Kuivuusraja

Wikipedia
Ohjattu sivulta Puolikuiva alue
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Kuivuusraja määrittää vuotuiselle sademäärälle sen rajan, missä esimerkiksi aro muuttuu aavikoksi tai metsä aroksi. Yleensä ajatellaan aavikon vuosisademäärärajan olevan luokkaa 150–250 mm ja aron ja metsän rajan olevan noin 500–800 mm. Kuivia alueita on maapallon maa-alasta noin 30–40 %[1]. Monesti kuivat ja kuivahkot alueet jaetaan erittäin kuiviin, kuiviin ja puolikuiviin eli hyperarideihin, arideihin ja semiarideihin[2]. Esimerkki hyperaridista alueesta on Sahara. Arideja ovat Australian aavikot ja semiaridia aluetta Yhdysvaltain preeria[3]. Puolikuivat alueet ovat alttiita aavikoitumiselle ja ajoittaisille, viljelyn pilaavilla kuivuusjaksoille.

Se, millaisia kasveja jossain sademäärässä kasvaa, riippuu myös sademäärän jakaumasta eri vuodenajoille ja lämpötilasta ja sen jakaumasta ja ilman suhteellisesta kosteudesta. Lämpötila on olennainen tekijä, koska se vaikuttaa haihtumiseen. Eri tutkijat ovat aikojen saatossa laatineet lukuisia teorioita siitä, miten kuivuusrajoja määritellään.

Kuivuusraja eli aridisuusraja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Köppenin ilmastoluokituksessa käytettyjä kuivuusrajoja, jotka määräytyvät vuotuisen sademäärän ja keskilämpötilan mukaan. BW aavikko, BS aro ja A, C ja D ovat trooppinen, lämpimänlauhkea ja viileä puita kasvavan alueen ilmasto.

Kuivuusraja eli aridisuusraja määrittää vuotuiselle sademäärälle P rajan, jossa metsä muuttuu ruohoaroksi tai aro aavikoksi. Erään määritelmän mukaan 26 °C vuoden keskilämpötilassa on oltava tasaista vuotuista sadetta yli 8 000 mm, jotta metsä voisi kasvaa. Aavikkoa 26 °C:ssä alle 400 mm sademäärässä. Mutta +6 °C:ssa metsä vaatii vain 260 mm sadetta ja aavikkoa on alle 130 mm:ssä[4].

Kuivuusraja riippuu lämpötilasta ja suurimmasta mahdollisesta haihtumisesta PET:stä. Kuivuusrajaan vaikuttaa myös sateen ennustamattomuus ja epätasainen jakauma eri vuodenaikoina. Jos sadetta tulee runsaasti mutta epätasaisesti eri vuodenaikoina ja vuosina, ilmasto on kuivempi kuin tasaisen sademäärän alueella. Talvisateet kuivattavat ilmastoa, kesäsateet kostuttavat, jos sama sade jakautuu epätasaisesti. Aavikkoa voi olla alue, jolla sataa 500 mm/v, jos sade on erittäin harvinainen mutta raju[5].

Maatalouden kuivuusraja on noin 200–300 mm/v. Kuivan aavikon rajana pidetään monesti 250 mm:ia ja puolikuivan aron rajana 500–600 mm:ia. Metsä vaatii lauhkean vyöhykkeen eteläosassa sadetta 800–900 mm. Puolikuivan alueen Köppenin ilmastotyyppi on aro, BS ja kuivan kostean, jossa sademäärä noin 650–900 mm Cw.

Kuivuusrajojen määrittelyjä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Wladimir Köppenin määritelmä kuivan ja kostean ilmaston rajalle. Kuvassa on R sademäärä senttimetreinä, ei millimetreinä niin kuin yleensä esitetään, ja T lämpötila celsiusasteina.

  • R=2\cdot T Jos sataa pääosin kylmänä vuodenaikana (talvella)
  • R=2\cdot T+14 Jos sataa tasaisesti ympäri vuoden
  • R=2\cdot T+28 Jos sataa pääosin kuumana vuodenaikana (kesällä)

Eräs UNEP:in käyttämä kuivuusiandeksi AI_U perustuu haihtumiseen. P on vuotuinen sademäärä, PET on suurin mahdollinen haihtuminen.

