03 DIAGRAME CLIMATICE

7/16/2019 03 DIAGRAME CLIMATICE

1/26

CAPITOLUL 3

DIAGRAME CLIMATICE

3.1. La ce folosesc diagramele?

Definite fie ca reprezentri vizuale (bidimensionale sau tridimensionale)ale unor concepte i idei exprimate lingvistic sau algebric, fie ca reprezentrigeometric-simbolice ale unei informaii, diagramele sunt ilustraii grafice aleunui ir liniar de date, cu rol de abstractizare a informaiilor pentru a pune neviden relaiile dintre ele (diagrame calitative) sau variaia parametrilor carele caracterizeaz (diagrame cantitative).

Lowe (1993) le numete aproape metaforic portrete grafice abstracteale nsemntii subiectului pe care n reprezint, iar Anderson (1997),generaliznd, le consider reprezentri pictoriale, nc abstracte (hrile,graficele... schiele de arhitectur sunt toate exemple de diagrame, fotografiilei filmele nu).

Motivul cel mai important al utilizrii diagramelor n biogeografie estenelegerea vizual, non-verbal a cantitilor i relaiilor. De cele mai multe orisunt denumite comun grafice, sunt citite mai repede dect datele dup care aufost create i pot fi realizate de mn, pe hrtie milimetric, sau cu ajutorulaplicaiilor de computer.

Alegerea unui tip de grafic se face respectnd abilitatea modelului de areprezenta sensul datelor (procentuale, interdependente etc.).

Prile unui grafic sunt:- titlul un grafic conine foarte puin text, acesta fiind unul dintre

scopurile realizrii sale, de aceea una dintre cele mai importante


2/26

Alina Satmari Lucrri practice de Biogeografie

utilizri ale textului ntr-un grafic este n titlu. Acesta apare, n general,deasupra reprezentrii i descrie ct mai succint la ce anume se referdatele din grafic;

- axele variaia datelor se reprezint prin raportarea la axe. Fiecareax dispune de o scar. Unitile de msur i indicatorii numerici aparn mod obligatoriu pe axe;

- gridul suita de linii paralele orizontale sau verticale, ce ajut laalinierea vizual a datelor;

- datele sub form de puncte sau forme geometrice, conectate sauneconectate;

- legenda cnd datele conin mai multe variabile, informaiile ce permitidentificarea datelor n text sunt prezentate n legend.

Pentru c rolul factorilor climatici n distribuia lumii vii este unul decisiv,variaia parametrilor climatici devine elementul central al multor tipuri dediagrame specifice analizei biogeografice. n consecin, acestea poartnumele de diagrame climatice.

Diagramele climatice sunt modele grafice relativ uor realizat, prezentati neles, eficiente n reprezentarea i studiul comparativ al climatelor globului.

Sezonul de vegetaie este perioada fiziologic activ din viaa plantelor

(Chiriac, 2009), pe parcursul cruia se succed mai multe fenofaze(nmugurirea, nfrunzirea, nflorirea etc.) de durat invers proporional cualtitudinea i latitudinea.

La fel ca n cazul indicilor bioclimatici, diagramele utilizate n analizelebiogeografice se bazeaz pe variaia spaio-temporal a factorilor climaticiprincipali. Dintre acetia, rolul limitativ cel mai important n are temperatura,mai ales atunci cnd este asociat cu regimul precipitaiilor. Din acest motiv,diagramele ce urmeaz a fi prezentate iau n considerare variaia termicanual (diagrama hipsotermic, histofenograma) n corelaie cu expresii alevariaiei pluviometrice (diagrama ombrotermic, climatograma), dar i ale altorfactori decisivi n ciclul vegetativ i regimul de cretere al plantelor evapotranspiraia potenial, evapotranspiraia real (diagrama complex).

Aplicaiile descrise n cele ce urmeaz utilizeaz programul MicrosoftExcel, dar ele pot fi realizate la fel de bine i cu ajutorul Microsoft Word, Lotus .a.

