boreaalisen metsän ilmastolle on ominaista voimakas kausivaihtelu lyhyine, kohtalaisen lämpimine ja kosteine kesineen ja pitkine, erittäin kylmine ja kuivine talvineen.

Lämpötilaväli on äärettömän suuri erityisesti mannermaan keskiosissa, joissa vuodenaikojen vaihtelu voi olla jopa 100°C.

boreaalisessa metsässä on tarkasteltava uudelleen perinteisiä kalenterikausia, jotka on määritelty auringon kulkureitillä taivaalla sekä päiväntasausten ja päivänpäivien kululla. Monissa pohjoisissa kulttuureissa tunnistetaan neljän sijaan kuusi vuodenaikaa. Jokainen ajanjakso aiheuttaa selvästi erilaisia tilanteita ihmisille ja villieläimille. Vesistöjen katkeaminen ja jäätyminen ovat vuodenaikoja sinänsä, lisättynä kevääseen, kesään, syksyyn ja talveen.

boreaalisen metsän laajuus etelästä pohjoiseen määräytyy enimmäkseen ilmaston, erityisesti arktisten ja muiden ilmamassojen sijainnin ympäri vuoden sekä pinnalta saadun aurinkoenergian nettomäärän perusteella.

boreaalinen metsä eli taiga on yksi maailman neljästä pääbiomaasta. Biomi on merkittävä, alueellinen ekologinen yhteisö, jolle on ominaista sen hallitseva kasviyhteisö , jonka sijainti ja luonne määräytyvät ilmaston osien mukaan.

lämpötilat
koska boreaalinen metsä on niin laaja vyöhyke, on lämpötiloissa suurta vaihtelua sen eteläisistä äärimmäisyyksiin pohjoisiin.

kuumana kesäpäivänä, tyypillisesti heinäkuun puolivälissä, voidaan päästä 30 asteen lämpötiloihin, mutta monena peräkkäisenä päivänä näin lämmin on harvinaista. Kesät ovat lyhyitä. Keskimääräinen päivälämpötila on noin 15° – 20°C kevät-ja syyslämpötilat vaihtelevat yöpakkasista -5° päivälämpötiloihin +10° C. Tämä on tyypillistä huhti -, touko -, syys-ja lokakuulle. Vuoden kylmin kuukausi on tammikuu. Lämpötilat ovat rutiininomaisesti noin -20°C. pitkän talven syövereissä lämpömittari voi pulahtaa -40 asteeseen päiviksi kerrallaan.

kasvukausi
pakkaseton kausi on yleensä pakkaseton jakso, joka alkaa kevään viimeisestä pakkasesta ja päättyy syksyn ensimmäiseen pakkaseen.

boreaalisen metsän eteläreunalla on noin 100 pakkasetonta päivää, mutta pohjoiskärjessä Thompsonin lähellä Manitobassa on mitattu niinkin lyhyt jakso kuin 38 pakkasetonta päivää.

toinen ilmaston gradientin heijastuma etelästä pohjoiseen näkyy Mustakuusen ja Valkokuusen vuotuisissa kasvurenkaissa (säteittäinen kasvu). Keski-Kanadassa renkaan paksuus laskee jyrkästi, kun pohjoinen puunraja (siis arktinen rintama) lähestyy. Myös Mustakuusiyhteisöjen esiintyminen korreloi positiivisesti Arktisen ilmamassan esiintymistiheyden kanssa ja Valkokuusiyhteisöt osoittavat päinvastaista suhdetta.

jotkut tutkijat ehdottavat, että ilmamassan sijainnin ja kasvillisuuden suhde on merkittävä vain siinä määrin, että ilmamassan ominaisuudet määrittävät paikallisen energiabudjetin ominaisuudet kasvukauden aikana.

