Das Klima des borealen Waldes ist durch starke jahreszeitliche Schwankungen mit kurzen, mäßig warmen und feuchten Sommern und langen, extrem kalten und trockenen Wintern gekennzeichnet.
Der Temperaturbereich ist extrem, insbesondere in den mittelkontinentalen Gebieten, wo saisonale Schwankungen bis zu 100 ° C betragen können.
Die traditionellen Kalenderjahreszeiten, wie sie durch den Weg der Sonne am Himmel und den Durchgang der Tagundnachtgleichen und Sonnenwenden definiert werden, müssen im borealen Wald überdacht werden. Viele nördliche Kulturen identifizieren sechs Jahreszeiten statt vier. Jede Periode stellt deutlich unterschiedliche Situationen für Menschen und Wildtiere dar. Das Aufbrechen und Einfrieren von Wasserstraßen sind Jahreszeiten für sich, die zu Frühling, Sommer, Herbst und Winter hinzugefügt werden.
Die Ausdehnung des borealen Waldes von Süden nach Norden wird hauptsächlich durch das Klima bestimmt, insbesondere durch die Position der arktischen und anderen Luftmassen während des ganzen Jahres sowie durch die Nettomenge an Sonnenenergie, die an der Oberfläche aufgenommen wird.
Der boreale Wald oder die Taiga ist eines der vier großen Biome der Welt. Ein Biom ist eine große , regionale ökologische Gemeinschaft, die durch ihre dominante Pflanzengemeinschaft gekennzeichnet ist – deren Lage und Natur durch die Komponenten des Klimas bestimmt wird.
Temperaturen
Da der boreale Wald ein so breites Band ist, gibt es große Temperaturschwankungen von seinen südlichen zu nördlichen Extremen.
An einem heißen Sommertag, typischerweise Mitte Juli, können Temperaturen in den niedrigen 30 ° C erreicht werden, aber viele aufeinanderfolgende Tage ist diese Wärme ein seltenes Ereignis. Die Sommer sind kurz. Ein durchschnittliches Tageshoch liegt bei 15 ° bis 20 ° C. Die Frühlings- und Herbsttemperaturen reichen von Nachttiefs von -5 ° bis zu Tageshöchsttemperaturen von +10 ° C. Dies ist typisch für April, Mai, September und Oktober. Der kälteste Monat des Jahres ist der Januar. Die Temperaturen liegen routinemäßig bei -20 ° C. In den Tiefen des langen Winters kann das Thermometer tagelang auf -40 ° C sinken.
Vegetationsperiode
Die frostfreie Jahreszeit ist die Periode, die normalerweise frei von Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ist, beginnend mit dem letzten Frost im Frühjahr und endend mit dem ersten Frost im Herbst.
Am südlichen Rand des borealen Waldes gibt es etwa 100 frostfreie Tage, aber an der Nordspitze in der Nähe von Thompson, Manitoba, wurde eine Periode von nur 38 frostfreien Tagen registriert.
Ein weiteres Spiegelbild des klimatischen Gefälles von Süden nach Norden zeigt sich in den Jahresringen (radiales Wachstum) der Schwarz- und Weißfichte. In Zentralkanada nimmt die Ringdicke stark ab, wenn sich die nördliche Baumgrenze (daher die arktische Front) nähert. Auch das Vorkommen von Schwarzfichtengemeinschaften korreliert positiv mit der Häufigkeit der arktischen Luftmasse und Weißfichtengemeinschaften zeigen die umgekehrte Beziehung.
Einige Wissenschaftler schlagen vor, dass die Beziehung zwischen Luftmassenposition und Vegetation nur in dem Maße signifikant ist, in dem die Luftmasseneigenschaften die Eigenschaften des lokalen Energiehaushalts während der Vegetationsperiode bestimmen.
Energie auf höchstem Niveau
Im borealen Wald“ ist die Aussage „Die Sonne ist die Quelle allen Lebens“ kein müßiges Klisché, sondern eine grundlegende ökologische Tatsache. Die Energie, die die Oberfläche im Boreal erreicht, ist weit weniger als die, die die Tropen erreicht. Bei der Reise durch eine längere Luftsäule werden verschiedene Wellenlängen herausgefiltert und die Gesamtmenge an Energie, die die Erdoberfläche erreicht, wird durch Reflexion und Brechung von Wasser und Staub reduziert.
