Klimat góry Kenia
Klimat góry Kenia odegrał kluczową rolę w rozwoju góry, wpływając między innymi na topografię i ekologię . Obszar wokół Mount Kenya jest pokryty stosunkowo dużą liczbą danych ze stacji pogodowych z długimi seriami pomiarów, dzięki czemu klimat jest dobrze zarejestrowany. Panuje tu typowy równikowy klimat górski , który Hedberg opisał jako zimę każdej nocy i lato każdego dnia.
Rok jest podzielony na dwie odrębne pory deszczowe i dwie odrębne pory suche , które odzwierciedlają pory deszczowe i suche na nizinach Kenii . Ponieważ góra Kenia ma wysokość od 1374 metrów (4508 stóp) do 5199 metrów (17057 stóp), klimat w górach różni się znacznie i ma różne strefy wpływów. Niższe, południowo-wschodnie zbocza są najbardziej wilgotne, ponieważ dominujący system pogodowy pochodzi z Oceanu Indyjskiego . Prowadzi to do bardzo gęstego lasu górskiego na tych zboczach. Wysoko w górach większość opadów spada w postaci śniegu , ale najważniejszym źródłem wody jest mróz . Łącznie zasilają one 11 lodowców .
Obecny klimat
Obecny klimat na Mount Kenya jest wilgotny, ale bardziej suchy niż w przeszłości. Temperatury obejmują szeroki zakres, który zmniejsza się wraz z wysokością . W strefie dolnych alpejskich zwykle nie spadają poniżej 12 ° C (54 ° F). Śnieg i deszcz są powszechne od marca do grudnia, ale szczególnie w dwóch porach deszczowych. Pory deszczowe łącznie odpowiadają za 5/6 rocznych opadów. Monsun , który kontroluje pory deszczowe i suche, oznacza, że przez większą część roku wieją wiatry południowo-wschodnie, ale w styczniu i lutym dominują wiatry północno-wschodnie .
pory roku
Mount Kenya , podobnie jak większość miejsc w tropikach , ma dwie pory deszczowe i dwie pory suche w wyniku monsunu . Od połowy marca do czerwca pora ulewnych deszczy, znana jako długie deszcze , przynosi około połowy rocznych opadów na górze. Następnie następuje bardziej wilgotna z dwóch pór suchych, która trwa do września. Od października do grudnia to krótkie deszcze , kiedy góra otrzymuje około jednej trzeciej sumy opadów. Wreszcie od grudnia do połowy marca jest pora sucha, kiedy w górach występuje najmniej opadów.
Góra Kenia leży okrakiem nad równikiem. Oznacza to, że podczas półkuli północnej słońce znajduje się na północ od góry. Wysokość i wygląd wododziałów i głównych szczytów powoduje, że po północnej stronie górnej góry panują warunki letnie. Jednocześnie po południowej stronie panują warunki zimowe. Gdy na półkuli południowej nadejdzie lato, sytuacja się odwraca.
Systemy pogodowe
niskiego ciśnienia wokół równika, znany jako Międzytropikalna Strefa Konwergencji (ITCZ), odpowiada za pory deszczowe i suche na górze Kenia. Podczas dwóch pór suchych ITCZ jest nad Arabią w lipcu oraz południową Tanzanią i północną Zambią w marcu. Pas niskiego ciśnienia przechodzi nad Kenią, zmieniając się między dwoma skrajnościami, a Mount Kenya i Kenia doświadczają pór deszczowych. Ilość opadów zmienia się z roku na rok i zależy między innymi od temperatury powierzchni mórz w Oceanie Atlantyckim i Indyjskim , a także od El Niño . Cieplejsze morza i El Niño powodują zwiększone opady.
Przez cały rok, z wyjątkiem około stycznia, niskie ciśnienie nad Tybetem napędza wiatry w kształcie podkowy znad Oceanu Indyjskiego , nad wschodnią Afryką, a następnie w kierunku Indii . Skutkuje to dominującym południowo-wschodnim wiatrem na Mount Kenya. W okolicach stycznia sytuacja jest odwrotna, a góra Kenia ma głównie wiatry północno-wschodnie.
