Ilman lämpötilan ja sademäärän kuukausittaiset keskiarvot voivat kuvata sääaseman ja sen lähialueen ilmastoa melko tarkasti. Tutkiakseen ilmastoja maailmanlaajuisesta näkökulmasta ilmastotieteilijät luokittelevat nämä arvot eri ilmastotyyppeihin. Tämä luokittelu edellyttää sellaisten sääntöjen kehittämistä, joita käytetään kuukausittaisten lämpötila- ja sademääräarvojen tarkastelussa. Soveltamalla sääntöjä ilmastotutkija voi käyttää kunkin aseman tietoja määrittääkseen ilmaston, johon se kuuluu.

Tässä oppikirjassa tunnistetaan 13 erilaista ilmastotyyppiä, jotka on suunniteltu ymmärrettäviksi ja selitettäviksi ilmamassojen liikkeillä ja rintamavyöhykkeillä – toisin sanoen eri alueiden vuoden mittaan kokeman sään perusteella. Ilmamassat luokitellaan sen lähtöalueen yleisen leveysasteen mukaan, joka määrää ilmamassan lämpötilan, ja sen pintatyypin – maa tai valtameri – mukaan kyseisellä alueella, joka säätelee kosteuspitoisuutta. Koska ilmamassan ominaisuudet säätelevät kahta tärkeintä ilmastomuuttujaa – lämpötilaa ja sademäärää – voimme selittää ilmastoa ilmamassojen avulla. Lisäksi siellä, missä erilaiset ilmamassat ovat kosketuksissa toisiinsa, muodostuu rintamavyöhykkeitä. Näiden rintamavyöhykkeiden sijainti muuttuu vuodenaikojen mukaan. Ilmamassojen ja rintamavyöhykkeiden kausittaiset liikkeet vaikuttavat näin ollen lämpötilan ja sademäärän vuotuisiin sykleihin myös tietyissä paikoissa, erityisesti keski- ja korkeilla leveysasteilla.

Säännöt, jotka määrittelevät ilmastotyypit tässä tekstissä, perustuvat analyysiin siitä, miten maaperän pidättämän kosteuden määrä vaihtelee vuoden mittaan, mikä määräytyy ilman lämpötilan ja sademäärän perusteella. Keskustelussamme ei tässä yhteydessä keskitytä erityisiin ilmastosääntöihin, vaan sen sijaan keskitytään osoittamaan, miten luokittelu seuraa varsin luontevasti niiden prosessien ymmärtämisestä, jotka aiheuttavat lämpötilan ja sademäärän vaihtelua eri puolilla maapalloa.

Kuvassa 7.9 on esitetty kaavamainen kaavio ilmamassalähdealueista, joita käytetään tässä luvussa kuvattujen 13 ilmastotyypin yhteydessä. Olemme jakaneet tämän kaavion globaaleihin kaistoihin, jotka sisältävät kolme laajaa ilmastoryhmää: matalilla leveysasteilla (ryhmä I), keskileveysasteilla (ryhmä II) ja korkeilla leveysasteilla (ryhmä III), jotka on kuvattu lyhyesti seuraavasti.

