NATURFORHOLD I ULAND, AV BETYDNING FOR VANNRESSURSENE

Transkript

1 NATURFORHOLD I ULAND, AV BETYDNING FOR VANNRESSURSENE Vannforvaltning for utvikling 2006 / 2007 Fagernes november 2006 Tormod Klemsdal Institutt for Geofag Universitetet i Oslo tormod.klemsdal@geo.uio.no

2 NATURFORHOLD I ULAND, AV BETYDNING FOR VANNRESSURSENE Uland defineres - diskuteres ikke, men jeg vil se på naturforholdene i tropiske strøk og subtropiske strøk fra nedbørrike til nedbørfattige strøk som i () kan knyttes opp mot Köppens A-klima og B-klima

3 NATURFORHOLD I ULAND, AV BETYDNING FOR VANNRESSURSENE Uland defineres - diskuteres ikke, men jeg vil se på naturforholdene i tropiske strøk og subtropiske strøk fra nedbørrike til nedbørfattige strøk som i () kan knyttes opp mot Köppens A-klima og B-klima Naturforhold Vannressursene

4 NATURFORHOLD I ULAND, AV BETYDNING FOR VANNRESSURSENE Uland defineres - diskuteres ikke, men jeg vil se på naturforholdene i tropiske strøk og subtropiske strøk fra nedbørrike til nedbørfattige strøk som i () kan knyttes opp mot Köppens A-klima og B-klima Naturforhold Vannressursene Klima Jordforhold

5 NATURFORHOLD I ULAND, AV BETYDNING FOR VANNRESSURSENE Uland defineres - diskuteres ikke, men jeg vil se på naturforholdene i tropiske strøk og subtropiske strøk fra nedbørrike til nedbørfattige strøk som i () kan knyttes opp mot Köppens A-klima og B-klima Naturforhold Klima Vannressursene Jordforhold Vannressursene, enten det er: Overflatevannet i elver og sjøer, markvannet, det grunne grunnvannet, det dype grunnvannet eller de dypereliggende akviferer blir ikke, som sådanne, spesielt behandlet, men gjennomgangen av A-klimaet, dets naturmiljø og forskjellige prosesser, og B-klimets Tunisiaeksempel vil ha vann som gjennomgangstema.

6 Utbredelsen av jordens klima i Köppens klimasystem Nordlig Polarsirkel Nordlig vendekrets Ekvator Sørlig vendekrets A-klima C-klima B-klima D-klima E-klima

7 NATURGEOGRAFISKE TEMA OG PROSESSER LANDFORM KLIMA Landformdannende Meteorologiske prosesser prosesser VEGETASJON Biologiske prosesser BERGGRUNN Bergartsdannende prosesser HYDROLOGI Vann / is / skyer JORDART Jordartsdannende prosesser JORDSMONN Jordsmonndannende prosesser

8 NATURMILJØ - NATURFORHOLD - NATURLANDSKAP LANDFORM JORD VANN VEGETASJON LANDFORM KLIMA Landformdannende Meteorologiske prosesser prosesser VEGETASJON Biologiske prosesser BERGGRUNN Bergartsdannende prosesser HYDROLOGI Vann / is / skyer JORDART Jordartsdannende prosesser Klimatisk/hydrologisk subsystem JORDSMONN Jordsmonndannende prosesser Biotisk subsystem Abiotisk/edafisk subsystem

9 NATURMILJØ NATURLANDSKAP VANN LANDFORM VEGETASJON LANDFORM VEGETASJON Landformdannende Biologiske prosesser prosesser SAMFUNNET Kommune Fylke Stat VANN Vann / is / skyer KLIMA JORDSMONN Meteorologiske Jordsmonndannende prosesser prosesser BERGGRUNN JORDART Berggrunndannende Jordartsdannende prosesser prosesser MENNESKENE Enkeltindivid Organisasjoner

10 NATURMILJØ NATURLANDSKAP KULTURLANDSKAP VANN LANDFORM VEGETASJON LANDFORM VEGETASJON Landformdannende Biologiske prosesser prosesser VANN Vann / is / skyer KLIMA JORDSMONN Meteorologiske Jordsmonndannende prosesser prosesser BERGGRUNN JORDART Berggrunndannende Jordartsdannende prosesser prosesser MENNESKEVERK AREALBRUK SAMFUNNET Kommune Fylke Stat SKOGBRUK JORDBRUK BEBYGGELSE KOMMUNIKASJON ANNET Tørre elveleier Dam og magasin Materialtipper Kraftlinjer MENNESKENE Enkeltindivid Organisasjoner

11 JORDBRUK Gårdbebyggelse; tunet Åker Eng Beite i hagemark, utmark Styvende trær Rydningsrøyser Steingjerder Gjerder - hekker (korridor med restvegetasjon) Gårdsvei - jordbruksveier Vanningsanlegg Halmballer ( traktoregg /plast), halmlagring BEBYGGELSE Fritidsbebyggelse Spredt gårdsbebyggelse Tettstedsbebyggelse Villabebyggelse Bybebyggelse Industribebyggelse MENNESKEVERK AREALBRUK SAMFUNNET Kommune Fylke Stat SKOGBRUK JORDBRUK BEBYGGELSE KOMMUNIKASJON ANNET Tørre elveleier Dam og magasin Materialtipper Kraftlinjer MENNESKENE Enkeltindivid Organisasjoner

