მიკროკლიმატი

მიკროკლიმატი — ატმოსფერული პირობების ადგილობრივი ერთობლიობა, რომელიც განსხვავდება მიმდებარე ტერიტორიების პირობებისგან, ხშირად ოდნავ, მაგრამ ზოგჯერ მნიშვნელოვნად. ტერმინი შეიძლება ეხებოდეს რამდენიმე კვადრატული მეტრის ან უფრო მცირე ფართობის ტერიტორიებს (მაგალითად, ბაღის საწოლი, კლდის ქვეშ ან გამოქვაბული) ან კვადრატული კილომეტრის ფართობს. რადგან კლიმატი სტატისტიკურია, რაც გულისხმობს აღმწერი პარამეტრების საშუალო მნიშვნელობების სივრცით და დროებით ვარიაციას, მიკროკლიმატები განისაზღვრება, როგორც სტატისტიკურად განსხვავებული პირობები, რომლებიც წარმოიქმნება და/ან გრძელდება რეგიონში. მიკროკლიმატები გვხვდება უმეტეს ადგილას, მაგრამ ყველაზე გამოხატულია ტოპოგრაფიულად დინამიურ ზონებში, როგორიცაა მთიანი ტერიტორიები, კუნძულები და სანაპირო ზოლები.
მინი|მიკროკლიმატი კლდეზე, რომელიც მდებარეობს მოქცევის ზონაში, სანრაიზ-ონ-სი, სამხრეთ აფრიკა

მიკროკლიმატები არსებობს, მაგალითად, წყლის ობიექტებთან ახლოს, რომლებმაც შეიძლება გააგრილონ ადგილობრივი ატმოსფერო, ან მძიმე ურბანულ რაიონებში, სადაც აგური, ბეტონი და ასფალტი შთანთქავს მზის ენერგიას, ათბობს და ხელახლა ასხივებს ამ სითბოს გარემოს ჰაერში: შედეგად მიღებული ურბანული სითბოს კუნძული (UHI) არის მიკროკლიმატის სახეობა, რომელიც დამატებით განპირობებულია მცენარეულობის შედარებით სიმცირით.

 ფონი 
ტერმინი „მიკროკლიმატი“ პირველად 1950-იან წლებში გაჩნდა ისეთ პუბლიკაციებში, როგორიცაა „კლიმატი მინიატურაში: 
მინი|ხის გვიმრები ხარობენ ჰელიგანის დაკარგული ბაღების დაცულ ტერიტორიაზე, ინგლისის კორნუოლში, ჩრდილოეთის განედის 50° 15'-ზე.
მიკროკლიმატური გარემოს შესწავლა“ (თომას ბედფორდ ფრანკლინი, 1955).

 მიკროკლიმატის მაგალითები 
განვითარებული სამრეწველო პარკის ტერიტორია შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ახლომდებარე ტყიანი პარკისგან, რადგან პარკებში ბუნებრივი ფლორა შთანთქავს სინათლეს და სითბოს ფოთლებში, რომელსაც შენობის სახურავი ან ავტოსადგომი ჰაერში ასხივებს. მზის ენერგიის დამცველები ამტკიცებენ, რომ მზის ენერგიის ფართოდ გამოყენებამ შეიძლება შეამციროს ურბანული გარემოს გადახურება მზის სინათლის შთანთქმით და მისი ექსპლუატაციით უცხო ზედაპირული ობიექტების გაცხელების ნაცვლად.

მიკლიმატს შეუძლია შესთავაზოს შესაძლებლობა, როგორც მცირე კულტურული რეგიონი იმ კულტურებისთვის, რომლებიც ვერ აყვავდებიან უფრო ფართო ტერიტორიაზე; ეს კონცეფცია ხშირად გამოიყენება პერმაკულტურაში, რომელიც ხორციელდება ჩრდილოეთ ზომიერ კლიმატში. მიკროკლიმატის გამოყენება შესაძლებელია მებაღეების სასარგებლოდ, რომლებიც ფრთხილად ირჩევენ და ათავსებენ თავიანთ მცენარეებს. ქალაქები ხშირად ზრდიან საშუალო ტემპერატურას ზონირებით, ხოლო დაცულ პოზიციას შეუძლია შეამციროს ზამთრის სიმძიმე. თუმცა, სახურავის მებაღეობა მცენარეებს უფრო ექსტრემალურ ტემპერატურაზე აყენებს როგორც ზაფხულში, ასევე ზამთარში.

