Klimatologie (von Griechisch, klima, "Platz, Zone"; und,) ist die Studie des Klimas, wissenschaftlich definiert als Wetterbedingungen, die über eine Zeitdauer von der Zeit durchschnittlich sind, und ist ein Zweig der atmosphärischen Wissenschaften. Die Grundkenntnisse des Klimas kann innerhalb der kürzeren Begriff-Wettervorhersage mit analogen Techniken wie der El Niño - Südliche Schwingung (ENSO), Madden-Julian Oscillation (MJO), North Atlantic Oscillation (NAO), Northern Annualar Mode (NAM), die Arktische Schwingung (AO), der Index von Northern Pacific (NP), Pacific Decadal Oscillation (PDO) und Interdecadal Pacific Oscillation (IPO) verwendet werden. Klimamodelle werden für eine Vielfalt von Zwecken von der Studie der Dynamik des Wetters und Klimasystems zu Vorsprüngen des zukünftigen Klimas verwendet.

Geschichte

Die frühste Person, um Klimaveränderung Hypothese aufzustellen, kann der mittelalterliche chinesische Wissenschaftler Shen Kuo (1031-1095) gewesen sein. Shen Kuo hat theoretisiert, dass Klimas, die natürlich über eine enorme Spanne der Zeit, nach dem Beobachten versteinerter Bambusse ausgewechselt sind, Untergrundbahn in der Nähe von Yanzhou (moderner Tag Yan'an, Provinz von Shaanxi), ein für das Wachstum des Bambusses unpassendes Gebiet des trockenen Klimas gefunden haben.

Frühe Klimaforscher schließen Edmund Halley ein, der eine Karte der Passatwinde 1686 nach einer Reise zur südlichen Halbkugel veröffentlicht hat. Benjamin Franklin (1706-1790) erst hat den Kurs des Golfstroms für den Gebrauch im Senden der Post von den Vereinigten Staaten nach Europa kartografisch dargestellt. Francis Galton (1822-1911) hat den Begriff Hochdruckgebiet erfunden. Helmut Landsberg (1906-1985) hat den Gebrauch der statistischen Analyse in der Klimatologie gefördert, die zu seiner Evolution in eine physische Wissenschaft geführt hat.

Verschiedene Annäherungen

Klimatologie wird in einer Vielfalt von Wegen genähert. Paläoklimatologie bemüht sich, vorige Klimas durch das Überprüfen von Aufzeichnungen wie Eiskerne und Baumringe (dendroclimatology) wieder aufzubauen. Paleotempestology verwendet diese dieselben Aufzeichnungen, um zu helfen, Orkan-Frequenz im Laufe Millennien zu bestimmen. Die Studie von zeitgenössischen Klimas vereinigt meteorologische Daten, die im Laufe vieler Jahre, wie Aufzeichnungen des Niederschlags, atmosphärischer und Temperaturzusammensetzung angesammelt sind. Kenntnisse der Atmosphäre und seiner Dynamik werden auch in Modelle aufgenommen, entweder statistisch oder mathematisch, die durch die Integrierung verschiedener Beobachtungen und die Prüfung helfen, wie sie zusammen passen. Das Modellieren wird verwendet, um vorige, gegenwärtige und potenzielle zukünftige Klimas zu verstehen. Historische Klimatologie ist die Studie des Klimas, wie verbunden, mit der menschlichen Geschichte und konzentriert sich so nur auf die letzten paar Tausende Jahre.

Klimaforschung wird schwierig vor den in großem Umfang Perioden der langen Zeit und komplizierten Prozessen gemacht, die Klima regeln. Klima wird durch physische Gesetze geregelt, die als Differenzialgleichungen ausgedrückt werden können. Diese Gleichungen werden verbunden und nichtlinear, so dass ungefähre Lösungen durch das Verwenden numerischer Methoden erhalten werden, globale Klimamodelle zu schaffen. Klima wird manchmal als ein stochastischer Prozess modelliert, aber das wird allgemein als eine Annäherung an Prozesse akzeptiert, die sonst zu kompliziert werden, um zu analysieren.

