Czynniki klimatotwórcze to przyczyny, które sprawiają, że w różnych miejscach Ziemi panuje inny klimat. Dzieli się je na astronomiczne (położenie względem Słońca), cyrkulacyjne (ruchy powietrza), geograficzne (lądy, morza, rzeźba terenu) i antropogeniczne (działalność człowieka). Poniżej każdy czynnik ilustrujemy średnimi z lat 2001–2020 dla prawdziwych miejsc.
1. Szerokość geograficzna
To najważniejszy czynnik. Od szerokości zależy kąt padania promieni słonecznych i długość dnia w ciągu roku – a więc ilość energii docierającej do powierzchni. Dlatego średnia temperatura spada od równika ku biegunom, a strefy klimatyczne układają się równoleżnikowo. Szczegóły: strefy oświetlenia Ziemi.
2. Cyrkulacja atmosferyczna
Powietrze nagrzane nad równikiem wznosi się i przepływa ku zwrotnikom, gdzie opada – to komórka Hadleya. Przy powierzchni wracają ku równikowi pasaty. Nad równikiem powstaje strefa niskiego ciśnienia i deszczów, nad zwrotnikami – wyże i pustynie. W umiarkowanych szerokościach przeważają wiatry zachodnie z wędrującymi niżami, a w Azji Południowej sezonowo zmieniają kierunek monsuny. Masy powietrza napływające z różnych kierunków sprawiają, że pogoda w Polsce jest tak zmienna.
3. Odległość od morza (kontynentalizm)
Woda nagrzewa się i stygnie wolniej niż ląd, więc łagodzi wahania temperatury. Im dalej od oceanu, tym gorętsze lato, mroźniejsza zima i mniej opadów. Porównaj dwa miasta leżące na podobnej szerokości:
- Bergen (nad Atlantykiem, 60° N): styczeń 1,4 °C, roczna amplituda 14,4 °C, opady 2476 mm,
- Jakuck (w głębi Syberii, 62° N): styczeń −36,9 °C, roczna amplituda aż 56,9 °C, opady 399 mm.
Podobnie Londyn (amplituda 13,7 °C) i Moskwa (amplituda 29,6 °C).
4. Prądy morskie
Ciepłe prądy – jak Golfsztrom i Prąd Północnoatlantycki – ogrzewają wybrzeża, więc porty Norwegii nie zamarzają za kołem podbiegunowym. Zimne prądy ochładzają powietrze i hamują powstawanie chmur deszczowych: wzdłuż zimnego Prądu Peruwiańskiego leży pustynia Atakama. Lima ma średnio 23,1 °C i zaledwie 22 mm opadów rocznie, choć leży w tropikach, podczas gdy Rio de Janeiro nad ciepłym oceanem – 24 °C i 1450 mm.
5. Wysokość nad poziomem morza
W troposferze temperatura spada średnio o ok. 0,6–0,65 °C na każde 100 m. Kraków (ok. 220 m n.p.m.) ma średnią roczną 9,1 °C, Zakopane (ok. 820 m) 5,7 °C, a Kasprowy Wierch (1987 m) −1,8 °C. Stąd piętra klimatyczne w górach. Obliczysz to w kalkulatorze temperatury na wysokości.
6. Rzeźba terenu i ekspozycja
Łańcuchy górskie zatrzymują wilgotne masy powietrza – po stronie nawietrznej pada więcej, a po zawietrznej tworzy się cień opadowy (np. pustynie za Andami i Górami Skalistymi). Doliny i kotliny gromadzą zimne powietrze (inwersje, przymrozki), a stoki południowe są cieplejsze od północnych. Wiatry fenowe – jak tatrzański halny – niosą ciepłe, suche powietrze po zawietrznej stronie gór.
7. Podłoże i człowiek
Śnieg i lód odbijają większość promieniowania (wysokie albedo), las i ocean pochłaniają go więcej. Miasta tworzą miejską wyspę ciepła – beton i asfalt nagrzewają się w dzień i oddają ciepło w nocy, więc w centrum dużego miasta bywa o kilka stopni cieplej niż na przedmieściach. W skali globalnej człowiek zmienia klimat, emitując gazy cieplarniane – średnia temperatura Ziemi rośnie, a strefy klimatyczne powoli przesuwają się ku biegunom i w górę.