Góra wznosi się stromo od około 1400 metrów (4600 stóp) do 5199 metrów (17057 stóp), a więc jest główną przeszkodą dla dominujących wiatrów. Podczas pory deszczowej monsun z Oceanu Indyjskiego przynosi wilgotne powietrze w góry. Powietrze to jest stabilnie uwarstwione i często mętne. Jest głównie kierowany wokół zboczy góry, w przeciwieństwie do przechodzenia przez nią, zwłaszcza od czerwca do października. W innych porach roku powietrze może być wypychane w górę, powodując deszcz orograficzny . W takim przypadku mogą wystąpić silne burze.
Codzienny wzór
W porze suchej góra prawie zawsze ma ten sam dzienny schemat pogody. Występują duże dzienne temperatury , co skłoniło Hedberga do wykrzykiwania zimy każdej nocy i lata każdego dnia. Z dnia na dzień występują różnice w minimalnych i maksymalnych temperaturach, ale odchylenie standardowe średniego wzorca godzinowego jest niewielkie.
Typowy dzień jest jasny i chłodny rano z niską wilgotnością. Góra znajduje się w bezpośrednim świetle słonecznym, co powoduje szybki wzrost temperatur, a najcieplejsze temperatury występują między 9 rano a południem. Odpowiada to maksimum ciśnienia, zwykle około godziny 10:00. Nisko w górach, między 2400 metrów (7900 stóp) a 3000 metrów (9800 stóp), nad zachodnią strefą leśną zaczynają tworzyć się chmury z powodu wilgotnego powietrza znad Jeziora Wiktorii . Wiatry anabatyczne powodowane przez ciepłe wznoszące się powietrze stopniowo przenoszą te chmury w rejon szczytu po południu. Około godziny 15:00 występuje minimalna ilość światła słonecznego i maksymalna wilgotność , co powoduje spadek rzeczywistej i odczuwalnej temperatury. O godzinie 16:00 ciśnienie jest minimalne. Ta codzienna pokrywa chmur chroni lodowce na południowym zachodzie góry, które w innym przypadku byłyby codziennie narażone na bezpośrednie słońce, wzmacniając ich topnienie. Upwellingowa chmura ostatecznie dociera do suchych wschodnich strumieni powietrza i rozprasza się, prowadząc do czystego nieba do godziny 17:00. Jest z tym związane inne maksima temperatury.
Będąc górą równikową, godziny światła dziennego są stałe przez dwanaście godzin. Wschód słońca jest około 0530, a słońce zachodzi o 1730. W ciągu roku różnica między najkrótszym a najdłuższym dniem wynosi jedną minutę. W nocy niebo jest zwykle czyste, a katabatyczne wieją w dolinach. Powyżej dolnej strefy alpejskiej zwykle co noc występuje mróz.
Temperatura
Temperatury na Mount Kenya są bardzo zróżnicowane. Wahania te są największe na niższych zboczach strefy wrzosowiskowej. Na wysokości 3000 metrów (9800 stóp) średni zakres dziennej temperatury wynosi 11,5 ° C, spada do 7,5 ° C na wysokości 4200 metrów (13800 stóp) i 4 ° C na wysokości 4800 metrów (15700 stóp). Dobowe wahania temperatury zmniejszają się wraz z wysokością, a więc wskaźnik rezygnacji maleje w ciągu dnia. Efekt ten oznacza, że wskaźnik rezygnacji w ciągu dnia na Mount Kenya jest niższy niż średnia dla suchego powietrza. W nocy wskaźnik rezygnacji jest ponownie niższy niż średnia dla suchego powietrza z powodu katabatycznych znad lodowców. Wahania temperatury są mniejsze w porze deszczowej, ponieważ stałe chmury działają jak tłumik.