Außerdem erhalten nördliche Gebiete Energie mit einem niedrigeren Einfallswinkel als äquatoriale oder gemäßigte Gebiete. Wenn sich die Sonne in der Nähe des Horizonts (8 °) befindet, wird 50% der Energie durch diffuse Strahlung empfangen, verglichen mit 92% Empfang direkter Strahlung bei 90 °.
Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist, dass die einfallende Energie im borealen Biom von Sommer zu Winter aufgrund der Neigung der Erde um ihre Achse stark variiert.
Im Winter, wenn die Sonne längere Zeit unter dem Horizont steht, fließt die empfangene Energie durch Strahlungsverlust zurück in den Weltraum. Eine dünne Wolkendecke reduziert den Verlust erheblich, aber in wolkenlosen Nächten kann die effektive Strahlungstemperatur im Vergleich zu täglichen Lufttemperaturschwankungen stark schwanken.
Wenn Sie nicht nur an die Lufttemperatur denken, sondern auch an die Wärmemenge, die von einer Quelle zu einem Empfänger oder einem sich ansammelnden Körper fließt, dann sind viele Aspekte der borealen Ökologie leichter zu verstehen.“
Niederschlag
Niederschlag
Niederschlag kann in dieser immensen Landschaft erheblich variieren. Im Allgemeinen ist das Klima in den südlichen Regionen feuchter und wird weiter nördlich trockener.
Die meisten Niederschläge in der Region fallen im Sommer als Regen und sind relativ leicht. Im Nordwesten, wo hohe Gebirgszüge das Eindringen von feuchtigkeitsbeladener Luft ins Landesinnere einschränken, beträgt der jährliche Niederschlag 18-38 cm. In Zentralkanada steigt der jährliche Niederschlag auf 38-51 cm. Der östliche Teil des borealen Waldes in Kanada erhält zwischen 51 und 89 cm Niederschlag als Regen.
Schnee
Schnee verbindet alle Teile des borealen Waldes so sehr wie ein gemeinsamer Vegetationstyp. Ungefähr die Hälfte des Jahres bedeckt eine Schneedecke diesen Wald. Dennoch ist der Winter die am wenigsten erforschte und verstandene Jahreszeit von allen.
Die Rolle, die Schnee im Ökosystem spielt, ist so vielfältig und intensiv, dass es einen Wissenschaftler dazu veranlasst hat zu sagen:
…..“man könnte mit Recht sagen, dass die boreale Ökologie das Studium snow….it schützt Bodenpflanzen vor niedrigen Temperaturen und vor Austrocknung; Es sammelt sich auf Bäumen an und kann sie brechen oder ihre Form beeinflussen; es schützt einige Tiere vor niedrigen Temperaturen und Raubtieren; Es behindert andere Tiere bei ihren Bewegungen und Nahrungsbeschaffungsaktivitäten.“
Schneekristalle bilden sich um einen Kondensationskern (möglicherweise ein Staubpartikel), wenn Wasserdampf unter den Gefrierpunkt abgekühlt wird. Wenn die Luft einen Überschuss an Wasserdampf (übersättigte Luft) enthält, beginnen die Kristalle zu wachsen. Wenn sie eine kritische Größe erreichen, fallen sie und kleben sich beim Abstieg aneinander. Die Form der Schneekristalle, die die Erde erreichen, hängt von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Wind ab.
Einmal auf dem Boden, erfährt Schnee eine Metamorphose. Schneedecke kann als eine Mischung aus Eis und Luft betrachtet werden, wobei die Luftmenge in den meisten Fällen viel größer ist als die Eismenge. Das Verständnis der Veränderungen dieser Proportionen und der Veränderungen in der Struktur der Schneedecke ist entscheidend für das Verständnis eines Großteils der borealen Ökologie.
Schneekristalle auf der Oberfläche der Schneedecke können vom Wind gerollt werden. Die zerbrechlichen Arme gebrochen, die Kristalle ‚verpackt‘ in einer Schneedecke, zunehmende Dichte der Schneedecke. Temperaturen über Null oder die stärkere Spätwintersonne können die Schneeoberfläche schmelzen lassen. Wenn die Temperatur eine Nacht sinkt, gefriert die Oberfläche wieder und bildet eine Eiskruste.