• Ryhmä I: Matalilla leveysasteilla vallitsevat ilmastot. Matalien leveysasteiden ilmastojen aluetta (ryhmä I) hallitsevat mannermaisen trooppisen (cT), merellisen trooppisen (mT) ja merellisen päiväntasaajan (mE) ilmamassojen lähtöalueet. Nämä lähdealueet liittyvät kolmeen ilmeisimpään ilmakehän piirteeseen, jotka esiintyvät niiden leveyspiireillä: kahteen subtrooppiseen korkeapainevyöhykkeeseen ja ekvatoriaaliseen kaukaloon intertrooppisella konvergenssivyöhykkeellä (ITCZ). Polaarista alkuperää oleva ilma tunkeutuu toisinaan matalien leveysasteiden ilmastoalueille. Itäaallot ja trooppiset syklonit ovat tärkeitä sääjärjestelmiä myös tässä ilmastoryhmässä.
• Ryhmä II: Keskileveysasteiden ilmastot. Keskileveysasteiden ilmastojen alue (ryhmä II) sijaitsee polaarisella
  rintamavyöhykkeellä – vyöhykkeellä, jossa eri ilmamassojen välinen vuorovaikutus on voimakasta. Tällä vyöhykkeellä napaa kohti liikkuvat trooppiset ilmamassat ja päiväntasaajan suuntaan liikkuvat polaariset ilmamassat ovat kosketuksissa keskenään. Keskileveyspiirien syklonit ovat polaaririntaman tavanomaisia piirteitä, ja tällä vyöhykkeellä voi olla samanaikaisesti jopa kymmenkunta keskileveyspiirien syklonia ympäri maapalloa.
• Ryhmä III: Korkean leveyspiirin ilmastot. Korkean leveyspiirin ilmastojen aluetta (ryhmä III) hallitsevat polaariset ja arktiset (myös antarktiset) ilmamassat. Arktisella vyöhykkeellä 60. ja 70. leveyspiirin välisellä alueella mannermaiset polaariset ilmamassat kohtaavat arktiset ilmamassat arktisella rintamavyöhykkeellä, mikä synnyttää sarjan itään suuntautuvia keskileveyspiirien sykloneita. Eteläisellä pallonpuoliskolla subantarktisella vyöhykkeellä ei ole mantereisen polaarisen ilmamassan lähdealueita, vaan ainoastaan yksi suuri merellinen lähdealue merellisen polaarisen ilmamassan (mP) lähdealue. Napojen keskellä sijaitseva Etelämanner tarjoaa yhden ainoan suuren lähteen äärimmäisen kylmälle ja kuivalle antarktiselle ilmamassalle (cAA). Nämä kaksi ilmamassaa ovat vuorovaikutuksessa keskenään antarktisen rintaman vyöhykkeellä.

Kussakin näistä kolmesta ilmastoryhmästä on useita ilmastotyyppejä (tai yksinkertaisesti ilmastoja) – neljä matalilla leveysasteilla esiintyvää ilmastoa (ryhmä I), kuusi keskileveysasteilla esiintyvää ilmastoa (ryhmä II) ja kolme korkeilla leveysasteilla esiintyvää ilmastoa (ryhmä III) – eli yhteensä 13 ilmastotyyppiä. Jokaisella ilmastolla on nimi ja numero. Nimi kuvaa ilmaston yleistä luonnetta ja viittaa myös sen maailmanlaajuiseen sijaintiin. Numeron avulla ilmasto voidaan tunnistaa kartoista ja kaavioista. Tekstissä käytämme kätevyyden vuoksi sekä ilmaston nimeä että numeroa.

Ilmastojen maailmankartta, kuva 7.10, osoittaa ilmastotyyppien todellisen jakautumisen maanosiin.

KUIVAT JA KOSTEAT ILMASTOT

Kahdta lukuun ottamatta kaikki 13 ilmastotyypistä luokitellaan joko kuiviin tai kosteisiin ilmastoihin. Kuivat ilmastot ovat ilmastoja, joissa vuotuinen kokonaiskosteuden haihtuminen maaperästä ja kasvien lehdistä ylittää huomattavasti vuotuisen sademäärän. Yleisesti ottaen kuivissa ilmastoissa ei ole pysyvästi virtaavia puroja.

Maaperä on kuivaa suurimman osan vuodesta, ja maan pinnalla on vain harva kasvipeite – hajanaisia ruohoja tai pensaita – tai kasvipeite yksinkertaisesti puuttuu. Kosteat ilmastot ovat ilmastoja, joissa sademäärä riittää pitämään maaperän kosteana suurimman osan vuodesta ja ylläpitämään suurempien purojen ympärivuotista virtausta. Kosteat ilmastot tukevat monenlaisia metsiä tai tiheiden, korkeiden ruohojen muodostamia preerioita.