Wahania temperatury są ściśle skorelowane z bezpośrednim nasłonecznieniem. Słońce szybko nagrzewa ziemię o kilka stopni , co z kolei ogrzewa powietrze przy ziemi. Powietrze to ochładza się, aby osiągnąć równowagę ze średnią temperaturą powietrza bardzo szybko, gdy niebo staje się zachmurzone. Warstwa powietrza w odległości pół metra od ziemi w dolinach również wykazuje w nocy inną temperaturę niż warstwa powietrza nad nią. W bezchmurne noce w porze suchej grunt szybko się ochładza, ochładzając otaczające go powietrze. Prowadzi to do katabatycznych z grzbietów do dolin, w wyniku czego dna dolin są zimniejsze niż otaczające je wyższe grzbiety. Baker odkrył, że nocami w dolinie Teleki było o 2°C zimniej niż na okolicznych grzbietach. Zmusiło to rośliny, takie jak senecios i lobelie, do wzrostu, aby uniknąć zamarznięcia kluczowych części, ponieważ zamrażanie jest śmiertelne dla roślin.
Opad atmosferyczny
Maksymalne opady na górze występują w porze deszczowej od połowy marca do czerwca, ale poziom opadów może się znacznie różnić z roku na rok. Podczas pory deszczowej jest prawie stale pochmurno. Połowa rocznych opadów przypada na długie deszcze od marca do czerwca, a jedna trzecia sumy to krótkie deszcze w porze deszczowej od października do grudnia. Zarówno w porze deszczowej, jak i suchej najbardziej mokrym miejscem na górze są południowo-wschodnie zbocza. Południowo-wschodnie maksimum wynika z kierunku dominujących wiatrów. Maksimum na zachodzie jest głównie spowodowane działaniem słońca, gdy niebo jest czyste, z powodu anabatycznego upwellingu powietrza w dolinach, które wczesnym popołudniem przynoszą chmury w górę góry. Bez tego efektu można by oczekiwać, że obszar ten będzie w cieniu deszczu.
Powyżej 4500 metrów (14800 stóp) większość opadów spada w postaci śniegu, ale ponieważ powietrze jest bardzo suche, nie ma go dużo. Dlatego głównym źródłem wody w strefach alpejskich i niwalskich są nocne przymrozki. Odgrywa to bardzo ważną rolę w zasilaniu lodowców, jednak nie ma jeszcze dokładnego sposobu zmierzenia tego wkładu. Niżej, w porze suchej, podobną rolę pełni każdego ranka rosa i szacuje się, że w ten sposób zasilana jest większość małych strumieni.
Dawny klimat
Przeszły klimat jest interpretowany za pomocą szeregu metod, w tym poziomów jezior, siły rzek, systemów wydm, zasięgu lodowców i pyłków. Im dalej w przeszłość, tym szersze stają się wykorzystywane sygnały. Podczas gdy klimat można wywnioskować dla określonej lokalizacji 20 000 lat temu, 5 milionów lat temu należy wziąć pod uwagę klimat większości Afryki i skorygować wyniki przy użyciu aktualnych analogii. Problemy związane z cofaniem się w czasie obejmują nierównomierne rozmieszczenie zapisów i niedobór skamieniałości roślinności z powodu niesprzyjających warunków.
W długich skalach czasowych klimat jest kontrolowany przez cykle Milankovicia zmieniające ilość promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi . Ważną rolę odgrywa również osłabienie i wzmocnienie monsunu. Siroco i in. sugerują, że siła monsunu jest powiązana z albedo w Himalajach . Niższe temperatury zimą na półkuli północnej prowadzą do większej ilości światła słonecznego odbijanego od śniegu i lodu oraz słabszych letnich monsunów, co prowadzi do bardziej suchego klimatu w Afryce Wschodniej. Siła monsunu jest również powiązana z cyklami Milankovicia z opóźnieniem około 8 000 lat. Ogólnie rzecz biorąc, maksymalne monsuny występują 2500 lat po minimum lodowcowym. To maksimum odpowiada minimalnej temperaturze powierzchni morza.