Indizes

Wissenschaftler verwenden Klimaindizes, die auf mehreren Klimamustern gestützt sind (bekannt als Weisen der Veränderlichkeit) in ihrem Versuch, die verschiedenen Klimamechanismen zu charakterisieren und zu verstehen, die in unserem täglichen Wetter kulminieren. Viel im Weg der Dow Jones wird Industriedurchschnitt, der auf den Aktienpreisen von 30 Gesellschaften basiert, verwendet, um die Schwankungen in der Aktienbörse als Ganzes zu vertreten, Klimaindizes werden verwendet, um die wesentlichen Elemente des Klimas zu vertreten. Klimaindizes werden allgemein mit den Zwillingszielen der Einfachheit und Vollständigkeit ausgedacht, und jeder Index vertritt normalerweise den Status und das Timing des Klimafaktors, den es vertritt. Durch ihre wirkliche Natur sind Indizes einfach, und verbinden viele Details in eine verallgemeinerte, gesamte Beschreibung der Atmosphäre oder des Ozeans, der verwendet werden kann, um die Faktoren zu charakterisieren, die das globale Klimasystem zusammenpressen.

El Niño - südliche Schwingung

El Niño-Southern Oscillation (ENSO) ist ein globales verbundenes Ozeanatmosphäre-Phänomen. Die pazifischen Unterschriften, der El Niño und der La Niña sind wichtige Temperaturschwankungen in Oberflächenwasser des tropischen Östlichen Pazifischen Ozeans. Der Namenel Niño, von den Spaniern für "den kleinen Jungen" bezieht sich auf das Christkind, weil das Phänomen gewöhnlich um die Weihnachtszeit im Pazifischen Ozean von der Westküste Südamerikas bemerkt wird. La Niña bedeutet "das kleine Mädchen". Ihre Wirkung auf das Klima in den Subtropen und den Wendekreisen ist tief. Die atmosphärische Unterschrift, Southern Oscillation (SO) widerspiegelt die Monats- oder Saisonschwankungen im Luftdruck-Unterschied zwischen Tahiti und Darwin. Das neuste Ereignis von El Niño hat im September 2006 angefangen und hat bis zum Anfang 2007 gedauert.

ENSO ist eine Reihe von aufeinander wirkenden Teilen eines einzelnen globalen Systems von verbundenen Ozeanatmosphäre-Klimaschwankungen, die demzufolge des ozeanischen und atmosphärischen Umlaufs geschehen. ENSO ist die prominenteste bekannte Quelle der zwischenjährlichen Veränderlichkeit im Wetter und Klima um die Welt. Der Zyklus kommt alle zwei bis sieben Jahre mit El Niño vor, der neun Monate zu zwei Jahren innerhalb des längeren Begriff-Zyklus dauert, obwohl nicht alle Gebiete allgemein betroffen werden. ENSO hat Unterschriften im Pazifik, Atlantischen und Indianerozeanen.

Im Pazifik, während warmer Hauptereignisse, streckt sich das Wärmen von El Niño über viel vom tropischen Pazifik aus und wird klar verbunden mit SO Intensität. Während ENSO Ereignisse grundsätzlich in der Phase zwischen den Pazifischen und Indianerozeanen sind, bleiben ENSO Ereignisse im Atlantischen Ozean hinter denjenigen im Pazifik um 12-18 Monate zurück. Viele der durch ENSO Ereignisse am meisten betroffenen Länder sind Entwicklungsländer innerhalb von tropischen Abteilungen von Kontinenten mit Wirtschaften, die auf ihre landwirtschaftlichen Sektoren und Fischerei-Sektoren als eine Hauptquelle der Nahrungsmittelversorgung, Beschäftigung und fremden Währung größtenteils abhängig sind. Neue Fähigkeiten, den Anfall von ENSO Ereignissen in den drei Ozeanen vorauszusagen, können globale sozioökonomische Einflüsse haben. Während ENSO ein globaler und natürlicher Teil des Klimas der Erde ist, ob sich seine Intensität oder Frequenz infolge der Erderwärmung ändern können, ist eine wichtige Sorge. Niederfrequente Veränderlichkeit ist gezeigt worden: die Quasi-Decadal-Schwingung (QDO). Die Modulation der Inter-decadal (ID) von ENSO (von PDO oder IPO) könnte bestehen. Das konnte den so genannten in die Länge gezogenen ENSO des Anfangs der 1990er Jahre erklären.

Verrückt-machen Sie Schwingung-Julian

Madden-Julian Oscillation (MJO) ist ein äquatoriales Reisen-Muster des anomalen Niederschlags, der in der Skala planetarisch ist. Es wird durch einen östlichen Fortschritt von großen Gebieten sowohl des erhöhten als auch unterdrückten tropischen Niederschlags, beobachtet hauptsächlich über die Pazifischen und Indianerozeane charakterisiert. Der anomale Niederschlag ist gewöhnlich offensichtlich über den westlichen Indischen Ozean erst, und bleibt offensichtlich, weil es sich über das sehr warme Ozeanwasser des westlichen und zentralen tropischen Pazifiks fortpflanzt. Dieses Muster des tropischen Niederschlags wird dann allgemein sehr undefinierbar, weil es das kühlere Ozeanwasser des östlichen Pazifiks zur Seite rückt, aber über die tropischen Atlantischen und Indianerozeane wieder erscheint. Der nassen Phase der erhöhten Konvektion und des Niederschlags wird von einer trockenen Phase gefolgt, wo Konvektion unterdrückt wird. Jeder Zyklus dauert etwa 30-60 Tage. Der MJO ist auch bekannt als die Schwingung des 30-60 Tages, die Welle von 30-60 Tag oder Intrasaisonschwingung.

