Hoofdstuk 3

Aardrijkskunde Hoofdstuk 3
Klimaat en Landschapszones
De zon als motor van het klimaatsysteem
Het weer is de toestand van de atmosfeer of dampkring, zoals deze op een bepaalde plaats op en bepaalde moment aanwezig is.
Het klimaat is dan ook het gemiddelde weer over een langere periode (meestal 25-30 jaar). We letten hierbij vooral op het verloop van de temperatuur, wind en neerslag gedurende de seizoenen.
Het is niet alleen de zon, maar vooral ook de aarde zelf die zorgt voor opwarming.
Straling van de zon (kortgolvige straling):
• Zo’n 20% v/d straling wordt door stoffen (vooral O2, O3) in de atmosfeer opgenomen, hieronder valt ook de absorptie van ultraviolette straling door de ozonlaag.
• Hierna wordt nog zo’n 25% gereflecteerd en teruggekaatst door wolken en stofdeeltjes
• Daarbij vindt er ook nog reflectie op het aardoppervlak plaats, 5%, vooral bij een lage invalshoek van de zon en bij een lichte kleur v/h aardoppervlak.
• Uiteindelijk wordt ongeveer 50% v/d straling v/d zon door het aardoppervlak geabsorbeerd. Opwarming v/h aardoppervlak is hier het gevolg van.
Straling van de aarde (langgolvige straling):
• 90% v/d straling die wordt uitgezonden door het aardoppervlak wordt geabsorbeerd door wolken en broeikasgassen (H2O, CO2, CH4).
• 90% van de door de atmosfeer geabsorbeerde warmte word terug gestraald naar de aarde om het gehele proces te herbeleven.
• 10% va/d straling van de aarde word loodrecht terug in de ruimte gestraald.
Het broeikaseffect is iets om dankbaar voor te zijn, aangezien dit proces ervoor zorgt dat de gemiddelde temperatuur op aarde 15 graden is in plaats van -18. De mens zorgt voor een versterking van het broeikaseffect door de broeikasgassen die wij de lucht in blazen zonder om te kijken naar de gevolgen voor het natuur en milieu.
De stralingsbalans is het saldo van alle inkomende en uitgaande straling op een bepaalde plaats. De invalshoek bepaalt de hoeveelheid zonnestraling per oppervlakte-eenheid (stralingsdichtheid). Op lage breedte zorgt dit ervoor dat de stralingsdichtheid het gehele jaar hoof is en op hoge breedte is deze duidelijk lager (kan alleen in de zomerseizoenen compenserend oor langere daglengtes). 
Door transport van warmte worden de stralingsoverschotten en -tekorten omgezet naar het energiebalans v/d aarde. Uv-straling is voor dieren schadelijk, gelukkig vormt hoog in de lucht de ozonlaag een soort beschermende paraplu die veel schadelijke straling uit de zonnestraling filtert. De zonnestraling activeert de splitsing van O2 in O, deze binden vervolgens aan andere O2moleculen om O3 te vormen, bij dit proces vindt in de bovenlucht absorptie van de uv-straling plaats en omzetting van warmte.
Bepalend voorde hoogte van zonkracht zijn:
• De hoogte van de zon
• De bewolkingsgraad
• De hoogteligging
Er komen gaten in de ozonlaag door het gebruik van cfk’s, dit zijn chloorhoudende stoffen die in de lucht komen bij en na gebruik. De ozonlaag is dikker in de zomer als in de zomer, doordat de zon de opwarming en verzwakking van druk bevorderd, lucht met ozon kan weer toestromen.
Water als energietransporteur
Zeewater is een belangrijke energie transporteur, het zorgt voor het transport van warmte van de polen naar de evenaar, de oceanische circulatie wordt vooral gestuurd door het vaste windsysteem en de ligging v/d continenten. Warm water stroomt van de evenaar naar de polen en koud water stroomt van de polen naar de evenaar. Verschillen in temperatuur en zoutgehalte zorgen voor beweging en stroming.