34


3/26

Capitolul 3 Diagrame climatice

3.2. Reguli de realizarea a diagramelor climatice

3.2.1. ETAPE DE REALIZARE A BAZEI DE DATE

a). culegerea datelorSe recomand cunoaterea ndeaproape a metodologiei de realizare a

diagramei dorite, a parametrilor necesari i a seriilor de date corespunztoare,astfel nct s nu se mai revin asupra acestei etape. Culegerea datelor se

face din surse oficiale: anuare statistice, site-uri oficiale, direct de la staiilemeteorologice sau pluviometrice etc. Sursa datelor se va memora pentru a fiprecizat n lucrare.

b). nregistrarea datelor n format digitalIntroducerea datelor se face sub form de tabel n Microsoft Excel. De

aici se poate lansa cu uurin operaia de creare a diagramelor dorite nfuncie de informaiile coninute n baza de date.

Dac lucrm cu mai muli parametri, se caut numitorul comun (deexemplu: lunile anului) i acesta se nscrie n capul de tabel. Parametri senregistreaz pe rnd, preciznd elementul msurat (n format text) i unitateade msur, n prima coloan a tabelului.

3.2.2. ETAPE DE REALIZARE A DIAGRAMELOR CLIMATICE

Realizarea diagramei sa face n funcie de specificul temei. Pentru celemai simple diagrame se folosete o singur ax de variaie i un singurparametru ilustrat. Maniera de afiare este divers, dar exist standarde carepstreaz caracterul grafic intuitiv pentru diferite tipuri de parametri: pentruvariaiile termice se obinuiete folosirea graficului de tip linie, pentruprecipitaii cele de tip coloan, pentru nebulozitate cele procentuale etc. Deasemenea, se poate opta pentru reprezentri bidimensionale (2D) sautridimensionale (3D) acolo unde este cazul: formele tridimensionale verticale

sau orizontale utilizate n exprimarea cantitilor, volumelor.Urmeaz ca i grad de complexitate diagramele cu doi sau mai muliparametri care variaz pe aceeai scar vertical (diagrama minimei, medie imaximei termice lunare), exprimai fiind n aceeai unitate de msur, apoidiagramele cu variaie pe ambele scri (diagrama hipsotermic, hipsoombric,

35


4/26


climatograma Peguy) i chiar diagrame cu dou sau mai multe scri verticaledirect proporionale (diagrama ombrotermic).

Trebuie precizat faptul c o baz de date complex i unitar este maiutil dect mai multe baze de date simple (fiecare caracteriznd un singurparametru). O baz de date ampl nu impune utilizarea tuturor datelor pe carele conine ntr-un singur grafic. Aceste date pot fi parial selectate pentru oulterioar afiare grafic, deci sunt folosite n funcie de interesul utilizatorului.Baza de date poate chiar s conin informaii pe care utilizatorul s nu lefoloseasc deloc n demersul su analitic.

Realizarea propriu-zis a fiecrei diagrame pornete cu selectarea ntabel a datelor de care e nevoie s se uzeze. Se d apoi comanda de utilizarea datelor ntr-o expresie grafic, se alege tipul de grafic dorit (coloane, linie,areal, XY etc.), apoi particularitile de afiare (culori, titlu, legend etc.).

Relaia ntre datele numeric i diagram este permanent, astfel nctorice modificare introdus n baza de date va duce la modificare reprezentriigrafice. De asemenea, modul de afiare poate fi schimbat n orice moment (nmodulul Chart Type) att timp ct nu se prsete programul.

Atunci cnd graficul a ajuns la forma dorit el poate fi salvat ca atare,cu un nume sugestiv (diagrama ombrotermic la staia Timioara nu se vasalva sub denumirea de grafic 1 sau ghmjk, ci diagr_ombro_Tim) i cuextensia specific programului (.xls). aceste msuri de precauie ne ajut spstrm rezerva unei intervenii viitoare asupra graficului i s nu relummunca de la zero atunci cnd descoperim o greeal sau dorim s facem omodificare.

Diagramele finalizate pot fi introduse de utilizator n text, analizate iinterpretate. Sub fiecare diagram este obligatoriu de menionat sursa datelor.