Eine bedeutendere Art der Metamorphose findet den ganzen Winter über am Boden der Schneedecke statt. Wärme und Feuchtigkeit entweichen weiter aus dem Boden, und die Kristalle an der Basis werden zu einem feinen Gitter aus miteinander verbundenen Strahlen umgewandelt. Dies ist eine ‚konstruktive Metamorphose‘, die schließlich die ursprünglichen Kristalle völlig verändert Zugabe zum Gitter verändert. Das Ergebnis ist ein Gitterwerkrahmen aus Wänden und Decken um große Räume, die alle unter den Schichten des nachfolgenden Schneefalls verborgen sind.
Diese neue Basisschicht aus grobem Schnee in Bodennähe wird „Tiefenrasur“ oder „Pukak“ genannt. Der Begriff „Pukak“ ist aus einer weit nördlichen Aborigine-Sprache entlehnt. Die Struktur von ‚Pukak‘ macht es kleinen Säugetieren leicht, Tunnel an der Basis der Schneedecke auszuheben. Sobald die Schneedecke ungefähr 15 cm erreicht hat, dient sie als isolierende Decke für die Wühlmäuse, Mäuse, Lemminge und Spitzmäuse, die in dieser ‚Sub-Nivian‘ (unter dem Schnee) Umgebung leben. Sie sind kritische Beutearten für Raubtiere wie Füchse und Eulen. Ohne die Pukak-Schicht zur Unterstützung kleiner Säugetierpopulationen würde sich die Raubtier-Beute-Ökologie des borealen Waldes dramatisch unterscheiden.
Das Raubtier und die Beute bewohnen zwei deutlich getrennte Welten. Während der Fuchs über dem Schnee durch den Wald wandert und mit Temperaturen zwischen dem Gefrierpunkt und -50 ° C zurechtkommt, lebt die Wühlmaus in einer dunklen, feuchten Umgebung unter knietiefem Schnee, in der die Temperaturen konstant nur wenige Grad unter dem Gefrierpunkt liegen.
Die nördlichen Völker haben viele beschreibende Begriffe für Schnee, ‚Pukak‘ ist nur einer. Wissenschaftler, die den borealen Wald studieren, haben von diesen Sprachen geliehen. Zum Beispiel ist ‚qali‘ der ‚Schnee, der sich niederlässt und auf den Bäumen sitzt‘. ‚Siquq‘ ist eine ‚Eiskruste‘.
Die isolierende Schneedecke ist der Verbündete der Wühlmäuse gegen die boreale Tiefkühlung, aber sie reicht nicht aus, um sie den ganzen Winter über vor den Kiefern eines Fuchses zu schützen. So scharf ist Fox Hearing, dass es sogar durch die Schneedecke seine Beute lokalisieren und fangen kann.
In Jahren, in denen Eiskrusten und extrem tiefer Schnee vorherrschen, wird der Jagderfolg des Fuchses reduziert. Dies kann sich in kleineren Fuchswürfen im Frühjahr oder sogar im Tod erwachsener Füchse vor dem Ende des Winters widerspiegeln. Die Fuchs-Wühlmaus-Verbindung durch die Schneedecke ist ein weiteres wunderbares boreales Waldmuster.
Die Beutetiere der Eule, wie Wühlmäuse, Rotrückenmäuse und Eichhörnchen, suchen ebenfalls Zuflucht vor der Winterkälte und ihren Raubtieren, indem sie unter der isolierenden Schneedecke leben oder fliehen.
Kürzlich wurde bekannt, dass die Barred Owl eine Jagdtechnik namens „Plunging“ verwendet, wenn sie kleine Säugetiere unter dem Schnee fängt.Die Eule stürzt von einem Ast, wenn es eine Wühlmaus unter dem Schnee und ’stürzt‘ in für den Fang zu hören. Schneetauchen erfordert einen ungehinderten Weg von einer Stange zum Schnee. Der offenere Waldboden in reifen Wäldern würde diese Jagdtechnik ermöglichen.