Thermohaline circulatie:
1. Warm zeewater in minder dicht dan koud zeewater, dit leidt tot een boven laag van warm zeewater vanuit de tropen.
2. Zoutgehalte kan de dichtheid ook beïnvloeden. Zoutgehalte neemt toe bij verdamping of bevriezing en neemt af bij veel neerslag (verdunning) en toestroom van smeltwater/zoetwater.’
Wanneer het warmer wordt, smelten de ijstoppen waardoor er een lager zoutgehalte ontstaat en is er dus minder verschil in T. Dit zorgt ervoor dat de stroming stil zal staan en er geen warme stroming komt in Europa, hierdoor zal het kouder worden in WE en kan er door de jaren heen een nieuwe ijstijd ontstaan.
Afzinkgebieden fungeren als een soort diepwaterpomp, het warme water is op deze plaatsen door warmteafgifte aan de koudere luchtstromen erboven sterk afgekoeld en dichter en zwaarder geworden. De stroming blijft intact door de toename in zoutgehalte door het verdampen van water in de zomer en het ontstaan van zee ijs in de winter.
Redenen voor de diepwaterpomp om de verzwakken: meer of minder toestroom van water, meer of minder verdunning van zoutgehalte, meer neerslag/smeltwater.
Belangrijke kenmerken van de waterkringloop (hydrologische kringloop):troming tussen reservoirs:
Het is geen echte kringloop want het is geen gesloten circulatie, water gaat van het ene naar het andere reservoir en kunnen verscheidene wegen nemen.
1. Stroming tussen toestanden
Bij alle overgangen tussen water, damp en ijs is er sprake van opslag of het vrijkomen van energie = stroming van energie.  Wordt het makkelijker om vaste te houden? Dan komt er energie vrij. Is dit niet zo, dan wordt er energie opgeslagen.
Land is een dunne pannenkoek en de zee is een dikke pannenkoek. Land verwarmt snel en zee verwarmt langzaam. In de zomer is het verschil klein tussen land en zee maar in de winter juist groot. In de winter verwarmt de zee het land en in de zomer verkoelt deze het land.
Lucht als energietransporteur
Door de atmosferische circulatie wordt op aarde veel energie van arme naar koudere gebieden verplaatst. Voor het ontstaan ervan moeten er aan het aardoppervlak verschillende temperaturen aanwezig zijn, dit leidt tot verschillen in opwarming van lucht en verschillen in luchtdruk.
Het ontstaan van een circulatie cel tussen een warm en een koud gebied:
• In het warme gebied aan het aardoppervlak zet de lucht dooropwarming uit en stijgt op
• Op flinke hoogte zal de hoge luchtdruk naar het lage luchtdrukgebied gaan stromen
• In het koude gebied aan het aardopp is er in de lucht erboven nu meer lucht zodat er een hoge luchtdruk ontstaat
• Boven het warme gebied ontstaat nu juist een lage luchtdruk
• De lucht aan het aardopp met het hoge luchtdruk zal nu naar het lage luchtdrukgebied toe stromen
Als de aarde stil zou staan zou er op beide halfronden één circulatie cel ontstaan tussen de evenaar en de polen. De warme opstijgende lucht bij de evenaar zou via de bovenlucht energie naar de polen sturen waar de lucht weer zou dalen. Door de draaiing v/d aarde klopt dit beeld niet helemaal, de draaiing zorgt ervoor dat de wind niet via een rechte lijn van H naar L gaat. De wet van Buys Ballot formuleerde deze wet over de corioliskracht: De wind op het noordelijk halfrond heeft een afwijking naar rechts en op het zuidelijk halfrond een afwijking naar links.