3.3. Tipuri de diagrame climatice utilizate n biogeografie

2.3.1. HISTOFENOGRAMA este cea mai simpl metod grafic dedeterminare a duratei sezonului de vegetaie. Ea ine cont de rolulpragurilor termice caracteristice de 0, 5 i 10oC n derulareafenofazelor (tab.3.1). Atunci cnd dispunem de date de la maimulte staii meteorologice cuprinse n arealul studiat, putem realizahistofenograme comparative, care sa pun n eviden i evoluia

36


5/26


altimetric a gradientului fenologic, dar i diferenele de durat aleintervalului de zile cu temperaturi fiziologic active n funcie deexpoziia versanilor, topoclimat de adpost etc.

TABEL 3.1. Fenofazele unui ciclu vegetativ complet n relaie cu temperatura medie care lecaracterizeaz

20 20-15 15-10


6/26


Se selecteaz doar celulele n care sunt introduse valorile, se

selecteaz butonul Chart Wizard (de construire a graficelor statistice) i sealege tipul de grafic Line (fig.3.2).

Fig.3.2. Selectarea tipului de diagram

pentrucontinuare, apoistabilim detaliile de

afiare. Se face n cmpulName, apoi seselecteaz celula A4 iconinutul acesteia vaaprea pe grafic lalegend. Se repetoperaia pentruintroducerea lunilor peaxa orizontal: n cmpul Category(X) axis labels i

selectm celulele de laB3 pn la M3, carevor aprea afiate sublinia graficului, apoi pentrucontinuare (fig.3.3).

38


7/26


Fig.3.3. Selectarea datelor reprezentrii

n cmpul Chart Title se introduce titlul graficului HISTOFENOGRAMA Staia Timioara, iar n cmpul Value (Y) axis se introduce numeleparametrului ilustrat i unitatea de msur n care sunt date valorile, respectivtemperatur (C) (fig.3.4).

39


8/26


Fig.3.4. Selectarea detaliilor de afiare

Fiind un grafic simplu, nu mai este necesar afiarea legendei, de

aceea debifm Show legenddin modulul Legend(fig.3.5).

Fig. 3.5. Modulul Legend

pentru continuare i afim graficul ca un obiect n foaia delucru (As object in Sheet1) (fig.3.6).

40


9/26


Fig.3.6. Detalii de afiare pasul 4.

pentru afiarea final (fig.3.7). Gridul (gridlines) se afieazdup pragurile multiplu de 5, conform fenofazelor.

Fig.3.7. Variaia temperaturii medii lunare la staia Timioara

Se observ c media lunii decembrie este pozitiv, fapt ce ne mpiedics calculm durata sezonului de vegetaie. n astfel de cazuri, histofenogramase prelungete prin repetarea lunii ianuarie la sfritul anului, pe axaorizontal. n continuare, se apreciaz n zile intervalul caracterizat de valoritermice peste pragul de 0oC i se nscrie sub ax, folosind un semn (~) sau oexpresie de aproximare (cca., aprox.).

41


10/26


Fig.3.8. Histofenograma la staia Timioara

2.3.2. DIAGRAMA HIPSOTERMIC este expresia grafic a relaieialtitudine-temperatur, evideniind altitudinile optime pentru nveliulbiotic spontan n funcie de depirea pragului fiziologic activ de10oC. Diagrama hipsotermic poate fi realizat pentru un sezon, olun sau o perioad mai puin convenional anului, dar careprezint interes din punct de vedere biogeografic. Datele detemperatur utilizate trebuie s corespund aceleiai perioade, iarmsurtorile s fie efectuate n mai multe staii situate la altitudinidiferite. Bineneles c variaia termic msurat poate fi influenati de adpost, expoziie etc., parametri de care nu se ine cont nacest grafic simplu. Cu ajutorul acestui tip de diagram se potobserva i analiza tendinele de cretere/descretere aleparametrilor climatici n relaie cu altitudinea.

REALIZAREA DIAGRAMEI:

Realizarea graficului n Microsoft Excel se face pornind de la tabelul dedate. Acesta va conine pe orizontal numele sau codul staiilor la care s-au

42


11/26


fcut msurtori, iar pe vertical valorile de altitudine, respectiv temperatur,caracteristice fiecrei staii.

