[科普中国]-数值气候分类

定义

数值气候分类是指利用聚类分析法对气候进行分类。1

特点空间面的精确识别是理解决定气候现象的动力和物理过程的关键，数值分类法能用来明确地表达通过气候变量定义的气候子系统边界，并能表明最陡的气候梯度产生之处。此外，数值分类法还具有客观性、信息量大等优点，越来越被气候学家们所接受。已有文献对全球地区以及澳大利亚、欧洲、南部非洲等局部区域进行数值分类实验，得出较为满意的气候区和气候类型。2

类别热带多雨气候1类：热带多雨气候，主要分布在赤道两侧南北纬10°内。大陆东岸为迎风海岸，可延伸到回归线附近，热带季风区除外。本区热量指数为高值区，≥3.0，干热指数为最低中心≤2.0，显,示了这里高湿多雨的特征。墨西哥湾沿岸以及南美回归线以北沿海部分地区归入本类。

热带干湿季气候2类：热带干湿季气候，主要分布在非洲1类气候的南北侧，马达加斯加岛西侧背风岸，澳大利亚大陆北部以及美洲部分地区，其界线与Strahler分类法类似。

热带季风气候3类：热带季风气候，数值计算的结果，南亚次大陆和东南亚半岛除部分迎风海岸外大部分为2类点(重心坐标为热带干湿气候)和3类(重心坐标为热带季风气候)混杂分布。也就是说这两类气候在欧氏多维空间上非常接近。类似的分布尚有非洲大陆热带多雨气候的两侧以及美洲的类似位置。根据发生学原则，以9类点的分布为界将其与亚热带气候分开，这一界线与文献3划分的热带北界大体吻合，strhaler单纯从气候指标考虑将其与热带干湿季气候合并为一类，不符合发生学原则。

热带千旱气候4类：热带干旱气候，大约位于热量指数零值线内，干热指数为极高正中心≥3.0，夏雨指数为明显的负中心，主要分布在回归线附近的大陆中部与西岸。

热带半干旱气候5类：热带半干旱气候，位于4类气候的低纬一侧，是热带干旱气候与热带干湿季气候或热带季风气候的过渡气候。

亚热带干旱气候6类：亚热带干旱气候，分布在热带干旱气候北侧。

亚热带半干旱气候7类：亚热带半干旱气候，分布在亚热带干旱气候的高纬一侧，南美洲南端大陆狭小，不存在亚热带干旱气候，广泛分布有这类气候。

亚热带夏干气候8类：亚热带夏干气候，位于地中海地区的亚热带夏干气候的界线在各种分类中来回摆动，Koppen-Geiger分类图将土耳其半岛的大部分及两河流域的部分地区划入其中，Strahler分类法将其局限于半岛西侧，Creuzbury N等少数几种分类法将其扩展到黑海沿岸。经过计算发现，土耳其半岛的三面环海带以及黑海沿岸的部分皆属此类气候，整个亚平宁半岛也归入本类，其它地区同类气候与传统分类法相比也扩展了些。

亚热带季风气候9类：亚热带季风气候，数值分类的结果亚热带东海岸出现分类中最完整的连续面，说明单从气候指标看，应归为一类气候，但从发生学观点出发，仍将其单独列出。此类气候的南北界线与定性分析结果吻合，北界为秦岭一淮河一线，南线在南岭附近，西线为青藏高原东缘。

亚热带湿润气候10类：亚热带湿润气候，分布在除东亚外其它大陆的亚热带东部，以北美大陆分布最广，与Strahle：分类法相比较，其界线略向高纬偏移，特别在沿海地区。

温带海洋性气候11类：温带海洋性气候，在以往的分类图中这一界线在欧洲的位置也是各执己见。Koppen-Geiger分类图将此类气候延伸到黑海沿岸。Wibman V(1980年)分类图仅局限于西欧。Strahler分类法的范围向沿海退缩了一些。数值计算的结果表明这种气候与大陆性湿润气候之间的最徒气候边界应为斯堪的那维亚山与西欧沿岸，因此本类气候在西欧仅局限于不列颠群岛、冰岛西部、斯堪的那维亚半岛西海岸以及西欧大陆沿岸的狭小地区。这一边界与冬雨湿润指数的零值线大致相同。这里有明显的正中心，其余地区的边界与Koppen-Geiger分类相当。