North Atlantic Oscillation (NAO)

Indizes des NAO basieren auf dem Unterschied des normalisierten Meeresspiegel-Drucks (SLP) zwischen Ponta Delgada, den Azoren und Stykkisholmur/Reykjavik, Island. Die SLP Anomalien an jeder Station wurden von der Abteilung jedes Saisonmitteldrucks durch das langfristige bösartige (1865-1984) Standardabweichung normalisiert. Normalisierung wird getan, um die Reihe zu vermeiden, durch die größere Veränderlichkeit der nördlichen von den zwei Stationen beherrscht zu werden. Positive Werte des Index zeigen als Durchschnitt stärkeren westerlies über die mittleren Breiten an.

Northern Annular Mode (NAM) oder Arctic Oscillation (AO)

Der NAM oder AO, wird als der erste EOF des Nordhemisphäre-Winters SLP Daten von den Wendekreisen und Subtropen definiert. Es erklärt 23 % des durchschnittlichen Winters (Dezember-März) Abweichung, und es wird durch die NAO Struktur im Atlantik beherrscht. Obwohl es einige feine Unterschiede zum Regionalmuster über das Atlantische und Arktische gibt, ist der Hauptunterschied größere Umfang-Anomalien über den Nördlichen Pazifik desselben Zeichens wie diejenigen über den Atlantik. Diese Eigenschaft gibt dem NAM einen mehr Ring-(oder zonenartig symmetrisch) Struktur.

Index von Northern Pacific (NP)

Der NP Index ist der bereichsbelastete Meeresspiegel-Druck über Gebiet 30N-65N, 160E-140W.

Pacific Decadal Oscillation (PDO)

Der PDO ist ein Muster der Pazifischen Klimaveränderlichkeit, die Phasen auf mindestens inter-decadal zeitlicher Rahmen, gewöhnlich ungefähr 20 bis 30 Jahre auswechselt. Der PDO wird als warmes oder kühles Oberflächenwasser im Pazifischen Ozean, nördlich von 20 ° N entdeckt. Während einer "warmen" oder "positiven", Phase wird der westliche Pazifik kühl, und ein Teil des Ostozeans erwärmt sich; während einer "kühlen" oder "negativen" Phase kommt das entgegengesetzte Muster vor. Der Mechanismus, durch den das Muster im Laufe mehrerer Jahre dauert, ist nicht identifiziert worden; ein Vorschlag ist, dass eine dünne Schicht von warmem Wasser während des Sommers tieferes kaltes Wasser beschirmen kann. Ein PDO-Signal ist bis 1661 durch Baumring-Chronologien im Baja Gebiet von Kalifornien wieder aufgebaut worden.

Interdecadal Pacific Oscillation (IPO)

Die Interdecadal Pazifische Schwingung (IPO oder Personalausweis) zeigt ähnliche Seeoberflächentemperatur (SST) und Meeresspiegel-Druck-Muster zum PDO mit einem Zyklus von 15-30 Jahren, aber betrifft sowohl den nördlichen als auch südlichen Pazifik. Im tropischen Pazifik werden SST maximale Anomalien weg vom Äquator gefunden. Das ist von der Quasi-Decadal-Schwingung (QDO) mit einer Periode von 8-12 Jahren und SST maximalen Anomalien ziemlich verschieden, die auf dem Äquator so rittlings sitzen, ENSO ähnelnd.

Modelle

Klimamodelle verwenden quantitative Methoden, die Wechselwirkungen der Atmosphäre, der Ozeane, der Landoberfläche und des Eises vorzutäuschen. Sie werden für eine Vielfalt von Zwecken von der Studie der Dynamik des Wetters und Klimasystems zu Vorsprüngen des zukünftigen Klimas verwendet. Das ganze Klimamustergleichgewicht, oder balancieren sehr fast, eingehende Energie als Kurzwelle (einschließlich des sichtbaren) elektromagnetische Radiation zur Erde mit der aus dem Amt schiedest Energie als Langwelle elektromagnetische (infrarot)-Radiation von der Erde. Jede Unausgeglichenheit läuft auf eine Änderung in der durchschnittlichen Temperatur der Erde hinaus.