Energy At a Premium
in the boreal forest,” väite ”aurinko on kaiken elämän lähde” ei ole tyhjänpäiväinen klisee vaan ekologinen perusfakta. Boreaalisessa vyöhykkeessä maanpinnalle ulottuva energia on paljon vähemmän kuin tropiikissa. Pidemmän ilmapatsaan läpi kulkiessa eri aallonpituudet suodattuvat pois ja veden ja pölyn heijastuminen ja taittuminen vähentävät maan pinnalle pääsevän energian kokonaismäärää.

myös pohjoiset alueet saavat energiaa pienemmässä tulokulmassa kuin päiväntasaajan tai lauhkean vyöhykkeen alueet. Kun aurinko on lähellä horisonttia (8°) 50% energiasta vastaanotetaan hajasäteilyllä, kun taas 92% vastaanottaa suoraa säteilyä 90°: ssa.

toinen huomioon otettava tekijä on se, että boreaalisen biomen saapuva energia vaihtelee suuresti kesästä talveen johtuen maan kallistumisesta akselillaan.

talvella, kun aurinko on pitkiä aikoja horisontin alapuolella, vastaanotettu energia virtaa takaisin avaruuteen säteilyhäviön kautta. Ohut pilvipeite vähentää hävikkiä merkittävästi, mutta pilvettöminä öinä tehokas säteilylämpötila voi vaihdella suuresti vuorokautiseen ilman lämpötilan vaihteluun verrattuna.
Jos ajattelee ilman lämpötilan lisäksi myös ” lähteestä vastaanottimeen tai kertyvään kehoon virtaavan lämmön määrää, niin monet boreaalisen ekologian näkökohdat on helpompi ymmärtää.”
Sademäärä
Sademäärä
Sademäärä voi vaihdella huomattavasti tässä valtavassa maisemassa. Ilmasto on yleensä kosteampi eteläisillä alueilla ja muuttuu kuivemmaksi pohjoisempana.

suurin osa alueen sademääristä tulee kesäsateena ja on suhteellisen kevyttä. Luoteessa, jossa korkeat vuorijonot rajoittavat kostean ilman pääsyä sisämaahan, vuotuinen sademäärä on 18-38 cm. Keski-Kanadassa vuotuinen sademäärä kasvaa 38-51 cm: iin. Boreaalisen metsän itäosa Kanadassa saa sateena 51-89 cm: n Sademäärän.

lumi
lumi yhdistää kaikki boreaalisen metsän osat yhtä paljon kuin yhteinen kasvillisuustyyppi. Noin puolet vuodesta tätä metsää peittää lumipeite. Silti talvi on vähiten tutkittu ja ymmärretty vuodenaika kaikista.
lumen roolit ekosysteemissä ovat niin moninaiset ja intensiiviset, että se on saanut erään tiedemiehen sanomaan,

…..”voidaan oikein sanoa, että boreaalinen ekologia on tutkimus snow….it suojaa maanpäällisiä kasveja alhaisilta lämpötiloilta ja kuivumiselta; se kerääntyy puihin ja voi rikkoa ne tai vaikuttaa niiden muotoon; se suojaa joitakin eläimiä alhaisilta lämpötiloilta ja saalistukselta; se estää muita eläimiä liikkumasta ja hankkimasta ravintoa.”

lumikiteet muodostuvat tiivistymisytimien (mahdollisesti pölyhiukkasen) ympärille, kun vesihöyryä jäähdytetään jäätymisen alla. Jos ilma sisältää ylimääräisen vesihöyryn (ylikyllästetty ilma) kiteet alkavat kasvaa. Kun ne saavuttavat kriittisen koon, ne putoavat ja tarttuvat toisiinsa laskeutuessaan, ne muodostavat lumihiutaleröykkiöitä. Maahan saapuvien lumikiteiden muoto riippuu lämpötilasta, kosteudesta ja tuulesta.
maahan päästyään lumi kokee muodonmuutoksen. Lumipeitettä voidaan pitää jään ja ilman sekoituksena, jossa ilman määrä on useimmissa tapauksissa paljon suurempi kuin jään määrä. Näiden mittasuhteiden muutosten ja lumipeitteen rakenteen muutosten ymmärtäminen on erittäin tärkeää boreaalisen ekologian ymmärtämiselle.