12 LANDSKAP NATURMILJØ NATURLANDSKAP KULTURLANDSKAP VANN LANDFORM VEGETASJON LANDFORM VEGETASJON Landformdannende Biologiske prosesser prosesser VANN Vann / is / skyer KLIMA JORDSMONN Meteorologiske Jordsmonndannende prosesser prosesser BERGGRUNN JORDART Berggrunndannende Jordartsdannende prosesser prosesser MENNESKEVERK AREALBRUK SAMFUNNET Kommune Fylke Stat SKOGBRUK JORDBRUK BEBYGGELSE KOMMUNIKASJON ANNET Tørre elveleier Dam og magasin Materialtipper Kraftlinjer MENNESKENE Enkeltindivid Organisasjoner

13 MENNESKET og dets behov (behovstilfredsstillelse) LANDSKAP Menneskets livsmiljø NATURLANDSKAP Naturmiljø KULTURLANDSKAP Menneskeformet miljø

14 MENNESKET og dets behov (behovstilfredsstillelse) LANDSKAP Menneskets livsmiljø Verdier i et landskap NATURLANDSKAP Naturmiljø KULTURLANDSKAP Menneskeformet miljø

15 Ressursutnyttelse MENNESKET og dets behov (behovstilfredsstillelse) LANDSKAP Menneskets livsmiljø Verdier i et landskap NATURLANDSKAP Naturmiljø KULTURLANDSKAP Menneskeformet miljø

16 Aktører og konflikter Ressursutnyttelse MENNESKET og dets behov (behovstilfredsstillelse) LANDSKAP Menneskets livsmiljø Verdier i et landskap NATURLANDSKAP Naturmiljø KULTURLANDSKAP Menneskeformet miljø

17 Degradasjon av ressurser og landskap Aktører og konflikter Ressursutnyttelse MENNESKET og dets behov (behovstilfredsstillelse) LANDSKAP Menneskets livsmiljø Verdier i et landskap NATURLANDSKAP Naturmiljø KULTURLANDSKAP Menneskeformet miljø

18 Degradasjon av ressurser og landskap Aktører og konflikter Forvaltning av landskapet MENNESKET og dets behov (behovstilfredsstillelse) LANDSKAP Menneskets livsmiljø Ressursutnyttelse Verdier i et landskap NATURLANDSKAP Naturmiljø KULTURLANDSKAP Menneskeformet miljø

19 Degradasjon av ressurser og landskap Aktører og konflikter Forvaltning av landskapet MENNESKET og dets behov (behovstilfredsstillelse) LANDSKAP Menneskets livsmiljø Ressursutnyttelse Verdier i et landskap NATURLANDSKAP Naturmiljø KULTURLANDSKAP Menneskeformet miljø

20 ITC : Intertropiske konvergenssone Luftmasser Geografiske luftmasser Dannes over lengre tid over et underlag av enten hav, maritime luftmasser (m) eller land, kontinentale luftmasser (c), enten i polare strøk (P), i tropiske strøk (T) eller i ekvatoriale strøk (E).

21 Luftmasser Geografiske luftmasser dannes over lengre tid over et underlag av enten hav, maritime luftmasser (m) eller land, kontinentale luftmasser (c), enten i polare strøk (P), i tropiske strøk (T) eller i ekvatoriale strøk (E). ITC : Intertropiske konvergenssone Termodynamiske luftmasser Er luftmasser som av en eller annen grunn flyttes ut fra sitt dannelsesområde; Luft som kommer inn over et varmere underlag, varmes opp og blir ustabil og vil stige. Luft som kommer inn over kaldere underlag kjøles av og vil bli stabil og bli liggende.

22 10 5 Ultrafiolett stråling Synlig lys Kortbølget infrarød stråling Termisk infrarød langbølget stråling 2 Strålin gsintensit et 1 0,5 Kortbølget innstråling fra sola til jorda 0,2 0,1 Langbølget utstråling fra jorda til verdensrommet 0,05 0,02 0,01 0,1 0,2 0,3 0,4 0, Bølgelengde, mikrometer (γm) T. Klemsdal 2003

23 VERDENSROMMET Kortbølget innstråling fra sola 100 enheter $ $ $ Kortbølget stråling reflektert direkte tilbake til verdensrommet 32 enheter $ Kortbølget stråling som absorberes i atmosfæren 18 enheter Konduksjon (ledning) ATMOSFÆREN subsystem Kortbølget stråling som når jordoverflaten 50 enheter JORDEN subsystem 9 enheter $ Langbølget utstråling fra atmosfæren til verdensrommet $ 60 enheter $ $ $ $ $ Konduksjon (ledning) 9 enheter Latent varme 20 enheter Latent varme 20 enheter Langbølget utstråling fra jorda til atmosfæren 90 enheter Langbølget utstråling fra jordoverflaten til verdensrommet 8 enheter $ $ $ $ Langbølget strålingsbalanse jorden / atmofæren 13 enheter Langbølget stråling fra atmosfæren til jorden 77 enheter

24 Nordpolen 1 arealenhet 60 grader nord / sør 2 arealenheter Kortbølget Jordaksen innstråling fra solen 1 arealenhet Ekvator 1 arealenhet

25 Overskudd 36 0 N Langbølget utstråling fra jorda til verdensrommet Innstråling, Langleys pr dag Kortbølget innstråling fra sola som jorden absorberer Underskudd Breddegrad ( o N) T. Klemsdal 2003