Od początku czwartorzędu półkula północna przeszła 21 głównych epok lodowcowych i sygnał ten jest również obecny w Afryce Wschodniej. Klimat Kenii w przeszłości przypomina sygnał klimatyczny w Europie , wchodząc i wychodząc z zimnych faz w tym samym czasie. Podczas ostatniego maksimum zlodowacenia , 20 000 lat temu, europejska pokrywa lodowa zmieniłaby kierunek atlantyckich systemów pogodowych nad Kenią. Spowodowałoby to, że Kenia miała podobny klimat do dzisiejszej Europy. W ciągu ostatnich 6000 lat Mount Kenya miał również serię co najmniej sześciu mniejszych postępów lodowcowych, z ostatecznym maksimum pod koniec małej epoki lodowcowej w 1900 roku.
Fakt, że klimat Afryki Wschodniej był ogólnie znacznie chłodniejszy, można zauważyć, patrząc na inne góry, takie jak Kilimandżaro , Góra Ruwenzori i Góra Elgon . Wszystkie są odizolowanymi obszarami podobnych ekosystemów alpejskich z podobną fauną i florą. Oznacza to, że ten ekosystem musiał być szeroko rozpowszechniony na niskich wysokościach, aby mógł dotrzeć do wszystkich tych gór. Nadal musiały istnieć obszary obecnego ekosystemu nizinnego, ponieważ w przeciwnym razie zwierzęta, które są częścią tych systemów, wyginęłyby. Alternatywnym wyjaśnieniem jest to, że biorąc pod uwagę skalę czasu wynoszącą miliony lat, prawdopodobieństwo tornad przenoszących florę i faunę między górami jest wysokie.
Przegląd
Góra Kenia była aktywnym wulkanem w pliocenie , 2,5-5 milionów lat temu ( mya ). 5 milionów lat temu Morze Śródziemne było suche, a wydmy Sahary znajdowały się znacznie dalej na południe; obszar dzisiejszej Kenii był suchą sawanną . O 3,7 miliona lat temu klimat był znacznie bardziej wilgotny niż obecnie i ustalił się szeroki wzór wegetacji w Afryce Wschodniej , chociaż nadal istniałoby duże zróżnicowanie gatunków i rozmieszczenia na wysokości z powodu oscylacji klimatycznych. 2,5 miliona lat temu wystąpiła pierwsza z 21 głównych epok lodowcowych na półkuli północnej w czwartorzędzie . Tropikalna Afryka doświadczyła znacznie niższych temperatur niż obecnie. Pasy roślinności etiopskiej zostały obniżone i podobny sygnał istniałby w Kenii. Okresy suszy o 1 milion lat stały się bardziej wyraźne, co jest trendem, który luźno trwa do dziś.
150 kya było maksimum przedostatniego głównego zlodowacenia, które było najbardziej rozległym ze zlodowaceń plejstoceńskich . Potem nastąpił wilgotny interglacjał eemski , kiedy temperatury były wyższe niż obecnie. Nastąpiła faza sucha, trwająca od 100-90 kya z wydmami budującymi się w Afryce Południowej, po której nastąpiła krótka, ale intensywna faza zimna od 75-58 kya. Pod koniec tej zimnej fazy miało miejsce pierwsze zdarzenie Heinricha (H6), uwalniające masę lodu do północnego Atlantyku 66 kya. Spowodowało to niższe temperatury na półkuli północnej i chłodniejsze Himalaje, co prawdopodobnie spowodowało osłabienie monsunu. Nastąpiła seria wydarzeń Heinricha, z towarzyszącym suszeniem klimatu Afryki Wschodniej w wieku 50, 35, 30, 24, 16 lat i zakończonym okresem młodszego dryasu 12 kya.