AI_U=\frac{P}{PET}

UNEP on käyttänyt myös venäläisen klimatologi Budykon kehittämää mallia, jossa R on vuosittainen Auringon nettosäteilytase, P vuotuinen sademäärä ja L veden latentti höyrystymislämpö.

AI_B = 100\cdot \frac{R}{LP}

Embergerin kuivuusindeksi Q lasketaan vuosittaisesta sademäärästä P, kylmimmän kuukauden keskilämpötilasta m ja lämpimimmän kuukauden keskilämpötilasta M seuraavasti[6]:

Q=\frac{(2000-P)}{(M^2-m^2)}

Martonnen kuivuusindeksi[7][8]

I_a=\frac{P}{(T+10)}

missä P on sademäärä mm ja T vuoden keskilämpötila °C, mutta kun T←9.9 °C, niin I_a =100

Tämän mukaan

  • Sademäärä < 25 mm I_a < 5 Hyperaridi eli erittäin kuiva. Namibin ja Arabian aavikot.
  • Sademäärä 25–200 mm I_a 5–20 Aridi eli kuiva. Mojaven autiomaa
  • Sademäärä 200–500 mm I_a 20–50 Semiaridi eli puolikuiva. Jotkut alueen Sonoran autiomaassa.

Trewarthan kuivuusraja metsälle ja arolle on

Aron raja=10*(T-10)+3*P,

missä P on kuuden lämpimimmän kuukauden eli kuuden "kesäkuukauden" sademäärien summan osuus koko vuoden sademäärästä. Jos esimerkiksi kuutena lämpimimpänä kuukautena sataa yhteensä 100 mm ja koko vuonna 200 mm, niin p=0.5. T on tässä vuoden keskilämpötila.

Kuivuusluokat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Puolikuivilla alueilla haihtuu yli kaksi kertaa niin paljon kuin sataa. Kuivilla alueilla haihtuu viisinkertainen sademäärä. Kuivuus P/PET on UNEP:in käyttämä kuivuusindeksi[9]. Se on sademäärä P jaettuna vuotuisella maan ja kasvien teoreettisella haihtumisella PET:llä (potentiaalinen evapotranspiraatio)lähde?

Tyyppi Kuivuus
P/PET
Sademääräraja Sademääräraja,
talvisade
Sademääräraja,
kesäsade
 %-osuus
maapallon
kuivasta
alasta
Ala
milj. km²
Kasvukausi Muuta
Hyperaridi (erittäin kuiva) <0,05, <0,03 <100 <50? <100? 7,5 % 10 (1 Bha) 0 10 miljoonaa km², josta 70 % Saharassa, jossa sademäärä joissain kohdin alle 15 mm/v esimerkiksi Egyptin aavikot.
Aridi (kuiva) 0,05/0,03–0,2 100–250 (300?) <200 <400 12,1 % 16,2 1–59  
Semiaridi (puolikuiva) 0,20–0,50 250–500 (300–800?) 200–500 400–600 17,7 % 23,7 60–119 Vastaa lyhytheinäpreeriaa ja pensasaroa.
Kuiva subhumidi,kuiva alikostea <0,65, <0,75 500–750 500–700 600–800 9,9 % 13,2 120–79 Vastaa pitkäheinäpreeriaa, viljavaa, sopivaa sadeviljelylle.
Humidi,kostea >0,65

Tämän mukaan aavikon sademääräraja on 200 mm/v. Aavikoksi määritellään myös alue, jolla PET/P >3,0 tai P/PET <0,33. Aavikolla kasvaa vielä 150 mm:ssa melko paljon kasveja, ja jonkin verran 120 mm:ssa.

Kuivuusrajat Suomessa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Suomessa sataa 400 mm metsänrajalla ja haihtuu 200 mm. Etelärannikolla taas sataa 650-700 mm, mutta haihtuu 425 mm. Tällöin sademäärä riittää teoriassa metsän kasvulle koko maassa. Silti heinäkuun haihdunta on Lounais-Suomessa ja joillain sisäsuomen alueilla sadantaa suurempi[10].