26 Temperatur januar Vinter på nordlige halvkule Sommer på sørlige halvkule

27 Temperatur juli Sommer på nordlige halvkule Vinter på sørlige halvkule

28 a) H L Nord Ekvator Sør Nord Ekvator Sør b) Vind inn mot ekvator fra nord og sør Nordøstpassaten Sørøstpassaten

29 a) H L Nord Ekvator Sør Nord Ekvator Sør b) Vind inn mot ekvator fra nord og sør Nordøstpassaten Sørøstpassaten

30 a) H C: Corioli effekten: All bevegelse på nordlig halvkule dreiers av mot høyre All bevegelse på sørlig halvkule dreies av til venstre L Nord Ekvator Sør Nord Ekvator Sør b) Vind inn mot ekvator fra nord og sør Nordøstpassaten Sørøstpassaten

31 Ferrels celle Starten på den generelle eller den globale luftsirkulasjon L h L h Geostrofisk vind Vind i de øvre luftlag Corioli effekten Hadleys celle vind Geostrofisk vind L b H b H h L b Vind i de bakkenære luftlag Friksjon Corioli effekten Lavtrykk Trykk- Gradient vind Ekvator 30 o N 30 o S H b Høytrykk Lavtrykk Trykkgradient Høytrykk Vind nær bakken L h Ferrels cell

32 Årstidsvariasjonene Sol i senit over ekvator Sol i senit over nordlig vendekretssirkel Sol i senit over ekvator Sol i senit over sørlig vendekretssirkel Jordaksen har en vinkel på 66½ o med planet som jorden beveger seg i rundt solen

33 Vårjevndøgn L h Geostrofisk vind Vind i de øvre luftlag Hadleys celle Vind i de bakkenære luftlag Trykk- Gradient Høytrykk effekten gradient trykk Lav- Corioli Trykk- Friksjon Høytrykk b vind Ferrels L celle L vind Corioli h H b effekten H b Geostrofisk vind Ekvator 30 o N 30 o S Hadleys celle L b Sommer H h Høstjevndøgn L h Lavtrykk Ferrels Vind cell nær bakken L h Ferrels celle Vinter L b H b Ekvator 30 o 30 N N Ekvator 30 o S Hadleys celle L b H b L h Ferrels cell Ferrels celle H b Ekvator L b 30 S H b Ferrels cell

34 Vårjevndøgn L h Geostrofisk vind Vind i de øvre luftlag Hadleys celle Vind i de bakkenære luftlag Trykk- Gradient Høytrykk effekten gradient trykk Lav- Corioli Trykk- Friksjon Høytrykk b vind Ferrels L celle L vind Corioli h H b effekten H b Geostrofisk vind Ekvator 30 o N 30 o S Hadleys celle L b Sommer H h Høstjevndøgn L h Lavtrykk Ferrels Vind cell nær bakken L h Ferrels celle Vinter L b H b Ekvator 30 o 30 O N N Ekvator 30 o S Hadleys celle L b H b L h Ferrels cell Ferrels celle H b Ekvator L b 30 S H b Ferrels cell

35 Vårjevndøgn L h Geostrofisk vind Vind i de øvre luftlag Hadleys celle Vind i de bakkenære luftlag Trykk- Gradient Høytrykk effekten gradient trykk Lav- Corioli Trykk- Friksjon Høytrykk b vind Ferrels L celle L vind Corioli h H b effekten H b Geostrofisk vind Ekvator 30 o N 30 o S Hadleys celle L b Sommer H h Høstjevndøgn L h Lavtrykk Ferrels Vind cell nær bakken L h Ferrels celle Vinter L b H b Ekvator 30 o 30 O N N Ekvator 30 o S Hadleys celle L b H b L h Ferrels cell Ferrels celle H b Ekvator L b 30 O S H b Ferrels cell

36 DEN GLOBALE LUFTSIRKULASJON 60 o Polarfrontsonen H Polarfronten Ferrel celle Polarfronten 30 o HH Subtropisk høytrykksbelte H 0 o ITKS Nordøstpassaten Den ekvatoriale lavtrykksonen (stillebeltet) med den intertropiske konvergenssonen (ITKS) Sørøstpassaten Hadley celle Hadley celle H Subtropisk høytrykksbelte H 30 o 60 o Polarfront Vestavindsbeltet Polare østavinder H Ferrel celle Tropopausen Polarfront T. Klemsdal 2003

37

38 + H H O - Oksygen Hydrogen Is Fast stoff Smelting 80 calorier pr gram energi / varme bindes Frysing 80 calorier pr gram energi / varme frigjøres Vann Veske

39 + H H O - Oksygen Hydrogen Gass Vanndamp Is Fast stoff Kondensasjon 590 calorier pr gram energi / varme frigjøres Smelting 80 calorier pr gram energi / varme bindes Fordamping 590 calorier pr gram energi / varme bindes Latent varme Vann Veske Frysing 80 calorier pr gram energi / varme frigjøres

40 + H H O - Oksygen Hydrogen Gass Vanndamp Sublimasjon 670 calorier pr gram energi / varme bindes eller frigjøres Is Fast stoff Kondensasjon 590 calorier pr gram energi / varme frigjøres Smelting 80 calorier pr gram energi / varme bindes Frysing 80 calorier pr gram energi / varme frigjøres Fordamping 590 calorier pr gram energi / varme bindes Latent varme Vann Veske

41 Antall gram vann (Gr) pr kg luft med 100 % luftfuktighet (mettet luft) / ved temperatur ( o C) Gr 1,0 1,2 1, ,5 T o C

42 40 Antall gram vann (Gr) pr kg luft med 100 % luftfuktighet (mettet luft) / ved temperatur ( o C) Gr 1,0 1,2 1, ,5 T o C Antall gram vann pr kg luft med 100 % luftfuktighet (mettet luft) Temperatur i o C 30 40