温带干旱半干旱气候12类：温带干旱半干旱气候，分布在亚欧大陆、北美大陆的温带中部地区，因测站稀少，无法准确地区分干旱与半千旱子系统间的界线，故将其合为一类。热量指数在本类站点中全部为负值，说明其温度年较差和极端温度较高的特征。冬雨指数也为一负值高中心，这与这里的降水季节变化大，日较差大，冬雨稀少有关。夏雨指数近于零，说明干旱少雨是本类气候的特征。

温带季风气候13类：温带季风气候，国外许多著名的分类法中一个主要的弊病就是忽略了这一气候类型的存在，Koppen将本类气候的分布区瓜分为几个部分，黄河以南，黄土高原地区与华西、云贵高原、南亚次大陆北部同为CW气候型，黄河北侧分别划为BS和BW气候，这就跨越了三个温度带和四种气候类型(温带季风气候、亚热带季风气候、热带季风气候和热带半千旱气候)，显然与实际不符，也违反了发生学原则。中国学者首次提出温带季风气候这一类型，其界线和范围与数值分类法吻合。日本列岛的温带海洋性季风气候也是这种气候在海洋环境下的表现。

温带海洋性季风气候14类：温带海洋性季风气候，分布在日本列岛及菲律宾群岛的一些高地上，多数学者单独从气候的发生发展出发，将其与温带季风气候混为一谈。从主因子分布图上可以看出，除热量指数大致相似外，干热指数在日本列岛上为负中心，与大陆上的正中心相反,，说明比起温带季风气候区来说,其7月气温、极端高温、气温日较差较小，各月相对湿度及云量皆大，充分体现了其海洋性的特点。两种气候在夏雨湿润指数上的分布差异更大，在日本列岛上为一正值高中心，大部分地区大于6.0，其强度接近热带雨林区，而大陆上的温带季风区其值只在零值线附近波动。

温带大陆性湿润气候15类：温带大陆性湿润气候，数值分类法得出此类气候与传统分类大致相同，只是其空间范围有所增减而已。在欧洲，此类气候扩展到西欧境内，在法国甚至延伸到海岸边，北美洲仅限于五大湖附近，其与温带干旱半干旱气候的界线也东移了10~20个经距。在北美洲，温带海洋性气候与付极地大陆气候之间也存在过渡性的温带大陆性湿润气候，这在以往的分类中是没有的，也是过去分类的疏忽。

副极地大陆气候16类：副极地大陆气候，在亚洲北部和北美北部的广大地区广泛分布着这一类气候，从主因子分布来看，除干热指数、湿度年较差指数为正值外，其余全部为负值。热量指数在东西伯利亚冷极出现极低负中心，说明这类气候寒冷而气温年较差与极端温度较差很大的特征。冬雨指数也是一个极低负中心，说明这里的日较差大，1月干冷的特性。夏雨湿润指数存在负值中心则是降水少，夏雨少的体现,所以冬长而严寒，夏冷而短促，年较差大是这类气候的主要特征。

极地气候17类：极地气候，因测站稀少，指标不全，无法进行数值分类，按Koppen-Geiger分类法，以最热月均温10℃以下的极地地区为极地气候。

高山气候18类：高山气候，海拔3000m以上的高山高原地区，气候的垂直变化很大。2

与其他分类法的区别就数值气候分类法而言，全球气候可以根据五个主因子的分异规律来分析，这五个主因子分别表示热量状况、干热状况、冬雨湿润状况、夏雨湿润状况和湿度季节变化状况。相关研究2结果表明，因子分析法能综合更多的气候要素，反映气候要素场内的气候特征和分异规律，比单一的气候分析要进步些。

另外，用动态聚类法对经过极大方差旋转后的正交主因子得分进行聚类分析，结果将世界气候划分为18个子类型，解决了前人分类系统中的一些矛盾。使用数值分类求得的最徒气候边界减少了人为因子的影响，具有明显的客观性。

由于指标的选择和凝聚点的选取上仍有不科学之处，某些连续的空间面上测站仍有被支解现象，其边界无法得到合理的解释，特别是热带季风气候与热带干湿季气候的划分上，亚热带季风气候与亚热带湿润气候差异性上数值气候分类法无法入手，只能照搬传统的分类方法。测站数量有限，指标不全，限制了数值气候分类法的使用。2