Door de wet van Buys Ballot kent de luchtcirculatie op wereldschaap op elk halfrond 3 cellen:
• De Hadleycel (0-35)
De lucht stijgt op bij de evenaar door de intensieve verhitting, in de bovenlucht wil de wind naar de pool bewegen, maar ondervindt een afbuiging waardoor deze rond 35 graden niet verder kan komen en daalt en terugstroomt naar de evenaar door de continuïteit v/d toestroom. In de tropen domineert warmte en overvloedige neerslag die tot weelderige plantengroei leidt. In de subtropen domineert permanente droogte die tot uitgestrekte woestijnen leidt. De gebieden met stijgende lucht en de gebieden met dalende lucht zijn met elkaar verbonden. Bij luchtcirculatie zijn de volgende elementen belangrijk:
1. Lagedruk in de tropen (ITCZ)
De zone van lage luchtdruk rondom de evenaar heet de intertropische convergentie zone. De lucht va de twee Hadleycellen stijgt hier op. De ITCZ heeft geen constante ligging, maar verschrijft met de loodrechte zonnestand mee.
2. Hogedruk in de subtropen
De gestegen lucht in de tropen stroomt op beide halfronden hoog in de atmosfeer naar hogere breedten. Rond de 35 graden vinden we een zone met dalende lucht, hoge luchtdruk en droogte, deze zone van hogedrukgebieden volgt de verplaatsing v/d ITCZ.
3. Passaten
De lucht die in de subtropen is gedaald, stroomt aan het aardopp naar twee kanten weg: enerzijds terug naar de evenaar en anderzijds naar de gematigde breedten. De luchtstroming richting evenaar moet de stijgende lucht bij de ITCZ compenseren. Deze constante wind die van het subtropische hogedrukgebied naar de ITCZ waait heet passaat.
4. Moessons
In sommige gebieden is er bij passaten sprake van een halfjaarlijkse omkering va de windrichting. We noemen een passaat dan een moesson. Deze treden op als het continent een groot verschil in T kent tussen de zomer en winter. Zomer- verhitting – lagedruk, winter- afkoeling – hogedruk.  VB: In juli vinden we boven Z-A door de sterke verhitting lagedruk. Hier ligt dan de ITCZ. Er is dan hogedruk boven N-A. In december is de situatie omgekeerd.

• De Polaire cel (60-90)
Zware koude lucht stroomt van het H bij de pool weg en ondervind een afbuiging, hierdoor komt deze luchtstroom niet verder dan 60 graden en stijgt de lucht en stroomt hoog in de lucht terug naar de pool.

• De Ferrelcel (35-60)
De luchtcirculatie wordt gedomineerd door de toestroming van koude lucht vanaf het poolgebied en warme lucht door de westenwinden vanaf het subtropische hogedrukgebied. De warme lucht wordt gedwongen boven de koude lucht op te stijgen. Door de opstijging v/d lucht is er rond de 60 graden meestal sprake van lagedruk. Hierdoor ontstaan depressies, deze worden gekenmerkt door wolkenbanden die rondom het lagedrukgebied raaien. De warme lucht stijgt hier omhoog en zorgt na afkoeling voor bewolking en neerslag. Regelmatig komt het voor dat het subtropisch hogedrukgebied naar hogere breedte opschuift. Hogedruk boven Nederland voorkomt dan het toestromen van depressies.
Gebieden met lagedruk of hogedruk aan het aardopp, zijn meestal geen continu doorlopende zones die langs de breedtegraden lopen. Kernen van lage luchtdruk worden gekenmerkt door het stijgen van lucht. De stijgende lucht in het lagedrukgebied koelt af en bereikt op een gegeven moment zijn condensatiepunt. De vorming van wolken de neerslag is het gevolg. Kernen van hoge luchtdruk kennen een dalende luchtstroming. De daling wordt versterkt doordat de lucht aan het aardopp van de hogedruk naar alle richtingen kan wegstromen. Tijdens de daling wordt de lucht warmer en kan daardoor meer waterdamp bevatten – lucht wordt steeds droger – wolkeloze hemel.
El Nino is een natuurverschijnsel in het gebied rond de Grote Oceaan, schommelingen in de hoogte van de luchtdruk doen het klimaat en de luchtcirculatie veranderen. 
1. Bij een normale luchtdruk situatie zorgt de hogedruk in de subtropen ervoor dat stabiele passaatwinden naar de evenaar waaien, omdat de passaten westwaarts waaien, wordt de warme bovenlaag van het zeewater ook in deze richting getransporteerd. In het westelijke deel van de oceaan vinden we hierdoor het warmste zeewater→ intensieve stijging van de lucht en veel neerslag. In het oostelijke deel van de oceaan wordt de westwaarts getransporteerde warme bovenlaag van het zeewater aangevuld door een omhoogkomende stroming. Het opstijgende koude zeewater bevat veel voedingsstoffen→ veel plankton→ veel visvangst.
2. In een el Nino situatie is de hogedruk in de tropen wat minder hoog en idem dito voor laag, het totale luchtdrukverschil is geringer. De kracht van passaten vermindert en er ontstaat boven de grote oceaan een omkering van windrichting.  Een zwakke westenwind zorgt voor een oostwaarts transport van het warmste zeewater naar Zuid-Amerika. In het westelijke deel van de grote oceaan is de lagedruk verzwakt→ droogteperioden optreden→ bosbranden. Voor de kust van Peru leidt de toestroming van warm zeewater tot minder vis.