43 50 Antall gram vann pr kg luft med 100 % luftfuktighet Antall gram vann (Gr) pr kg luft med 100 % luftfuktighet (mettet (mettet luft) luft) / ved temperatur ( o C) Gr 1,0 1,2 1, ,5 40 T o C Antall gram vann pr kg luft med 100 % luftfuktighet (mettet luft) /16 * 10 20/8* Temperatur i o C Temperatur i o C 20

44 Stabilitet - ustabilitet i atmosfæren a b 100 meter over bakken Bakken Temperatur i o C 14,0 14,5 15,0 a: Den tørradiabatiske gradient; 1,0 o C / 100 m, umettet luft b: Den fuktigadiabatiske gradient; 0,5 o C / 100 m, mettet luft

45 Stabilitet - ustabilitet i atmosfæren a b meter over bakken Absolutt ustabil luft Lufttemperaturen ligger til venstre for linje a; den tørradiabatiske gradienten Bakken Temperatur i o C 14,0 14,5 15,0 1: er et tenkt tilfelle på lufttemperaturens variasjon med høyden over bakken o a: Den tørradiabatiske gradient; 1,0 C / 100 m, umettet luft b: Den fuktigadiabatiske gradient; 0,5 o C / 100 m, mettet luft

46 Stabilitet - ustabilitet i atmosfæren a b meter over bakken Absolutt ustabil luft Lufttemperaturen ligger til venstre for linje a; den tørradiabatiske gradienten Absolutt stabil luft Bakken Temperatur i o C 14,0 14,5 15,0 1og 2: er 2 tenkte tilfeller på lufttemperaturens variasjon med høyden over bakken a: Den tørradiabatiske gradient; 1,0 o C / 100 m, umettet luft b: Den fuktigadiabatiske gradient; 0,5 o C / 100 m, mettet luft

47 Stabilitet - ustabilitet i atmosfæren a b 1 Betinget stabil luft meter over bakken Absolutt ustabil luft Lufttemperaturen ligger til venstre for linje a; den tørradiabatiske gradienten Absolutt stabil luft Bakken Temperatur i o C 14,0 14,5 15,0 1, 2 og 3: er 3 tenkte tilfeller på lufttemperaturens variasjon med høyden over bakken a: Den tørradiabatiske gradient; 1,0 o C / 100 m, umettet luft b: Den fuktigadiabatiske gradient; 0,5 o C / 100 m, mettet luft

48 3 forutsetninger for nedbør 1. Mettet luft (Relativ fuktighet 100%) Tilføre fuktighet / avkjøle luften 2. Kondensasjonskjerner 3. Dråpedannelse Dråpedannelse Kollisjonsteorien Koalesensteorien Iskrystallteorien

49 Nord L Ekvator Sør c) Corioli effekten Ekvator Nord Sør b) Vind inn mot ekvator fra nord og sør Nordøstpassaten Sørøstpassaten

50 KONVEKTIV NEDBØR km 5 Aktuelt lufttemperaturforløp Likevektsnivå 4 3 Fuktigadiabatiske temperaturgradient o 0,5 C/100 m Kondensasjonsnivå Skybasis Duggpunkt Tørradiabatisk temperaturgradient 1 o C/100 m t o C t C 20 o

51 Intertropiske konvergenssone i januar og juli

52

53 60 N 1020 me L 1026 # Nagpur cp Irkutsk H # Januar H Juli 45 o 30 o o 15 0o o 60 N 45 o 30o 15 o 0o Monsun Om vinteren ligger et stabilt H høytrykk over Østre deler av Sibir. Dette sender kald, tørr luft sør og sørvestover og India og sørøst-asia ligger i regnskygge og får lite nedbør. Om sommeren har den intertropiske konvergenssone trukket nordover og ligger med L lavtrykk over Pakistan - Iran. Dette gir grunnlag for både konvektiv nedbør og orografisk nedbør der luftmassene heves på grunn av høyere land, det være seg fjellkjedene eller bare den indiske halvøy.

54 km 4 OROGRAFISK NEDBØR OG FÖHNVIND Losiden: Nedbør, varm fuktig luft Lesiden: Merget varm, tørr luft Fuktigadiabatisk temperaturgradient 0,5 O C /100 m Skybasis Kondensasjonsnivå Vind Tørradiabatisk temperaturgradient 1 O C/100m Varm og tørr vind Føhnvind i Alpene Chinook i Nord-Amerika t o C

55 Belém, Brasil 1 1 O 20 20' N N, O 30 30' W V Tropisk, fuktig (regnskogs)klima (Af) o o J F M A M J J A S O N D J Temperatur i o C

56 Uaupes, Amasonasbassenget Brasil Af-klima 0 O 08 S 67 O W 86 m o.h. Årsmiddeltemperatur 25 O C Ampl. 2 O C Årsmiddelnedbør 2917 mm

57 Uaupes, Amasonasbassenget Brasil Af-klima 0 O 08 S 67 O W 86 m o.h. Årsmiddeltemperatur 25 O C Ampl. 2 O C Årsmiddelnedbør 2917 mm Yangon (Rangon) Am-klima 23 m o.h. Årsm. temp. 27 O C Års. Ampl. 5,5 O C Årsm. nedb mm 16 O N 96 O E