31-21 kya była chłodną, suchą fazą, z opadającymi pasami roślinności. Gatunki lasów górnoreglowych występowały tam, gdzie obecnie występują gatunki lasów dolnoreglowych i istnieją dowody na to, że lasy górskie były szeroko rozpowszechnione na niższych wysokościach. Zapisy z Konga zgadzają się z tym, ale Lowe i Walker sugerują, że Afryka Wschodnia była bardziej wilgotna niż obecnie. Tę rozbieżność można ewentualnie wytłumaczyć różnicą lokalizacji problemów z kalibracją dat.
Ostatnie maksimum zlodowacenia (LGM) wystąpiło 23-14,5 kya z bardzo suchą fazą w Afryce, kiedy pustynia rozciągała się o setki kilometrów (mil) dalej na południe niż obecnie. Temperatury były o 5-6°C niższe niż obecnie, a lasy deszczowe zaczęły się cofać. Letni monsun podczas LGM był bardzo słaby. Moreny lodowcowe z końca LGM w Afryce Wschodniej pokazują, że monsun południowo-wschodni był mniej wilgotny podczas LGM niż obecny suchy monsun północno-wschodni. Chmury Stratus mogły być rozległe, co skutkowało efektem ochłodzenia, ale niewielkim deszczem.
O 13,8 kya klimat się ocieplił, a lasy górskie ponownie rozprzestrzeniały się po minimum podczas LGM. Monsun ponownie się wzmocnił, a poziom jezior i aktywność rzek w Afryce Wschodniej wzrosły. Roślinność na dużych wysokościach była ograniczona głównie temperaturami, a nie suszą, co ponownie sugeruje wilgotny klimat.
Przed młodszym dryasem temperatury były podobne do obecnych, ale lesistość była niepełna. Podczas młodszego dryasu 12,9-11,5 kya, wywołanego ostatnim wydarzeniem Heinricha, nastąpiło wyraźne osłabienie letniego monsunu nad Afryką Wschodnią, lasy górskie cofnęły się, a poziom jezior w Afryce Wschodniej spadł. Lasy osiągnęły ten sam zasięg i gęstość co obecnie po młodszym dryasie, kiedy klimat ponownie stał się wilgotny.
Przez następne 5 tysięcy lat, od 10-5 kya, klimat był generalnie bardziej wilgotny niż obecnie, ale nadal występowały oscylacje. Monsun był silny, ale zdarzały się trwające stulecia okresy słabszego. dzierżawa do bardziej suchej fazy, ale warunki były nadal bardziej wilgotne niż obecnie.
Po 5 kya monsun zaczął stopniowo słabnąć, a klimat Afryki Wschodniej stał się podobny do dzisiejszego, ale nieco chłodniejszy i bardziej suchy. Poziomy jezior w Etiopii były niskie od 5,4-2,5 kya, aw Ghanie 4,5-3,2 kya. W ciągu tych ostatnich 5 tysięcy lat góra Kenia przeszła serię niewielkich postępów lodowcowych. Minimalna temperatura wynosiła ponad 3,7-2,5 kya, a także podczas małej epoki lodowcowej obejmującej lata 1300-1900, kiedy na Mount Kenya dominował reżim wiecznej zmarzliny.
zlodowacenia
Góra Kenia była kiedyś pokryta czapą lodową , która zerodowała górę, odsłaniając korki wulkaniczne, które tworzą obecny szczyt. Byłoby to spowodowane chłodniejszym klimatem i faktem, że góra osiągnęła wysokość od 5000 metrów (16404 stóp) do 6500 metrów (21300 stóp), co skutkowało niższymi temperaturami. Od tego czasu góra przeszła szereg zlodowaceń, ale tylko to nowsze może być chronologicznie kompletne, ponieważ każde nowe zlodowacenie powoduje erozję moren poprzednich , jeśli lodowce się na nie posuwają.