De klimaatgebieden op aarde
Klimaten worden verdeeld in klimaatgebieden met bepaalde kenmerken. Heel vaak worden bij de indelingen temperatuurgrenzen gebruikt, deze kunnen bijvoorbeeld gekoppeld worden aan het voorkomen van bepaalde boomsoorten of landbouwgewassen. In andere gevallen wordt de begrenzing bepaald door de omvang van de neerslag en de verdamping, of door de nabijheid v/d zee. Geografische factoren hebben altijd grote invloed op het verloop v/d klimaatgrenzen. Factoren als geografische breedte, de ligging ten opzichte van de zee en het voorkomen van gebergtes spelen een rol.
Köppen heeft elk gebied met een bepaalde plantengroei wat betreft klimaat proberen te karakteriseren door dit te koppelen aan drie kenmerken:
1. De gemiddelde temperatuur
2. De gemiddelde neerslag
3. Het seizoen waarin de neerslag valt
We zeggen dat elk klimaatgebied zijn eigen karakteristieke plantengroei heeft. Köppen gebruikt in zijn klimaatsysteem de volgende letters:
1. De hoofdletters A t/m E
A = Tropische zone
B = Droge klimaten
C = Maritieme klimaten v/d gematigde zones
D = Continentale klimaten
E = Polaire klimaten
De gemiddelde temperatuur neemt van A naar E af, de hoofdletter B is gekoppeld aan het voorkomen van droogte.
2. De kleine letters f, s en w
f = hele jaar neerslag
s = droge zomer
w = droge winter
De klimaten in het klimaatsysteem van köppen hebben ieder bepaalde kenmerken. De hoogte v/d T en de neerslag in de zomer en winter verschilt. T (geografische breedte, afstand tot zee, hoogteligging) Neerslag (ligging en verplaatsing L en H)
Af: Hele jaar door neerslag door de constante L door het ITCZ en warmte door de loodrechte zonnestand
Aw: Winter H en Zomer L door verplaatsing van ITFCZ.
BW en BS: woestijn droogte en steppe droogte. BW kent permanente droogte door constante H, BS kent echter och een beetje neerslag door verplaatsing van ITCZ in zomer of winter en nadering van L.
Cs: Droge zomer door H, in de winter L door verplaatsing van ITCZ. Westenwinden zorgen dan voor aanvoer van depressies die flink wat neerslag kunnen brengen.