58 Köppens A-klima Af-klima: Tropisk regnklima bestemmes av den intertropiske konvergenssonen og dens vandring nord (sommer) sør (vinter); sol i senit og konvektiv nedbør Regntid nesten hele året og mer enn 2000 mm nedbør i året gir ekvatorial/tropisk regnskog. Ingen måned mindre enn 60 mm nedbør mm/år gir 2 måneders tørke, men fortsatt tropisk regnskog 1400mm/år gir 3 måneders tørke, med tropisk skog Aw-klima: Savanneklima eller tropisk vekselfuktig klima: w = vintertørt nedbøren reduseres ut fra den intertropiske konvergenssonen, ned mot 700 mm/år, som følge av 3 7 måneders tørke, minst en måned med mindre enn 60 mm nedbør Fra tresavanne til kortgress-savanne Am-klima: Monsunklima (Mausim - arabisk for årstid) bestemmes av den intertropiske konvergenssonen og dens vandring nord sør med tilhørende passatvinder og Sibirisk høytrykk om vinteren som sender tørr luft sør- og sørvest-over: Konvektiv nedbør orografiske forsterket. En fuktig periode; 8 10 måneder og en tørr periode

59 Nordlig polarsirkel Nordlig vendekrets Ekvator Sørlig vendekrets A-klima Alle månedsmiddeltemperaturer høyere enn 18 C. Dvs: Ingen kald årstid Stor årlig nedbør - stor årlig fordamping Beskjeden årstidsvariasjon Af: Ekvatorialt/tropisk fuktig klima, Am: Monsunklima/kystpassatklima Aw: Tropisk vekselfuktig klima (Savanneklima)

60 Köppens B-klima Nordlig polarsirkel Nordlig vendekrets Ekvator Sørlig vendekrets B-klima BW: Ørkenklima BS: Steppeklima Ørken- og steppe-klimaet bestemmes av forholdet mellom temperatur og nedbør

61 Ar Riyãd, Saudi Arabia Walgett, New South Wales Semey, Kasakstan 24 O 42 N 46 O E 609 m o.h. 30 O S 148 O E 133 m o.h. 50 O N 80 O E 246 m o.h. Årsmiddeltemperatur 26 O C Årsmiddel temperatur 20 O C Årsmiddeltemperatur 3 O C Årlig temperaturamplitude 24 O C Årlig temperaturamplitude 17 O C Årlig temperaturamplitude 39 O C Årsmiddelnedbør 82 mm Årsmiddelnedbør 450 mm Årsmiddelnedbør 264 mm BWh BSh BSk

62 Årsmiddeltemperatur o C Vinternedbør Nedbør hele året Sommernedbør BW (ørken) BS (steppe) BW (ørken) BS (steppe) BW (ørken) BS (steppe) 5 A,C,D (skogklima) A,C,D (skogklima) A,C,D skogklima Årsnedbør i cm Årsnedbør i cm Årsnedbør i cm r = t r = t + 7 r = t + 14 r = 2t r = 2 (t + 7) r = 2 (t + 14)

63 Årsmiddeltemperatur o C Vinternedbør Nedbør hele året Sommernedbør BW (ørken) BS (steppe) BW (ørken) BS (steppe) BW (ørken) BS (steppe) 5 A,C,D (skogklima) A,C,D (skogklima) A,C,D skogklima Årsnedbør i cm Årsnedbør i cm Årsnedbør i cm r = t r = t + 7 r = t + 14 r = 2t r = 2 (t + 7) r = 2 (t + 14)

64 Årsmiddeltemperatur o C Vinternedbør Nedbør hele året Sommernedbø BW (ørken) BS (steppe) BW (ørken) BS (steppe) BW (ørken) BS (steppe) 5 A,C,D (skogklima) A,C,D (skogklima) A,C,D skogklima Årsnedbør i cm Årsnedbør i cm Årsnedbør i cm r = t r = t + 7 r = t + 14 r = 2t r = 2 (t + 7) r = 2 (t + 14)

65 WALTERS KLIMADIAGRAM Stasjonsnavn, med høyde over havet i m og antall observasjonsår i ( ) Med midlere månedsnedbør større enn 100 mm, reduseres skalaen til 1/10 (svart) Osmaniye (120 m) 18.0 o C 765 T o C mm (8) Midlere årstemperatur (T) Midlere 10 månedstemperatur (t o C) Nordlige halvkule J F M A M J J A S O N D Sørlige halvkule J A S O N D J F M A M J Midlere total årsnedbør (P mm) Fuktig periode, regntid (humid) Tørke periode Arid periode Midlere månedsnedbør (P i mm)

66 b: Kohesivt vann Sigevann a: Hygroskopisk vann Markvannet Markvann Hygroskopisk vann Kohesivt vann Sigevann Grunnvannsnivå Grunnvann Porevolumet fylt med vann

67 b: Kohesivt vann Sigevann a: Hygroskopisk vann Markvannet Markvann Hygroskopisk vann Kohesivt vann Sigevann Grunnvannsnivå Grunnvann Porevolumet fylt med vann

68 b: Kohesivt vann Svampen Sigevann a: Hygroskopisk vann Markvannet Markvann Hygroskopisk vann Kohesivt vann Sigevann Grunnvannsnivå Grunnvann Porevolumet fylt med vann

69 cm vann pr. m jord Feltkapasitet Tilgjenglig vann Visnegrense 0 Sand Silt Leire Kornstørrelse