Pentru afiarea reprezentrii grafice propriu-zise se selecteaz dintabel doar celulele cu valorile care dorim s fie afiate sub form de diagram,apoi se alege tipul de graficXY Scatter(cu dou axe de variaie) (fig.3.9).

Fig.3.9. Selectarea tipului de grafic cu dou axe de variaie

Diagrama care rezult n urm definitivrii expresiei grafice a

interdependenei celor doi parametri luai n considerare poate fi mbuntitprin calculul regresiei (fig.3.11) i adugarea liniei de tendin (Trendline)(fig.3.10).

43


12/26


Fig.3.10. Adugarea liniei de tendin

Fig.3.11. Opiuni legate de tipul de regresie

44


13/26


De asemenea, se poate afia expresia matematic a relaiei deinterdependen dintre cei doi parametri (numii generic X i Y) sub formaecuaiei de regresie (fig.3.12). n opiunile modulului Format Trendline sebifeaz Display equation on chart.

Fig.3.12. Afiarea ecuaiei de regresie pe grafic

45


14/26


Se afieaz diagrama hipsotermic n format final (fig.3.13).

Fig.3.13. Diagrama hipsotermic la staia Timioara

Not: Diagrama hipsoombric este un grafic ce se alctuiete pe principuldiagramei hipsotermice, cu precizarea c n acest caz relaia urmrit estealtitudine-precipitaii, n scopul evidenierii restrictivitii hipsoombrice.

2.3.3. DIAGRAMA OMBROTERMIC este una dintre diagramele cencearc s depeasc problema imposibilitii msurriiclimatului, cci ceea ce se poate msura efectiv sunt elementelecare definesc climatul (temperatur, precipitaii, umiditate etc.) i nuclimatul nsui. Diagrama ombrotermic asociaz i coreleaz ntr-omanier minimal doi factori climatici principali (temperatura iprecipitaiile) dup expresia indicelui Gaussen, astfel nct dac p/t


15/26


la 31oC), necesitile de ap ale plantelor sunt diferite. Ceea ce nseamn cse poate vorbi despre intensiti diferite ale secetei, nu numai despre un pragde apariie (Charre, 1997).

Aceast problem rmne nc nerezolvat, cu toate ca s-a ncercatcel puin difenierea uscciunii de secet , P.Birot prefera p=4t i p=3t, iar Ch.Peguy p=3t i p=2t)

REALIZAREA DIAGRAMEI:

Pentru realizarea diagramei ombrotermice se folosesc date detemperatura i precipitaii n raport de 1:2. Din acest motiv sunt necesare 2

scri verticale care s pstreze proporia corect. Tipul de grafic cel mai desutilizat este Line, dar sunt autori care prefer ilustrarea convenional climatica cantitii de precipitaii n coloane verticale.

Pentru nceput, datele se nscriu ntr-un tabel n Excel i se realizeazo diagram de tip linie (fig.3.14).

47


16/26


Fig.3.14. Tabelul de valori i diagrama primar

Se selecteaz curba de variaie pentru parametrul pe care dorim s lreprezentm pe cea de-a doua ax vertical, apoi click dreapta, Format DataSeries i n moduluiAxis bifm Secondary axis (fig.3.15).

48


17/26


Fig.3.15. Pai necesari afirii celei de-a doua axe verticale

n urma operaiilor precedente, precipitaiile vor aprea raportate la o axvertical situat n dreapta graficului (fig.3.16). Aceast ax nu se afl ns nproporia dorit cu prima, de aceea mai sunt necesare cteva modificri. Selectm

axa i introducem n modulul Scale valori corespunztoare dublului scrii termice(raportul pe care l urmrim fiind de 1:2). Zero este valoarea pe care o dorim dreptintersecie cu axa orizontal (Category (X) axis Crosses at: 0).