Landschapszones en klimaat
Met landschap bedoelen we dan de waarneembare samenhang van een gebied zoals deze ontstaan is door de samenwerking v/d geofactoren: gesteenten en reliëf, klimaat en lucht, bodem, water, flora en fauna en de mens. Als één geofactor verandert, heeft dit door de onderlinge samenhang gevolgen voor de andere geofactoren. Klimaat heeft de hoogste positie, maar de mens beïnvloed alles.
De landschapszones zijn grote gebieden die de breedte zones volgen en die voor wat betreft de samenwerking van klimaat, plantengroei, boem en water een eenheid vormen. Vanaf de evenaar naar de pool gaat het om: De tropische zone (Af, Aw), de aride en semi-aride zones (BW, BW), de subtropische zones (Cs), de gematigde zone (Cf, Df), de boreale zone (Df, Dw) en de polaire zone (ET, EF). De natuurlijke processen in de landschapszones hebben invloed op het ruimtelijk gedrag van mensen. De mate van welvaart en de stand v/d techniek bepaalt hoe de mens in de landschapszones kunnen omgaan me de natuurlijke processen.
Het klimaat heeft grote invloed op de watervoorziening van planten. Voedingsstoffen komen binnen opgelost in water via de wortels. Het water transporteert de voedingsstoffen door de plant en verdampt uiteindelijk via de huidmondjes aan de bladeren, deze verdampingen noemen we transpiratie. De T heeft invloed op de omvang van een tweede vorm van verdamping. Oppervlakteverdamping: betreft de verdamping v/h neerslagwater op het oppervlak v/d bodem of de bladeren van planten. Een vocht balans v/d bodem geeft een overzicht van de vochtsituatie in de bodem. Zie boek.
Klimaatverandering zal de plantengroei en andere geofactoren laten veranderen, het meest duidelijke voorbeeld i het verschuiven v/d landschapszones tijdens een ijstijd. Na een ijstijd kwam altijd een interglaciaal of tussenijstijd.
Landschapszones en de mens
Op steile hellingen kan er bijvoorbeeld forse bodemerosie optreden, doordat de mens het beschermende bos heeft gekapt en er akkers heeft aangelegd. De bodemerosie kan toekomstig bodemgebruik bemoeilijken. Landdegradaties zijn alle veranderingen in het landschap die het vermogen van bodem en grond om gezond voedsel, gewassen, zoet water, brandhout te produceren verminderen. We spreken van een ramp bij landdegradatie als er sprake is van veel economische en/of een groot aantal slachtoffers.                                                                                                 Natuurramp: hierbij is de werking van het natuurlijk milieu de boosdoener, bijvoorbeeld een aardbeving of een overstroming. Vaak is het klimaat degene die voor de grote problemen zorgt.                                                              

Milieuramp: er is door menselijk handelen ernstige schade aangericht aan het natuurlijk milieu (water, lucht en bodem). Bijvoorbeeld bij milieuverontreiniging. De gevoeligheid van een gebied verschilt per landschapszone, factoren als het soort klimaat en de hoeveelheid regen spelen een grote rol. Belangrijk is goed Hazard management, het gaat erom dat de bevolking en de overheid het risico van landdegradatie goed inschatten en het gevaar proberen te beheersen.                                                                        

Factoren die de omvang van de schade door landdegradatie bepalen zijn:                                                                            

1. De omvang (intensiteit) en reikwijdte van de oorzaak van landdegradatie
2. De kwetsbaarheid van de samenleving, belangrijk zijn de bevolkingsdichtheid, -spreiding, de waarde van gebouwen en economische activiteiten.                                                                                                                        

3. De voorbereiding van de samenleving, dit is een belangrijk deel van Hazard management. De beleving van het risico van landdegradatie door de samenleving bepaalt of er wel of niet een goede voorbereiding plaatsvindt. Belangrijk is de herhalingsperiode waarbij een mogelijke ramp optreedt.       