70

71 Kjemisk forvitring : HYDROLYSE eller felspatforvitring, ioneutveksling Feltspat Leirmineral Forvitringsi berggrunnen som kaolinitt, illitt jord eller i løsmassene montmorillonitt kloritt, beidelitt Ca Al 2 Si 2 O 8 Na Al 2 Si 3 O 8 Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 Al 2 O 3 2 H 2 O K Al 2 Si 3 O 8 Sialittforvitring Alittforvitring der feltspat forsvinner der Silisium (SiO 2 ) (kvarts) forsvinner Fra berggrunn og løsmateriale til plastisk tropisk forvitringsjord til tropisk forvitringsjord (Tropisk rødjord) med et anriket hardt lag (Bauxitt) Egentlig skal den kjemiske reaksjonen skrives slik 2 Na Al 2 Si 3 O H 2 O + CO 2 = Al 2 Si 2 O 5 (OH) SiO Na + + 2HCO 3 -

75 Laterittisering Høy temperatur og rikelig med nedbør Ca K Si O 2 Na Al 2 O 3 Fe O 3 Mg I ekvatorial- og tropisk regnskogsmiljø, i tropisk skogsmiljø og savannemiljø Hurtig nedbrytning av organisk materiale Nedbrytning av anorganisk materiale (stein, grus, sand, silt) vesentlig ved hydrolyse, og det dannes leirmineraler Frigjøring av jern og aluminium som siver ned gjennom jordarten Tap av kvarts og næringsstoffer som Ca ++, Mg ++, Na ++, K + Al 3 O 2 Al O (OH) Fe O 3 Fe O (OH) Akkumulasjon av jern- og aluminium-oksider, som ved anrikning danner lateritt Som ovenfor, nedbrytning av materiale dannelse av leirmineraler og fjerning av Næringsstoffer Grunnvannet heves til laterittsonen i den fuktig periode, og kvarts og næringsstoffer fjernes med grunnvannsig.

76 Kalsifisering Nedbøren er lik eller mindre enn Potensiell fordampning Ca K Na Mg Savanne og steppemiljø Med tett og høy gressvegetasjon i den fuktigere delen, mindre gressvegetasjon i den tørre delen av savanne og steppeområdene. Et tett rotsystem danner et tykt lag av dødt organisk material; humus, med baser, næringsstoffer som inngår i en rask sirkulering med vegetasjonen. CaCO 3 Ca CO 3 Ioneutskifting / utvasking [leaching] av baser, næringsstoffer som avleires, felles ut i sonen det markvannet fordamper. Jordsmonnet som dannes, er tropisk rødjord avhengig av hvor mye jernoksid eller aluminiumoksid som er akkumulert i jordsmonnet. Avhengig av dette vil fargen variere fra rød til rød-gul. Tørr sone der det ikke er noe vannbevegelse Ukonsolidert opphavsmateriale

77

78 600 Oppløsning, ppm Al O 2 3 SiO 2 CaCO 3 Al O ph

79 o Tundra E- klima t oc Boreal sone (Taiga) D- klima Arktisk naturmiljø Barskogsmiljø Edelløvskogsmiljø Temperert sone C- klima Steppemiljø Arid BWklimklimklimklima BS- Aw- Af- Tempererte Subtropene Tropene Podsolisering strøk Kalsifisering Laterittisering Tornsavanne miljø Semiarid Semiaride, midlere bredde BSklima Ørken- /halvørken miljø Moderat til intensiv kjemisk forvitring Omplassering ved hjelp av regnvann /humussyre som siver Den ned kjemiske gjennom forvitring jordarten. Leirpartikler, karbonater, er organisk avhengig materiale, av vann og - Akkumulasjon varme; av sesquioxider og mineraler/ løsbare salter, næringsstoffer omplasseres karbonater, silikater ved utvasking med fordamping av 7 t O Cog ioneutskiftning (leaching) 1 Nord-Europa markvannet i det 17 t O C 2 Sør-Europa øverste jordlaget Nedbrytning 27 t O C av dødt 4 Tropene organisk materiale - Høy ph i jorda, går sakte alkalisk jord Jorda har lav ph-verdi - Lite dødt organisk Savanne miljø En tørr, en fuktig årstid Forvitringen fra ekvator og nordover E N Regnskogsmiljø Humide tropene M T Fuktig/ tørr årstid Savannemiljø Awklima Jorddyp (m) - Meget intens kjemisk forvitring. Omplassering av løsbare salter, silikater ved ioneutskiftning og dannelse av leirmineraler - Lav til meget lav ph-verdi i jorda (sur jord) - Rask nedbrytning av dødt Nedbør og fordampning (mm) T - Temperatur i C N - Nedbør i mm pr år M - Dødt organisk materiale E - Potensiell evapotranspirasjon i mm 7. Strø, avfall, dødt organisk materiale 6. Jern- og aluminiumoksyder (utfelt) 5. Allit: Jernhydroksid (ferallit) 4. Siallit: Kaolinit 3. Siallit: Illit, Montmorillonit 2. Forvitringssone, lite kjemisk omdannet 1. Fast berg