49


18/26


Fig.3.16. Opiuni de calibrare pentru a dou scar vertical

Cu toat strdania, s-ar putea ca nici acum graficul s nu arate aa

cum ne dorim. Pot aprea nc probleme de afiare a scrilor verticale, maiales din cauza faptului c maximum de la precipitaii depete cu mult dublulvalorii termice, iar minimum de la precipitaii nu poate avea valori negative. Dinaceste motive vom interveni i asupra proprietilor de afiare ale scrii pentrutemperatur (fig.3.17) i, chiar dac nu avem valori termice care s necesite oscar de pn la 45oC, noi o vom introduce artificial pentru a pstra raportul de1:2 necesar reprezentrii.

50


19/26


Fig.3.17. Opiuni de recalibrare pentru prima scar vertical

Dac activm acum proprietile generale de afiare ale graficului(Chart Options) vom putea aduga sub form de text parametrul msurat iunitatea de msur pe cea de-a dou ax vertical (Second category (X) axis opiune inactiv la nceput) (fig.3.18).

51


20/26


Fig.3.18. Afiarea unitii de msur pe cea de-a doua ax vertical

Diagrama ombrotermic este prezent n literatura de specialitate subdiferite forme de afiare. Variaia termic apare aproape ntotdeauna ilustratca linie, dar variaia pluviometric este reprezentat fie ca linie (fig.3.21 ajutla o mai bun percepere vizual a interseciei cu linia de variaie termic i,

deci, la evidenierea perioadei secetoase), fie sub form de coloane (fig.3.19 reprezentare specific meteorologiei) sau chiar areal (fig.3.20).

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

I II III IV V VI VII V III IX X XI XII

temperatur(C)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

precipitaii(mm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

I II III IV V VI VII V III IX X XI XII

temperatur(C)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

precipitaii(mm)

Fig.3.19. Digram ombrotermic n coloane Fig.3.20. Diagram ombrotermic cu areale

52


21/26


Fig.3.21. Diagram ombrotermic de tip linie

Este important de precizat faptul c diagrama ombrotermic rmneexpresiv pentru latitudinile medii ale emisferei nordice (Charre, 1997), fiindlipsit de sens n alte locaii (fig.3.22).

Fig.3.22. Principiul diagramei ombrotermice devine inutil n cazul climatelor deertic (Bilma)

sau musonic (Bombay). (dup Charre, 1997)

53


22/26


2.3.4. CLIMATOGRAMA PGUY, numit i climogram este un graficcartezian cu dou dimensiuni, ce prezint avantajul unui modelmatematic corect, n acelai timp extrem de simplu de realizat ibogat n informaii.

Poziia lunii calendaristice n grafic este dat de un punct definit princoordonatele precipitaii (axa X) i temperatur (axa Y) (fig.3.23 - tabel).Continuitatea temporal poate fi prezentat printr-o linie ce unete cronologic

lunile ntre ele. Se pot construi expresii grafice dup ecuaiile t=2p, t=3p ( linii-prag), care s despart perioadele secetoase de cele umede (fig.3.25).Modelul este adaptabil, permind intervenia altor criterii i calificativeclimatice (Charre, 1997). Important de reinut faptul c luna ianuarie iparametri specifici apar de dou ori n baza de date pentru a permitenchiderea liniei de tendin, conform reprezentrii standard (fig.3.24).

Fig.3.23. Climatograma Pguy un grafic cu dou dimensiuni

54


23/26


Fig.3.24. Climatogram cu linie de tendin ntrerupt datorit nerespectrii sugestiei de

repetarea a datelor pentru luna ianuarie (a) i climatogram nchis (b)

Fig.3.25. Climograma staiei Timioara. Se observ pragurile caracteristice P=2T i P=3T

La fel ca i diagrama ombrotermic, climatograma Pguy rmnespecific latitudinilor medii din emisfera nordic.

2.3.5. DIAGRAMA COMPLEX, numit i climadiagram (Chiri,

1977) sau diagrama Chiri, dup autorul su, ncearc s punntr-o formul grafic o gam mai larg de parametri climatici demare nsemntate pentru creterea i dezvoltarea plantelor:temperatura, precipitaiile, evapotranspiraia potenial,evapotranspiraia real, excedentul i deficitul de ap din sol. Ideea

55


24/26


de la care se pornete este cea a diagramei ombrotermice, toateelementele ce se refer la circuitul apei n natur fiind reprezentaten raport de 1/2. Uneori se adaug n grafic simboluri pentru primai ultima zi de nghe (valori extreme), considerate factori de riscpentru buna desfurare a ciclurilor vegetative (fig.3.26). Deasemenea, se mai practic reprezentarea ieirilor de ap din sistem(evapotranspiraia potenial, respectiv real) pe o scar negativ,dei valorile propriu-zise (calculate sau msurate) sunt pozitive.