4. Concrete maatregelen van overheid, het bedrijfsleven en de burgers kunnen de omvang van schade beperken.
In de aride en semi-aride landschapszone is de beperkte aanwezigheid van water en bodem bedekkende plantengroei die beschermt, zo’n zwakke plek. Er is daarom veel bodemerosie waarbij gronddeeltjes aan de bovenkant van de bodem door wind en water worden opgenomen en afgevoerd. Landbouw is in de aride en semi-aride zone moeilijk. Er is gevaar voor twee zware vormen van landdegradatie: verwoestijning en verzilting. Verwoestijning: Is een ernstige vorm van landdegradatie, we bedoelen hiermee dat een gebied door natuurlijke of menselijke zaken twee kenmerken krijgt:
- Het kan steeds minder plantenmassa produceren door natuurlijke planten of gewassen.                                                                                                                                  
- Het krijgt de eigenschappen van een woestijn (schaarse plantengroei, geen humus in de bodem, groot verschil tussen dag/nachttemperatuur, veel windwerking, veel watererosie).
Gevaar voor verwoestijning is er in de steppe gebieden aan de randen van de woestijnen. In deze semi- aride gebieden kan lang uitblijven van neerslag door een droger wordend klimaat hiervoor zorgen. Ook menselijke factoren spelen een rol. Meestal hangen deze factoren samen met toename van de bevolking en daardoor meer behoefte aan voedsel en brandhout→ groei van vee die bij grote kuddes tot overbeweiding leiden→ plantengroei verdwijnt en kan alleen bij langdurig afzien van begrazing herstellen. Voor de teelt van voedergewassen worden akkers uitgebreid in dit voor landbouw risicovolle gebied→ bodemuitputting door het opraken van de voedingsstoffen en het verdwijnen van de schaarse humus in de bodem. Verzilting komt in de aride en semi- aride landschapszones veel voor. Het betekend dat de bodem te zout wordt voor plantengroei. Meestal is dit het gevolg van irrigatielandbouw, hierbij wordt extra water toegevoerd in e bodem bij grote watertekorten in de zomer. Water wordt toegevoerd→ water verdampt→ zout blijft achter. Zout kan worden afgevoerd door het toevoeren van spoelwater. Bij een hoge grondwaterstand is drainage nodig die het water met de opgenomen zouten weer afvoert. In de subtropische en gematigde landschapszone hebben ingrepen van de mens geleid tot vormen van landdegradatie.
- ontbossing van hellingen ten behoeve van de landbouw of het toerisme hebben in vele gevallen geleid tot bodemerosie en het optreden van aardverschuivingen. Vooral als de bovengrond van akkers uit erosiegevoelig materiaal zoals löss bestaat, kan de afstroming van water over de opp hebben geleid tot geulerosie. Er worden diepe geulen gemaakt die een gebied totaal ongeschikt kunnen maken voor landbouw. Heftige neerslag bevorderen aardverschuivingen. De verweringslaag op hellingen kan totaal met water verzadigd worden en bij ontbreken van een beschermend plantendek onder invloed van de zwaartekracht naar beneden glijden.                                                        

– irrigatielandbouw zorgt in de subtropische zone voor verzilting. Door de lange droge zomer is de irrigatie voor flinke plantengroei een noodzaak.
Een van de meest markante verschijnselen in de polaire zone met zijn toendraplanten is permafrost. De bodem en de ondergrond zijn er tot op grote diepte permanent bevroren. Direct boven de permafrost zit een laag aan de oppervlakte die in de zomer ontdooit en in de winter bevriest. Omdat het smeltwater niet kan wegzakken in de bevroren ondergrond, ontstaan er ontoegankelijke moerasvlakten. Door de opdooi is de bouw van huizen en gebouwen alleen met bijzondere technieken mogelijk.  Ook het versterkt broeikaseffect heeft een grote rol van de opdooi, dit veroorzaakt veel problemen zoals overstromingen en grotere afvoerpieken.
Het warmer worden van het huidige klimaat op aarde heeft gevolgen voor de landschapszones. Schoven tijdens de ijstijden de landschapszones richting de evenaar, nu staat het omgekeerde te gebeuren. Door de toenemende vochtigheid en/of warmte en droogte wordt de kans op landdegradatie steeds hoger. Men moet meer maatregelen nemen om dit te voorkomen. Een goede oplossing is duurzaam landgebruik dat het optreden van landdegradatie voorkomt. In iedere landschapszone zal gestreefd moeten worden naar een vorm van landgebruik waarbij er een evenwicht is tussen de mogelijkheden van het landschap en de benutting  van de mens.