lumipeitteen pinnalla olevat lumikiteet voivat olla tuulen vierittämiä. Hauraat käsivarret ovat murtuneet, kiteet ”pakkautuneet” lumimyrskyyn, mikä lisää lumikerroksen tiheyttä. Nollan yläpuolella olevat lämpötilat tai myöhäistalven voimakkaampi aurinko saattavat sulattaa lumipinnan. Kun lämpötila laskee yön aikana, pinta muodostuu uudelleen jääkuoreksi.

merkittävämpi metamorfoosityyppi tapahtuu läpi talven lumipeitteen pohjalla. Lämpö ja kosteus jatkavat maanpinnan nousemista, ja pohjan kiteet muuttuvat muodostaen toisiinsa kytkeytyvien ”palkkien” hienon ristikon. Tämä on ’konstruktiivinen metamorfoosi’, joka lopulta muuttaa alkuperäiset kiteet täysin muuttuneiksi lisäämällä hilaan. Tuloksena on ristikkotyökehys, joka koostuu seinistä ja katosta suurten tilojen ympärillä, kaikki piilossa myöhempien lumisateiden kerrosten alla.

Tätä lähellä maanpintaa olevaa karkean lumen uutta peruskerrosta kutsutaan ”syvyyshuuhteluksi” tai ”pukakiksi”. Termi ”pukak” on lainattu kaukaa pohjoisesta aboriginaalien kielestä. ”Pukakin” rakenteen ansiosta pienten nisäkkäiden on helppo kaivaa tunneleita lumipesän tyveen. Kun lumikerros on saavuttanut noin 15cm, se toimii eristävänä peitteenä myyrille, hiirille, sopuleille ja päästäisille, jotka asuvat tässä ”sub-nivian” (lumen alla) ympäristössä. Ne ovat tärkeitä saalislajeja petoeläimille, kuten ketuille ja pöllöille. Ilman pieniä nisäkäspopulaatioita tukevaa pukakerrosta boreaalisen metsän saalistaja-saalisekologia eroaisi dramaattisesti.

saalistaja ja saalis elävät kahdessa selvästi erillisessä maailmassa. Siinä missä kettu kulkee metsässä lumen yläpuolella ja selviytyy pakkasesta -50°C: seen vaihtelevista lämpötiloista, myyrä elää pimeässä, kosteassa ympäristössä polviin ulottuvan lumen alla, jossa lämpötila on jatkuvasti vain muutaman asteen pakkasen puolella.

pohjoisilla kansoilla on monia kuvaavia termejä lumelle, ”pukak” on vain yksi. Boreaalista metsää tutkivat tutkijat ovat lainanneet näistä kielistä. Esimerkiksi ”qali” on ”lumi, joka laskeutuu ja istuu puissa”. ”Siquq” on ”jääkuori”.

lumen eristävä huopa on myyrien liittolainen boreaalista syväjäädytystä vastaan, mutta se ei riitä pitämään sitä ketun leuoilta läpi talven. Ketun kuulo on niin tarkka, että se voi paikantaa ja pyydystää saaliinsa jopa lumipeitteen läpi.

niinä vuosina, jolloin vallitsevat jääpeitteet ja äärimmäisen syvä lumi, ketun metsästysmenestys heikkenee. Tämä voi näkyä pienempinä kettujen poikueina keväällä tai jopa aikuisten kettujen kuolemina ennen talven loppua. Kettu-myyrä-yhteys lumipeitteen läpi on toinen ihmeellinen boreaalinen metsäkuvio.

myös lehtopöllön saalis, kuten niittymyyrät, punamyyrät ja oravat etsivät turvaa talvipakkaselta ja saalistajiltaan asumalla tai pakenemalla eristävän lumipeitteen alla.

viime aikoina on saatu selville, että viirupöllö käyttää ”syöksy” – nimistä metsästystekniikkaa pyydystäessään pieniä nisäkkäitä lumen alta.Pöllö syöksyy alas oksalta kuullessaan myyrän lumen alta ja’ syöksyy ’ saaliin kimppuun. Lumen syöksy vaatii esteetöntä reittiä ahvenistolta lumelle. Täysikasvuisista metsistä löytyvä avoimempi metsäpohja mahdollistaisi tämän metsästystavan.