80 o t oc klima klima C klima - Moderat til intensiv kjemisk forvitring Omplassering ved hjelp av regnvann /humussyre som siver ned gjennom jordarten. Leirpartikler, karbonater, organisk materiale, sesquioxider og mineraler/ næringsstoffer omplasseres ved utvasking og ioneutskiftning (leaching) - Nedbrytning av dødt organisk materiale går sakte - Jorda har lav ph-verdi sur jord klima BW klima klima klima klima klima Podsolisering Kalsifisering Laterittisering E - Akkumulasjon av løsbare salter, karbonater, silikater med fordamping av markvannet i det øverste jordlaget - Høy ph i jorda, alkalisk jord - Lite dødt organisk materiale N M T Jorddyp (m) - Meget intens kjemisk forvitring. Omplassering av løsbare salter, silikater ved ioneutskiftning og dannelse av leirmineraler - Lav til meget lav ph-verdi i jorda (sur jord) - Rask nedbrytning av dødt organisk materiale Nedbør og fordampning (m N - Ned M - Død E - Pote evap 7. Strø, a dødt or 6. Jern- o alumin 5. Allit: J 4. Siallit: 3. Siallit: 2. Forvit lite kj 1. Fast b

81 o Tundra E- klima t oc Boreal sone (Taiga) D- klima Arktisk naturmiljø Barskogsmiljø Edelløvskogsmiljø Temperert sone C- klima Steppemiljø Semiaride, midlere bredde BSklima Ørken- /halvørken miljø Arid Savanne miljø En tørr, en fuktig årstid Humide tropene Podsolisering Kalsifisering Laterittisering E N M T Fuktig/ tørr årstid BWklima Tornsavanne miljø Semiarid BSklima Awklima Regnskogsmiljø Afklima Savannemiljø Awklima Nedbør og fordampning (mm) - Moderat til intensiv kjemisk forvitring Omplassering ved hjelp av regnvann /humussyre som siver ned gjennom jordarten. Leirpartikler, karbo Jorddyp (m)

82 Jordsmonn knyttet til Köppens A-klima Tørr/Kald Kald/Fuktig EF Is, snø og frostjord EF ET Tundrajord ET (Entisol, Histosol) Grå ørkenjord Aridisol Siernozem Ørken vegetasjon BW Kortgress- Kortgresssteppe steppe Kastanje- Svartjord farget jord (Chestnut) (Chernozem) Mollisols BS BS Tropisk svartjord Kortgress- Høygresssavanne savanne BS Aw Podsol (Spodosol) Barskog Grå-brun podsol (Brunjord) (Alfisol) Sommergrønn løvskog C Rød-gul podsol (Ultisol) Subtropisk eviggrønn løvskog C Tropisk rødgul jord Aw (Ultisols) Tropisk løvfellende, eviggrønn skog Tropisk rødjord (Oxisols, Latosol, Lateritt) Tropisk regnskog Af D Tørr/Varm Varm /Fuktig

83 Salinisering Nedbøren er mindre enn fordampning Ørken- og semi-ørkenmiljø Ioneutskifting / utvasking [leaching] av baser, næringsstoffer mens salter som felles ut i overflaten. Jordsmonnet som dannes, er grå eller gråhvit ørkenjord. Tørr sone der det ikke er noe vannbevegelse Ukonsolidert opphavsmateriale

84 Jordsmonn knyttet til Köppens A-klima Tørr/Kald Kald/Fuktig EF Is, snø og frostjord EF ET Tundrajord ET (Entisol, Histosol) Grå ørkenjord Aridisol Siernozem Ørken vegetasjon BW Kortgress- Kortgresssteppe steppe Kastanje- Svartjord farget jord (Chestnut) (Chernozem) Mollisols BS BS Tropisk svartjord Kortgress- Høygresssavanne savanne BS Aw Podsol (Spodosol) Barskog Grå-brun podsol (Brunjord) (Alfisol) Sommergrønn løvskog C Rød-gul podsol (Ultisol) Subtropisk eviggrønn løvskog C Tropisk rødgul jord Aw (Ultisols) Tropisk løvfellende, eviggrønn skog Tropisk rødjord (Oxisols, Latosol, Lateritt) Tropisk regnskog Af D Tørr/Varm Varm /Fuktig

85 Midlere årstemperatur i o C Produksjon og nedbrytning av organisk materiale, (gr/m 2 ) Humusoppbygging Humustap Produksjon av nytt plantemateriale Nedbrytning ved aerobiske bakterier Nedbrytning ved anaerobiske bakterier

86 KLIMA K LI Lys Lys/skygge M AT TOPOGRAFI Flate / Skråning Temperatur Berggrunn BONITET VEGETASJON NATURMILJØ Nedbør Vann VEGETASJON Strø Dekomponenter I S K E & E D AF I S K E Berggrunnens/ Løsmassenes næringsinnhold JORD Jordart Jordsmonn Humussyre Næringsstoffer F A K T O R E R

87 NATURMILJØ Bonitet - samspill- produksjonsevne LUFT Varme Vann Lys Kortbølget innstråling Langbølget utstråling Vannhusholdning Tørre strøk VANN Fuktige strøk Nedbør P Ioneutskifting Markvann Grunnvann Surt miljø Podsoljord Syklus C: Karbon N: Nitrogen O: Oksygen CO 2 Karbondioksid Oksygen O Dødt organisk materiale Barnåler Løvblad Nærings- Stoffer/ Mineraler Jordsmonn utvikling Flyt av mineraler/ næringsstoffer Svakt basisk/ svak surt miljø Brunjord VEGETASJON Produsenter Grønne planter (Fotosyntesen) Konsumenter 1. Planteetere 2. Kjøttetere 3. Plante- og kjøttetere Nedbrytere/ Dekomponenter Mikroorganismer Sopp Bakterier Meitemark Materiale JORD VEKSTVILKÅRENE - Næringsinnholdet - Jordstrukturen - Vegetasjonen - Lysforholdene - Vann - Temperatur - Topografi P T E a = E p Vannunderskudd Vannoverskudd (avrenning) Porøsitet Kapasitet Permeabilitet Kapilaritet Fordampingstap fra mark- og grunnvann Påfylling av mark- og grunnvann T Temperatur P Nedbør Ea Aktuell fordamping (evapotranspirasjon) Ep Potensiell fordamping (evapotranspirasjon)

