La classification climatique, la formalisation de systèmes qui reconnaissent, clarifient et simplifient les similitudes et les différences climatiques entre les zones géographiques afin d'améliorer la compréhension scientifique des climats. De tels systèmes de classification reposent sur des efforts qui trient et regroupent de grandes quantités de données environnementales pour découvrir des modèles entre des processus climatiques en interaction. Toutes ces classifications sont limitées car deux zones ne sont pas soumises aux mêmes forces physiques ou biologiques exactement de la même manière. La création d'un schéma climatique individuel suit une approche génétique ou empirique.
Considérations générales
Le climat d'une région est la synthèse des conditions environnementales (sols, végétation, météo, etc.) qui y ont régné sur une longue période. Cette synthèse implique à la fois des moyennes des éléments climatiques et des mesures de variabilité (telles que les valeurs extrêmes et les probabilités). Le climat est un concept complexe et abstrait impliquant des données sur tous les aspects de l'environnement terrestre. En tant que tel, on ne peut pas dire que deux localités sur Terre ont exactement le même climat.
Néanmoins, il est évident que, sur des zones restreintes de la planète, les climats varient dans une gamme limitée et que les régions climatiques sont perceptibles au sein desquelles une certaine uniformité est apparente dans les modèles des éléments climatiques. De plus, des régions du monde largement séparées possèdent des climats similaires lorsque l'ensemble des relations géographiques se produisant dans une région est parallèle à celle d'une autre. Cette symétrie et cette organisation de l'environnement climatique suggèrent une régularité et un ordre mondial sous-jacent dans les phénomènes à l'origine du climat (tels que les modèles de rayonnement solaire entrant, la végétation, les sols, les vents, la température et les masses d'air). Malgré l'existence de tels modèles sous-jacents, la création d'un schéma climatique précis et utile est une tâche ardue.
Premièrement, le climat est un concept multidimensionnel et il n'est pas évident de décider laquelle des nombreuses variables environnementales observées doit être choisie comme base de la classification. Ce choix doit être fait pour un certain nombre de raisons, à la fois pratiques et théoriques. Par exemple, l'utilisation d'un trop grand nombre d'éléments différents ouvre la possibilité que la classification comporte trop de catégories pour être facilement interprétée et que de nombreuses catégories ne correspondent pas à des climats réels. De plus, les mesures de nombreux éléments du climat ne sont pas disponibles pour de grandes régions du monde ou n'ont été collectées que pendant une courte période. Les principales exceptions sont les données sur le sol, la végétation, la température et les précipitations, qui sont plus largement disponibles et ont été enregistrées pendant de longues périodes.
Le choix des variables est également déterminé par le but de la classification (par exemple pour rendre compte de la distribution de la végétation naturelle, pour expliquer les processus de formation des sols ou pour classer les climats en termes de confort humain). Les variables pertinentes dans la classification seront déterminées à cette fin, de même que les valeurs seuils des variables choisies pour différencier les zones climatiques.
Une deuxième difficulté résulte de la nature généralement progressive des changements des éléments climatiques à la surface de la Terre. Sauf dans des situations inhabituelles dues aux chaînes de montagnes ou aux côtes, la température, les précipitations et d'autres variables climatiques ont tendance à ne changer que lentement sur la distance. En conséquence, les types de climat ont tendance à changer imperceptiblement à mesure que l'on se déplace d'un endroit à la surface de la Terre à un autre. Choisir un ensemble de critères pour distinguer un type climatique d'un autre équivaut donc à tracer une ligne sur une carte pour distinguer la région climatique possédant un type de celle ayant l'autre. Bien que cela ne diffère en rien de nombreuses autres décisions de classification que l'on prend régulièrement dans la vie quotidienne, il faut toujours se rappeler que les frontières entre les régions climatiques adjacentes sont placées de manière quelque peu arbitraire à travers des régions de changement continu et progressif et que les zones définies à l'intérieur de ces limites sont loin d'être homogènes du point de vue de leurs caractéristiques climatiques.
La plupart des schémas de classification sont destinés à une application à l'échelle mondiale ou continentale et définissent des régions qui sont des subdivisions majeures de continents de centaines à des milliers de kilomètres de diamètre. Ceux-ci peuvent être appelés macroclimats. Non seulement il y aura des changements lents (de humide à sec, chaud à froid, etc.) à travers une telle région en raison des gradients géographiques des éléments climatiques sur le continent dont la région fait partie, mais il existera des mésoclimats dans ces régions associées à des processus climatiques se produisant à une échelle de dizaines à des centaines de kilomètres qui sont créés par les différences d'altitude, l'aspect des pentes, les plans d'eau, les différences de couverture végétale, les zones urbaines, etc. Les mésoclimats, à leur tour, peuvent être résolus en de nombreux microclimats, qui se produisent à des échelles de moins de 0,1 km (0,06 mile), comme dans les différences climatiques entre les forêts, les cultures et le sol nu, à différentes profondeurs dans un couvert végétal, à différentes profondeurs dans le sol, sur les différents côtés d'un bâtiment, etc.