ურბანულ ზონაში, მაღალი შენობები ქმნიან საკუთარ მიკროკლიმატს, როგორც დიდი ტერიტორიების დაჩრდილვით, ასევე ძლიერი ქარის მიწის დონეზე გადამისამართებით. მაღალი შენობების გარშემო ქარის ეფექტები შეფასებულია მიკროკლიმატის კვლევის ნაწილად.

მიკროკლიმატი ასევე შეიძლება ეხებოდეს სპეციალურად შექმნილ გარემოს, მაგალითად, ოთახში ან სხვა დახურულ სივრცეში არსებულ გარემოს. მიკროკლიმატი ჩვეულებრივ იქმნება და ფრთხილად ინარჩუნებს მუზეუმის საგამოფენო და საცავის გარემოში. ეს შეიძლება გაკეთდეს პასიური მეთოდების გამოყენებით, როგორიცაა სილიციუმის გელი, ან აქტიური მიკროკლიმატის კონტროლის მოწყობილობებით.

როგორც წესი, თუ შიდა ტერიტორიებს აქვს ნოტიო კონტინენტური კლიმატი, სანაპირო ტერიტორიები ზამთრის თვეებში გაცილებით რბილია, უფრო ცხელი ზაფხულისგან განსხვავებით. ეს ეხება ისეთ ადგილებში, როგორიცაა ბრიტანეთის კოლუმბია, სადაც ვანკუვერს აქვს ოკეანური წვიმიანი ზამთარი იშვიათი ყინვებით, მაგრამ შიდა ტერიტორიებს, სადაც ზაფხულში საშუალოდ რამდენიმე გრადუსით თბილია, აქვთ ცივი და თოვლიანი ზამთარი.

 მიკროკლიმატზე წყაროები და გავლენა 
გარკვეულ ტერიტორიაზე მიკროკლიმატის განსაზღვრის ორი ძირითადი პარამეტრია ტემპერატურა და ტენიანობა. ტემპერატურის და/ან ტენიანობის ვარდნის წყარო შეიძლება მივაწეროთ სხვადასხვა წყაროს ან გავლენას. ხშირად მიკროკლიმატი ყალიბდება სხვადასხვა გავლენის კონგლომერატის მიერ და მიკრომასშტაბიანი მეტეოროლოგიის საგანია.

 ცივი ჰაერის აუზი 
ცივი ჰაერის აუზი (CAP) ეფექტის მაგალითებია ავსტრიაში გშტეტნერალმის დინებაში ჩაძირვა (ყველაზე დაბალი დაფიქსირებული ტემპერატურა -53 °C (-63 °F)) და აშშ-ში პიტერ სინკსი. თბილი ჰაერის ნაკადის შეღწევადობის შესაქმნელად ქარის სიჩქარის მთავარი კრიტერიუმი:
სადაც
Fr{\displaystyle \mathrm {Fr} } არის ფრუდის რიცხვი,
N{\displaystyle N} — ბრანტ-ვაისალას სიხშირე,
h{\displaystyle h} — ხეობის სიღრმე და
Frc{\displaystyle \mathrm {Fr} _{c}} — ფრუდის რიცხვი ქარის ზღურბლის სიჩქარის დროს.J. Racovec et al. Turbulent dissipation of the cold-air pool in a basin: comparison of observed and simulated development. Meteorol. Atmos. Phys. 79, 195–213 (2002)

 კრატერები 
კრატერში ზედაპირთან ახლოს მუდმივი ყინულის არსებობა უნიკალურ მიკროკლიმატურ გარემოს ქმნის.

