Denudatie heeft tot grote vlaktes geleid
• Groot deel neerslag als overland flow
naar hoofdstroom
• Tafelbergen
• Veel regoliet
Tropen zonder droge periode
Tropen zonder droge periode
klimaat
• Temperatuur constant 25-27C,
dagelijkse variatie 6-11C
• Neerslag 2000-4000mm per jaar
• Convectieregens dominant
Tropen zonder droge periode
geomorfologische processen
•
•
•
•
•
Chemische verwering dominant
Fysische verwering alleen door drukverlies
Diepe bodems en dikke regolietlagen
Dicht drainagenetwerk
Nauwelijks overland flow door
vegetatiedichtheid
• Relatief veel massabewegingen
– Landslides, mud & earth flows belangrijkste
denudatieprocessen
9 Ecozones
•
•
•
•
•
•
•
•
•
(Peri)glaciaal
Boreaal
Temperate Midlatitudes
Dry Midlatitudes
Mediterraan (subtropen met winterregen)
Subtropen zonder droge periode
Droge (sub)tropen
Tropen met zomerregen
Tropen zonder droge periode