Malgré ces limites, la classification du climat joue un rôle clé en tant que moyen de généraliser la répartition géographique et les interactions entre les éléments climatiques, d'identifier les mélanges d'influences climatiques importantes pour divers phénomènes climatiquement dépendants, de stimuler la recherche pour identifier les processus de contrôle du climat, et, en tant qu'outil éducatif, pour montrer certaines des façons dont les régions éloignées du monde sont à la fois différentes et similaires à leur propre région d'origine.
Approches de la classification climatique
Les premières classifications climatiques connues étaient celles de l'époque grecque classique. Ces schémas divisaient généralement la Terre en zones latitudinales sur la base des parallèles significatifs de 0 °, 23,5 ° et 66,5 ° de latitude (c'est-à-dire l'équateur, les tropiques du Cancer et du Capricorne, et les cercles arctique et antarctique, respectivement) et sur la durée de la journée. La classification climatique moderne a ses origines au milieu du 19e siècle, avec les premières cartes publiées de la température et des précipitations à la surface de la Terre, qui ont permis le développement de méthodes de regroupement climatique qui utilisaient les deux variables simultanément.
De nombreux schémas différents de classification du climat ont été conçus (plus de 100), mais tous peuvent être largement différenciés en tant que méthodes empiriques ou génétiques. Cette distinction est basée sur la nature des données utilisées pour la classification. Les méthodes empiriques utilisent des données environnementales observées, telles que la température, l'humidité et les précipitations, ou de simples quantités qui en dérivent (telles que l'évaporation). En revanche, une méthode génétique classe le climat en fonction de ses éléments causaux, de l'activité et des caractéristiques de tous les facteurs (masses d'air, systèmes de circulation, fronts, courants-jets, rayonnement solaire, effets topographiques, etc.) qui donnent lieu à la modèles spatiaux et temporels des données climatiques. Par conséquent, alors que les classifications empiriques sont largement descriptives du climat, les méthodes génétiques sont (ou devraient être) explicatives. Malheureusement, les schémas génétiques, bien que scientifiquement plus souhaitables, sont intrinsèquement plus difficiles à mettre en œuvre car ils n'utilisent pas de simples observations. En conséquence, ces programmes sont à la fois moins courants et moins efficaces dans l'ensemble. De plus, les régions définies par les deux types de schémas de classification ne correspondent pas nécessairement; en particulier, il n'est pas rare que des formes climatiques similaires résultant de différents processus climatiques soient regroupées selon de nombreux schémas empiriques communs.
Classifications génétiques
Les classifications génétiques regroupent les climats par leurs causes. Parmi ces méthodes, trois types peuvent être distingués: (1) ceux basés sur les déterminants géographiques du climat, (2) ceux basés sur le bilan énergétique de surface, et (3) ceux dérivés de l'analyse de la masse d'air.
Dans la première classe, il existe un certain nombre de schémas (en grande partie les travaux de climatologues allemands) qui classent les climats en fonction de facteurs tels que le contrôle latitudinal de la température, la continentalité par rapport aux facteurs influencés par l'océan, l'emplacement par rapport aux pressions et aux ceintures de vent, et les effets des montagnes. Ces classifications partagent toutes une lacune commune: elles sont qualitatives, de sorte que les régions climatiques sont désignées de manière subjective plutôt que par suite de l'application d'une formule de différenciation rigoureuse.
Un exemple intéressant d'une méthode basée sur le bilan énergétique de la surface de la Terre est la classification de 1970 de Werner H. Terjung, un géographe américain. Sa méthode utilise des données pour plus de 1 000 emplacements dans le monde sur le rayonnement solaire net reçu à la surface, l'énergie disponible pour évaporer l'eau et l'énergie disponible pour chauffer l'air et le sous-sol. Les schémas annuels sont classés en fonction de l'apport énergétique maximal, de la plage annuelle des intrants, de la forme de la courbe annuelle et du nombre de mois avec des amplitudes négatives (déficits énergétiques). La combinaison des caractéristiques d'un emplacement est représentée par une étiquette composée de plusieurs lettres avec des significations définies, et des régions ayant des climats de rayonnement net similaires sont cartographiées.
Cependant, les systèmes génétiques les plus largement utilisés sont probablement ceux qui utilisent des concepts de masse d'air. Les masses d'air sont de grandes masses d'air qui, en principe, possèdent des propriétés relativement homogènes de température, d'humidité, etc., à l'horizontale. La météo de certains jours peut être interprétée en fonction de ces caractéristiques et de leurs contrastes sur les fronts.
Deux géographes-climatologues américains ont été les plus influents dans les classifications basées sur la masse d'air. En 1951, Arthur N. Strahler a décrit une classification qualitative basée sur la combinaison des masses d'air présentes à un endroit donné tout au long de l'année. Quelques années plus tard (1968 et 1970), John E. Oliver a placé ce type de classification sur une base plus solide en fournissant un cadre quantitatif qui a désigné des masses d'air et des combinaisons de masses d'air particulières comme «dominantes», «sous-dominantes» ou «saisonnières» en particulier. Emplacements. Il a également fourni un moyen d'identifier les masses d'air à partir de diagrammes de température mensuelle moyenne et de précipitations tracées sur un «diagramme thermohyet», une procédure qui élimine le besoin de données en altitude moins communes pour effectuer la classification.