 გამოქვაბულები 
გამოქვაბულები მნიშვნელოვანი გეოლოგიური წარმონაქმნებია, რომლებსაც შეუძლიათ უნიკალური და დელიკატური გეოლოგიური/ბიოლოგიური გარემოს განთავსება. აღმოჩენილი გამოქვაბულების დიდი უმრავლესობა კალციუმის კარბონატებისგან, როგორიცაა კირქვა, შედგება. ამ დაშლის გარემოში ფლორისა და ფაუნის მრავალი სახეობა პოულობს საცხოვრებელს. გამოქვაბულის ატმოსფეროში წყლის შემცველობის, ჰაერის წნევის, გამოქვაბულის ქანების გეოქიმიისა და ამ სახეობების ნარჩენი პროდუქტების ნაზავი შეიძლება გაერთიანდეს და გამოქვაბულის სისტემებში უნიკალური მიკროკლიმატი შექმნას.Dredge, Jonathan & Fairchild, Ian & Harrison, Roy & Fernandez-Cortes, Angel &  Sanchez-Moral, S. & Jurado, Valme & Gunn, John & Smith, Andrew & Spötl, Christoph  & Mattey, David & Wynn, Peter & Grassineau, Nathalie. (2013). Cave aerosols:  Distribution and contribution to speleothem geochemistry. Quaternary Science Reviews.  63. 23–41. 10.1016/j.quascirev.2012.11.016

სპელეოგენეტიკური ეფექტი არის გამოქვაბულის გარემოში ჰაერის ცირკულაციის დაკვირვებული და შესწავლილი პროცესი, რომელიც გამოწვეულია კონვექციით. ფრეატურ პირობებში გამოქვაბულის ზედაპირები ექვემდებარება დახურულ ჰაერს (განსხვავებით ჩაძირული ჰაერისა და ვადოზის პირობებში მიწისქვეშა წყლების წყალთან ურთიერთქმედებისგან). ეს ჰაერი ცირკულირებს წყლის ნაწილაკებს, რომლებიც კონდენსირდება გამოქვაბულის კედლებზე და ისეთ წარმონაქმნებზე, როგორიცაა სპელეოთემები. აღმოჩნდა, რომ ეს კონდენსირებული წყალი ხელს უწყობს გამოქვაბულის კედლების ეროზიას და მორფოლოგიური მახასიათებლების ფორმირებას. ამის რამდენიმე მაგალითი შეგიძლიათ იხილოთ გროტა ჯუსტის კირქვის კედლებში; თერმული გამოქვაბული მონსუმანოს მახლობლად, ლუკა, იტალია. ნებისმიერი პროცესი, რომელიც იწვევს ქიმიური/ფიზიკური პროცესების ზრდას ან შემცირებას, შემდგომში გავლენას მოახდენს ამ სისტემის გარემოზე. გამოქვაბულებში ჰაერის სიმკვრივე, რომელიც პირდაპირ კავშირშია კონვექციურ პროცესებთან, განისაზღვრება ჰაერის ტემპერატურით, ტენიანობითა და წნევით. დახურულ გამოქვაბულის გარემოში ბაქტერიების, წყალმცენარეების, მცენარეების, ცხოველების შეყვანას ან ადამიანის ჩარევას შეუძლია შეცვალოს ნებისმიერი ეს ფაქტორი, რითაც იცვლება გამოქვაბულის მიკროგარემოც.მსოფლიოში 750-ზე მეტი გამოქვაბულია, რომლებიც ხელმისაწვდომია ადამიანებისთვის. ამ გამოქვაბულის გარემოში ადამიანების მუდმივმა გადაადგილებამ შეიძლება უარყოფითი გავლენა მოახდინოს მიკროკლიმატზე, ასევე გეოლოგიურ და არქეოლოგიურ აღმოჩენებზე. ფაქტორები, რომლებიც ხელს უწყობენ ამ გარემოს გაუარესებას, მოიცავს ახლომდებარე ტყეების გაჩეხვას, სასოფლო-სამეურნეო საქმიანობას, წყლის ექსპლუატაციას, მოპოვებას და ტურისტულ საქმიანობას.Hoyos, M., Soler, V., Cañaveras, J. et al. Microclimatic characterization of a karstic cave human impact on microenvironmental parameters of a prehistoric rock art cave (Candamo Cave, northern Spain). Environmental Geology 33, 231–242 (1998). https://doi.org/10.1007/s002540050242