Kuivien ilmastojen sisällä on laaja kuivuuden vaihteluväli, joka ulottuu hyvin kuivista aavikoista, joissa ei ole juuri lainkaan kasveja, kosteampiin alueisiin, joilla kasvaa osittain ruohoja tai pensaita. Viittaamme kahteen kuivan ilmaston alatyyppiin: (1) puolikuiva (tai aro) ja (2) kuiva. Puolikuiva (aro) alatyyppi, joka on merkitty s-kirjaimella, sijaitsee kosteiden ilmastojen vieressä. Sen sademäärä riittää harvojen ruohojen ja pensaiden ylläpitämiseen. Aridi alatyyppi, jota merkitään a-kirjaimella, vaihtelee erittäin kuivista ilmastoista lähes puolikuiviin ilmastoihin.

Lisäksi kahta 13 ilmastostamme ei voida kuvata tarkasti joko kuivaksi tai kosteaksi ilmastoksi. Nämä ovat märkä-kuiva trooppinen 3 ja Välimeren 7 ilmastotyyppi. Sen sijaan niissä esiintyy kausittaista vaihtelua erittäin märän ja erittäin kuivan kauden välillä. Tämä vuodenaikojen silmiinpistävä vastakkainasettelu antaa näille kahdelle ilmastotyypille erityisluonteen, ja siksi olemme nostaneet ne erikseen esiin märkä-kuiviksi ilmastotyypeiksi.

KORKEAKOULUJEN ILMASTOT

Vuoristoalueilla ja ylätasangoilla vallitsee ympäröivien alankoalueiden ilmastosta poikkeava ilmasto. Ne ovat yleensä viileitä tai kylmiä, koska ilman lämpötila ilmakehässä yleensä laskee korkeuden myötä. Ne ovat yleensä myös kosteita, ja ne muuttuvat kosteammiksi korkeammilla paikoilla orografisten sateiden lisääntyessä.

Ylänköalueiden vuotuinen lämpötilajakso sekä kosteiden ja kuivien vuodenaikojen ajankohdat ovat yleensä peräisin ympäröivän alankoalueen ilmastosta. Esimerkiksi Intian pääkaupunki New Delhi sijaitsee Gangesin alankoalueella, kun taas Simla, vuoristoalue, joka suojaa kuumalta säältä, sijaitsee noin 2200 metrin korkeudessa Himalajan juurella.

Kun New Delhissä kuuman kauden keskilämpötila on yli 32 °C, Simlassa nautitaan miellyttävistä 18 °C:n lämpötiloista (64 °F). Huomaa kuitenkin, että kuvassa 7.12 esitetyt kaksi lämpötilajaksoa ovat muodoltaan melko samanlaisia, ja tammikuu on molempien minimikuukausi. Myös vuotuiset sadesyklit ovat muodoltaan samankaltaisia, mutta Simlassa sataa yli kaksi kertaa enemmän kuin New Delhissä.

Ylänköilmaston esimerkin avulla voidaan myös havainnollistaa ilmastograafin käyttöä – kätevän kuvallisen laitteen, joka näyttää paikan kuukausittaisen keskimääräisen ilmalämpötilan vuotuiset syklit ja kuukausittaisen keskimääräisen sademäärän sekä eräitä muitakin käyttökelpoisia tietoja (kuva 7.12). Käytämme usein ilmastograafia antaaksemme esimerkkejä 13 ilmastotyypistä, joita käsitellään tämän luvun loppuosassa.

KOPPENIN ILMASTONJÄRJESTELMÄ

Vaihtoehtoinen ilmastoluokitus on itävaltalaisen ilmastotieteilijän Vladimir Koppenin vuonna 1918 kehittämä ja Geigerin ja Pohlin vuonna 1953 muuttama ilmastoluokitus. Siinä käytetään kirjainjärjestelmää ilmastojen merkitsemiseen. Luokitus perustuu lämpötilan ja sademäärän vuotuisiin keskiarvoihin, sateisimpaan vuodenaikaan (korkea-aurinko, matala-aurinko) ja kuivimman kuukauden sademäärään. Vaikka luokitusta ei ole suunniteltu heijastamaan ilmastomallien syitä, kuten ilmamassojen liikkeitä tai rannikko- tai mannermaista sijaintia, se on edelleen käytössä. Järjestelmää kuvataan tarkemmin tätä lukua seuraavassa erityisliitteessä. Jäljempänä mainitaan myös Koppen-luokituksen vastineet käytetyille luokille.