Zlodowacenia w Afryce Wschodniej są związane z chłodniejszym, bardziej suchym klimatem, kiedy opady są mniejsze, ale dodatkowy spadek temperatury oznacza, że wszelkie stałe opady pozostają. Chmura Stratus, która prawdopodobnie dominowała podczas niektórych zlodowaceń, zapewniałaby izolację, ale niewiele opadów.
W ciągu ostatnich 6000 lat na górze odnotowano niewielkie postępy lodowcowe. Pierwszy z nich miał miejsce między 6950 a 4500 kya, kiedy w dolinie Teleki nastąpił znaczny postęp lodowcowy . Morena w dolinie Hobley pochodzi nieco wcześniej. 5,7 kya lodowce Cesar i Josef po raz ostatni wycofały się z Hausberg Tarn. Ten tarn był od tego czasu używany do wnioskowania o przeszłych klimatach, patrząc na zapis osadów.
Nastąpiła seria odwrotów i postępów, z maksimami lodowcowymi: 5700, 4900, 4700, między 4300-4200, 4000, 3100, 2800, 1900, 1200, 600, 400 i 50 lat. (Zwróć uwagę, że skala rok temu przyjmuje rok 1950 za rok 0.) Lodowce, które istniały między 2,8 a 2,3 kya, byłyby oparte na zimnie z powodu niskich temperatur w tamtym czasie i tak przymarznięte do dna, a zatem nie ulegały erozji. W 1900 roku, kiedy Mackinder odwiedził górę, lodowce znajdowały się blisko ich małych moren czołowych z epoki lodowcowej .
Te postępy lodowcowe luźno korelują z minimami na poziomie jeziora Turkana około 4800, 4200, 3700, 3500, 3000, 2500, 2500, 2000 i 1600-1400 lat temu. Ponieważ lodowce posuwały się naprzód podczas suchych faz, kiedy temperatura była niższa, nie wiadomo, dlaczego korelacja nie jest lepsza, ale może to wynikać z niedokładności w datowaniu.
Od 1900 roku lodowce stale się cofają i 7 z 18 zniknęło.
Paleobotanika
Paleobotanika opiera się na fakcie, że każdy ekosystem charakteryzuje się pewnymi roślinami, które z kolei działają jako wskaźnik zastępczy klimatu, wiedząc, w jakich współczesnych siedliskach występują. Rdzeń jeziora pobrany z Sacred Lake na wysokości 2400 metrów (7900 stóp) na górze, śledzi ocieplenie klimatu, badając pyłki znalezione w rdzeniu. Głębokość rdzenia można skalibrować z wiekiem za pomocą datowania węglem 14 przy założeniu stałej szybkości sedymentacji . Szacuje się, że rdzeń Sacred Lake o długości 13,4 metra (44 stóp) sięga 18 600 lat wstecz. Rdzeń pokazuje gwałtowny skok okazów pyłku w wieku 11 000 lat, co odpowiada młodszego dryasu w Europie. W tym czasie pojawił się pyłek afrykańskiej sekwoi Hagenia . Drzewo to jest ściśle związane z górnym skrajem lasów afro-drewnianych. Wcześniej w rdzeniu dominowały trawy wrzosowiskowe i gatunki wrzosów. Po wprowadzeniu Hagenii zaczęły pojawiać się inne gatunki drzew, aż do momentu, gdy jezioro znajdowało się w pełnym lesie górskim 5000 lat wcześniej. Odpowiada to ociepleniu o 8°C od początku rdzenia. 18 000 lat temu jezioro znajdowało się w siedlisku znajdującym się obecnie na wysokości 3400 metrów (11200 stóp) na górze Kenia, 1000 metrów (3300 stóp) wyżej niż jezioro. Ważną kwestią jest to, że badania te dotyczą tylko jednego miejsca na górze. Praca ta pokazuje, że zmiany klimatu w Kenii zachodzą w tym samym czasie, co w Europie.
Alternatywnym wyjaśnieniem zmiany w pyłkach jest to, że klimat stał się mniej wilgotny, ale temperatury nie zmieniły się tak bardzo, jak sugerowano.