ჩვეულებრივი გამოქვაბულების სპელეოგენეტიკური ეფექტი, როგორც წესი, აჩვენებს ჰაერის ნელ ცირკულაციას. უნიკალურ პირობებში, სადაც მჟავებია, ეროზიის და მიკროგარემოს ცვლილებების შედეგები შეიძლება მკვეთრად გაძლიერდეს. ერთ-ერთი მაგალითია გოგირდწყალბადმჟავას (H2S) არსებობის ეფექტი. როდესაც დაჟანგული გოგირდწყალბადის მჟავა ქიმიურად გარდაიქმნება გოგირდმჟავად (H2SO4), ეს მჟავა გაცილებით მაღალი სიჩქარით იწყებს რეაქციას კალციუმის კარბონატულ ქანთან. ამ რეაქციაში მონაწილე წყალს, როგორც წესი, აქვს მაღალი pH 3, რაც წყალს თითქმის არამიზანშეწონილს ხდის მრავალი ბაქტერიისა და წყალმცენარეისთვის. ამის მაგალითია იტალიის ქალაქ ანკონაში, გროტა გრანდე დელ ვენტოს გამოქვაბული.

 მცენარის მიკროკლიმატი 
როგორც მეტეოროლოგმა რუდოლფ გეიგერმა აღნიშნა,კლიმატი არა მხოლოდ ცოცხალ მცენარეზე მოქმედებს, არამედ შეიძლება მცენარეების მათ გარემოზე ურთიერთქმედების საპირისპირო ეფექტიც მოხდეს, რაც საბოლოოდ მცენარეთა კლიმატის სახელითაა ცნობილი. ამ ეფექტს მნიშვნელოვანი შედეგები მოაქვს კონტინენტის შუაგულში მდებარე ტყეებისთვის; მართლაც, თუ ტყეები არ შექმნიდნენ საკუთარ ღრუბლებს და წყლის ციკლს თავიანთი ეფექტური აორთქლების აქტივობით, სანაპიროებიდან შორს ტყე არ იქნებოდა,რადგან სტატისტიკურად, სხვა გავლენის გარეშე, ნალექების რაოდენობა სანაპიროდან ხმელეთისკენ შემცირდებოდა. გვალვასთან საბრძოლველად ხეების დარგვა ასევე შემოთავაზებულია ტყის გაშენების კონტექსტში.

 ფერდობები 
მიკროლიმატის კიდევ ერთი ხელშემწყობი ფაქტორია ტერიტორიის დახრილობა ან ასპექტი. ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში სამხრეთისკენ მიმართული ფერდობები და სამხრეთ ნახევარსფეროში ჩრდილოეთისკენ მიმართული ფერდობები უფრო მეტად ექვემდებარება მზის პირდაპირ სხივებს, ვიდრე საპირისპირო ფერდობები და, შესაბამისად, უფრო ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში უფრო თბილია, რაც ფერდობს უფრო თბილ მიკროკლიმატს აძლევს, ვიდრე ფერდობის მიმდებარე ტერიტორიებს. ხევის ყველაზე დაბალი ნაწილი ზოგჯერ შეიძლება უფრო ადრე ან უფრო ძლიერად გაიყინოს, ვიდრე ახლომდებარე აღმართზე მდებარე ადგილი, რადგან ცივი ჰაერი იძირება, გამშრალი ნიავი შეიძლება არ მიაღწიოს ყველაზე დაბალ ფსკერს და ტენიანობა ნარჩუნდება და ნალექდება, შემდეგ კი იყინება.

 ნიადაგის ტიპები 
მიკროლიმატზე გავლენას ახდენს ასევე ნიადაგის ტიპი. მაგალითად, თიხით მდიდარ ნიადაგებს შეუძლიათ ტროტუარის მსგავსად იმოქმედონ, რაც არეგულირებს მიწის ტემპერატურას. მეორეს მხრივ, თუ ნიადაგს ბევრი ჰაერის ჯიბე აქვს, მაშინ სითბო შეიძლება ნიადაგის ზედა ფენის ქვეშ იყოს ჩარჩენილი, რაც ზრდის მიწის დონეზე ყინვის ალბათობას.
რესურსები ინტერნეტში
https://web.archive.org/web/20110928011150/http://www.natmus.dk/graphics/konferencer_mm/microclimates/pdf/shiner.pdf
სქოლიო