Die am meisten geredeten - über Modelle von letzten Jahren sind diejenigen gewesen, die Temperatur mit Emissionen des Kohlendioxyds verbinden (sieh Treibhausgas). Diese Modelle sagen einen Aufwärtstrend in der Oberflächentemperaturaufzeichnung, sowie eine raschere Zunahme in der Temperatur an höheren Breiten voraus.

Modelle können sich vom relativ einfachen bis ziemlich komplizierten erstrecken:

• Ein einfaches leuchtendes Wärmeübertragungsmodell, das die Erde als ein einzelner Punkt und Durchschnitte aus dem Amt scheiden Energie behandelt
• das kann vertikal (Strahlungs-Convective-Modelle), oder horizontal ausgebreitet werden
• schließlich, (verbundenes) Atmosphäre-Ozeanmeer kühlen globale Klimamodelle discretise mit Eis und lösen die vollen Gleichungen für die Masse und die Energieübertragung und den leuchtenden Austausch.

Unterschiede mit der Meteorologie

Im Gegensatz zur Meteorologie, die sich auf kurzfristige Wettersysteme konzentriert, die bis zu ein paar Wochen dauern, studiert Klimatologie die Frequenz und Tendenzen jener Systeme. Es studiert die Periodizität von Wetterereignissen im Laufe Jahre zu Millennien, sowie ändert sich in langfristige durchschnittliche Wettermuster in Bezug auf atmosphärische Bedingungen., diejenigen, die Klimatologie üben, studieren sowohl die Natur von Klimas - lokal, regional oder global - als auch den natürlichen oder von den Menschen veranlassten Faktoren, die Klimas veranlassen sich zu ändern. Klimatologie denkt die Vergangenheit und kann helfen, zukünftige Klimaveränderung vorauszusagen.

Phänomene vom klimatologischen Interesse schließen die atmosphärische Grenzschicht, Umlauf-Muster, Wärmeübertragung (Strahlungs-, convective und latent), Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre und den Ozeanen und der Landoberfläche (besonders Vegetation, Landgebrauch und Topografie), und die chemische und physische Zusammensetzung der Atmosphäre ein.

Verwenden Sie in der Wettervorhersage

Eine mehr komplizierte Weise, eine Vorhersage zu machen, verlangt die analoge Technik das Erinnern an ein vorheriges Wetterereignis, das, wie man erwartet, durch ein kommendes Ereignis nachgeahmt wird. Was es macht, ist eine schwierige Technik, um zu verwenden, dass es selten ein vollkommenes Analogon für ein Ereignis in der Zukunft gibt. Etwas Anruf dieser Typ, Muster-Anerkennung vorauszusagen, die eine nützliche Methode bleibt, Niederschlag über die Datenleere wie Ozeane mit Kenntnissen dessen zu beobachten, wie sich Satellitenbilder auf Niederschlag-Raten über das Land, sowie die Vorhersage von Niederschlag-Beträgen und den Vertrieb in der Zukunft beziehen. Eine Schwankung auf diesem Thema wird in der Mittleren Reihe-Vorhersage verwendet, die als teleconnections bekannt ist, wenn Sie Systeme in anderen Positionen verwenden, um zu helfen, unten die Position eines anderen Systems innerhalb des Umgebungsregimes zu befestigen. Eine Methode, teleconnections zu verwenden, ist durch das Verwenden von Klimaindizes wie ENSO-zusammenhängende Phänomene.

Siehe auch

• Biogeochemie
• Klima
• Klimavorhersagezentrum
• Edmund Halley
• Geophysik
• Helmut Landsberg
• Liste von Klimawissenschaftlern
• Meteorologie
• Nationales klimatisches Datenzentrum
• Paläoklimatologie
• Paleotempestology
• Pangaea Entdeckungsreise
• Tornado-Klimatologie
• Tropische Zyklon-Niederschlag-Klimatologie
• Städtische Klimatologie

Links

• Das Klima der Erde - Zentrum nationaler de la recherche scientifique (CNRS - Frankreich)
• Klimatologie-Nachrichten Tägliche Veröffentlichung mit Nachrichten in allen Gebieten der Klimatologie plus freie Nachrichten fressen für Webmaster.

Klimavorhersagezentrum

• KNMI Klimaforscher Die Königlichen Niederlande die Klimaforscher-Graphen des meteorologischen Instituts klimatologische Beziehungen von räumlichen und zeitlichen Daten.
• Klimatologie als ein Beruf Amer. Inst. der Physik-Rechnung der Geschichte der Disziplin der Klimatologie im 20. Jahrhundert