Kuivuusrajat Israelissa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Israelissa kuiva alikostea alue, jolla P/PET=0,5–0,65 saa sadetta 500–750 mm, ja alle 1 400 mm haihtuu. Puolikuivalla alueella P/PET 0,2–0,5 sataa 300–500 mm, ja haihtuu 1 500–1 700 mm vuodessa. Siellä on "Irano-Turanian"-tyypin kasvillisuus, joka on Välimeren ja aavikon kasvillisuuden välimuoto. Kuiva alue P/PET <0,05 saa sadetta 100–300 mm, ja haihduttaa 1 700–1 800 mm. Erittäin kuiva alue P/PET <0,05, sataa 0–90 mm ja haihtuu 1800 – 2800 mm.

Kuivuusrajat Swazimaassa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kuivuusrajat Swazimaan veldillä.

  • humidi (H). Kasvukausi LPG 270–290 päivää; varma sademäärä DAP 1 000–1 200 mm; P keskisademäärä 1 250–1 450 mm. Joitain korkeimpia osia pohjoisesta Yläveldistä (3 % Swazimaasta).
  • subhumidi 2 (SH2). LPG 225–289 päivää; DAP 850–1000 mm; P 1 000–1 250 mm. suurin osa yläveldistä (15 % Swazimaasta).
  • subhumidi 1 (SH1). LPG 180–224 päivää; DAP 700–850 mm; P 850–1 000 mm. Suurin osa ylemmästä keskiveldistä, osa Lebombosta ja yläveldistä (27 % Swazimaasta).
  • Kostea semiaridi 2 (MSA2). LPG 150–179 päivää; DAP 550–700 mm; P 725 –850 mm. Alempi keskiveldi, mutta myös osia t Lebombosta Ylemmästä kaskiveldistä (21 % Swazimaasta).
  • Kostea semiaridi 1 (MSA1). LPG 120–149 päivää; DAP 625–725 P 450–550 mm; alaveldin pohjoisia ja läntisiä osia (23 % Swazimaasta).
  • Kuiva semiaridi (DSA). LPG 100–119 päivää; DAP 400–450 mm; MAP 550–625 mm. Kaakkoinen alaveldi, maan kuivin osa (11 % Swazimaasta).

Ombrotyypit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Rivas Martinezin luokituksessa käytetään ilmaston kosteutta kuvaamaan ombrotyyppiä Io. Ilmaston ombrotyyppi Io lasketaan kaavasta Io = 10x Pp /Tp, jossa Tp keskilämpötila, Pp vuosisademäärä.

  • Ultrahyperaridi <0,1
  • Hyperaridi 0,1–0,3
  • Aridi 0,3–1,0
  • Semiaridi 1,0–2,0
  • Kuiva 2,0–3,6
  • Subhumidi 3,6–7,0
  • Humidi 7,0–14,0
  • Hyperhumidi 14,0–28,0
  • Ultrahyperhumidi >28,0

Kuivuusrajat P/Eo[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Koivuusrajojen laskemisessa voidaan käyttää PET:n sijasta pelkkää evaporaatiota E. eli haihtumista maan pinnasta. Tällöin P/Eo arvot ovat seuravanlaisia[11]

  • Aavikko <0.25, suolakkokasviaavikko 0,1, Artemisia-aavikko 0,14, saksaul- ja pensasaavikko 0,2, Artemisia-aavikolla sataa noin 150 mm, ja haihtuu 1/0.14 eli noin kuusi kertaa enemmän
  • Puoliaavikko P/Eo 0,3-0,4 esim sataa 300-350 mm
  • Aro P/Eo 0,5-0,7, 0,64 niittyaroa
  • Metsäaro 0,65 - 0,82, 0,74 kosteita niittyjä metsän keskellä, 0,66 aroja metsän keskellä
  • Metsä yli 0,84-1,1 --> ainakin 1,8 eli suunnillaan yhtä paljon sataa kuin haihtuu

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Nire.go.jp
  2. cger.nies.go.jp
  3. Greenfacts.org
  4. Kalevi Rikkinen, Maapallon aluemaantiede, Otava 1983, s. 33
  5. Ilkka Hanski, Ekologia, WSOY 1998, s. 78
  6. Biomedcentral.com
  7. Openlearn.open.ac.uk
  8. Uni-frankfurt.de
  9. hapter 2. The world’s drylands
  10. Pohjoisen havumetsän maa, Simo Hannelius, Kullervo Kuusela, Forssan Kirjapaino Oy Forssa 1995, ISBN 951-9026-33-9, s. 21
  11. Velichko 1984, Late quaternery environments of Soviet Union, s 288-289