56


25/26


Fig. 3.26. Model de digram de tip prof. Chiri pentru staia Iai

Diagrama complex pune astfel n eviden evoluia rezervelor de apnecesare plantelor n timpul desfurrii fenofazelor caracteristice, pragul detrecere excedent-deficit fiind, alturi de momentele prima/ultima zi de nghe,perioade critice ale ciclului vegetativ.

Pentru caracterizri de natur strict climatic i condiiile de solhidrologic integral cu care se lucreaz pentru exprimarea contribuiei climatuluila umiditatea solului, diferenele dintre cifra precipitaiilor i cea a ETP suntindicatorul cel mai uor i mai corect de determinat, motiv pentru care acestediferene sunt folosite n climadiagramele noastre sintetice (Chiri, 1981,

p.166).n cazul plantelor de cultur, variaia parametrilor climatici este poate celmai util instrument de prevedere a evoluiei recoltelor i riscurile asociate.

3.4. Interpretarea diagramelor

n interpretarea oricrei diagrame climatice se pornete de la poziiageografic a staiei la care au fost nregistrate valorile reprezentate n grafic, prinncadrarea arealului staiei ntr-una dintre marile zone climatice. De asemenea,

particularitile pe care le imprim relieful, prin altitudine, expoziie, fragmentare,adpost, favorizeaz dezvoltarea unor subzone climatice sau chiar tipuri localede climat. Aceste prime repere ne dau o imagine de ansamblu a variaieifactorilor climatici principali la care urmeaz s ne raportm i trebuieinterpretate ca atare.

Ilustrarea grafic a variaiei unui parametru climatic (temperatur,precipitaii, evapotranspiraie .a.) pune ntr-o form vizual simpl un ir dedate numerice i stabilete modul n care o valoare se raporteaz la celelaltevalori, dar mai ales la valorile cu care este consecutiv. Din perspectivaanalizelor biogeografice, intereseaz att tendinele cresctoare/descresctoareale curbelor de variaie, ct i pragurile caracteristice (ca cele termice, specificeanumitor fenofaze) sau valorile extreme (medii maxime/minime, absolute).

Diagramele ce reprezint variaia a doi sau mai muli parametri dauposibilitatea corelaiilor temporale ntre acetia i efectul pe care l au asupralumii vii. Raportul temperatur-precipitaii, spre exemplu, este cel careguverneaz biodiversitatea i abundena speciilor spontane.

57


26/26


Diagramele carteziene sunt cele mai simple expresii matematice graficeale relaiei spaiale dintre doi parametri. Pe baza valorilor msurate se poatestabili linia de tendin i ecuaia de regresie, mijloace absolut necesare nestimarea evoluiei viitoare a unui ecosistem.

Amplitudinea ecologic a speciei dominante este i ea un instrument decontrol pentru valabilitatea demersului analitic.

Opere ale unor naturaliti ai secolului XX, care se bazeaz pe faptul caplantele spontane nu sunt sensibile la variaiile interanuale, deoarece dispun demijloace de adaptare eficiente, diagramele si indicii prezentai ilustreaz cu

precdere ideea de medie i mai puin ideea de frecven, care devine gravpentru activitile antropice economice actuale (agricultura, spre exemplu). Sedovedete astfel tot mai necesar i esenial operarea cu reprezentri post-industriale grafice, care s surprind variabilitatea interanual a climatului.

n general, diagramele prezentate n acest capitol nu necesit interpretriexhaustive, ele rezumndu-se la evaluarea duratei anumitor perioade (ciclulvegetativ, uscciunea, seceta) sau la corelaii simple de tipul relief-clim-biodiversitate.

58

Documents

03 DIAGRAME CLIMATICE