88

89

90

91

92 Vegetasjonstyper knyttet til Köppens A-klima Ekvatorial /Tropisk regnskog Eviggrønn regnskog med løvfellende trær hele året, stor biodiversitet og stor veksling i treslag. Flere lag i tresjiktet, stor biomasseproduksjon og rask nedbrytning av dødt organisk materiale, bunnsjiktet svakt utviklet på grunn av liten lystilgang.

93 Vegetasjonstyper knyttet til Köppens A-klima Ekvatorial /Tropisk regnskog Eviggrønn regnskog med løvfellende trær hele året, stor biodiversitet og stor veksling i treslag. Flere lag i tresjiktet, stor biomasseproduksjon og rask nedbrytning av dødt organisk materiale, bunnsjiktet svakt utviklet på grunn av liten lystilgang. Tropisk skog Delvis eviggrønn skog, der enkelttrær i toppsjiktet feller bladene i tørkeperioden som kan vare 2-3 måneder. Tropisk fjellskog Tresavanne Løvfellende, grønn i den fuktige perioden Høygress-savanne Tørkeperiode 3 5 måneder Kortgress-savanne Tørkeperiode 5 7 måneder Monsunskog Eviggrønn tropisk skog nær på det samme som tropisk regnskog Regngrønn tropisk skog er den egentlige monsunskogen Tørkeskog Mangrovevegetasjon Eviggrønn skog med liten variasjon

98 Nordlig polarsirkel Nordlig vendekrets Ekvator Sørlig vendekrets A-klima Alle månedsmiddeltemperaturer høyere enn 18 C. Dvs: Ingen kald årstid Stor årlig nedbør - stor årlig fordamping Beskjeden årstidsvariasjon Af: Ekvatorialt/tropisk fuktig klima, Am: Monsunklima/kystpassatklima Aw: Tropisk vekselfuktig klima (Savanneklima)

99 Arusha, Tanzania Aw 3 O 24 S 36 O E 1387 m o.h. Årsmiddeltemperatur 26,5 O C Årstemperaturamplitude 4,1 O C Årsmiddelnedbør 1190 mm..

100 Kilimanjaro Savanne SV Tett befolket Oppdyrket Frostgrussone Alpint gressland Skog Kibokrateret Snø Tansania Kenya m o.h km NØ os o 37 o Ø 37 30' Ø Shira 3934 Kibokrateret 5000 Uhuru Mawensi Kenya Nedbør i mm/år Kibo Moshi km Moshi Snø Frostgrus Alpint gressland Skog Tett bosetning/dyrket mark Savanne

101

102

103 WALTERS KLIMADIAGRAM Stasjonsnavn, med høyde over havet i m og antall observasjonsår i ( ) Med midlere månedsnedbør større enn 100 mm, reduseres skalaen til 1/10 (svart) Osmaniye (120 m) 18.0 o C 765 T o C mm (8) Midlere årstemperatur (T) Midlere 10 månedstemperatur (t o C) Nordlige halvkule J F M A M J J A S O N D Sørlige halvkule J A S O N D J F M A M J Midlere total årsnedbør (P mm) Fuktig periode, regntid (humid) Tørke periode Arid periode Midlere månedsnedbør (P i mm)

104 Köppens B-klima Nordlig polarsirkel Nordlig vendekrets Ekvator Sørlig vendekrets B-klima BW: Ørkenklima BS: Steppeklima Ørken- og steppe-klimaet bestemmes av forholdet mellom temperatur og nedbør

105 Årsmiddeltemperatur o C Vinternedbør Nedbør hele året Sommernedbø BW (ørken) BS (steppe) BW (ørken) BS (steppe) BW (ørken) BS (steppe) 5 A,C,D (skogklima) A,C,D (skogklima) A,C,D skogklima Årsnedbør i cm Årsnedbør i cm Årsnedbør i cm r = t r = t + 7 r = t + 14 r = 2t r = 2 (t + 7) r = 2 (t + 14)

106 Et forsøk på oppsummering Klima og meteorlogiske prosesser er starten som gir grunnlag for temperatur: VARME og nedbør: VANN som videre styrer landformdannende, jordartsdannede, jordsmonndannende og biologiske prosesser rennende vanns arbeid forvitring hydrolyse (feltspatforvitring, ioneutskifting) Forvitringsjord med Jordsmonnprosesser og jordsmonn Laterittisering Tropisk rødjord/ Tropisk rødgul jord Kalsifisering Tropisk svartjord Jord som med sin sammensetning av kornstørrelse bestemmer porøsitet (vannmagasin, feltkapasitet), kapilaritet, permeabilitet (infiltrasjon) og næringsstoffer med andre ord NATURENS VANNFORVALTNING Jord og klima er også grunnlaget for vegetasjonen og som sammen bestemmer NATURFORHOLDENE eller NATURMILJØET Vann er en meget viktig verdi i naturmiljøet og landskapet, en verdi som menneskene utnytter: Ressursbruk. En ressursbruk som skaper aktører og konflikter som fordrer en god: VANNFORVALTNING