DIAGNOSTICS OF CLIMATE CHANGE TRENDS IN GRASSLAND AND WOODLAND BIOMES OF THE TEMPERATE CLIMATE ZONE OF THE NORTHERN HEMISPHERE BASED ON THE APPLICATION OF THE CLIMADIAGRAM METHOD
DOI:
https://doi.org/10.32782/geochasvnu.2024.4.03Keywords:
climadiagram, climate, comparison, grassland and woodland biomes, Kolmogorov criterion, temperate latitudes, time series analysisAbstract
The aim of the study is to investigate the suitability of the climadigram method for climate change research. To identify trends in climate change in the grassland and woodland biomes of the temperate climate zone of the Northern Hemisphere, we focused on the Ukrainian part of the East European Plain in Eurasia and the Great Plains in North America (from North Texas to North Dakota in the United States and Saskatchewan in Canada). Weather stations in Odesa, Kharkiv, Uman (Ukraine), Dallas, Lincoln (USA), and Saskatoon (Canada) were selected as model stations. The diagnostics of temperature and precipitation trends was carried out using the method of climate diagrams (climadiagrams) and time series analysis. To obtain information about the climate in the early twentieth century, the Atlas of World Climate Diagrams by H. Walter and H. Leith (1967) was used. The Kolmogorov criterion was applied to compare the temperature and precipitation distributions of contemporary and historical climates. For the first time, the Kolmogorov criterion was applied to compare the modern and historical distributions of temperature and precipitation. A modifying of its calculation algorithm when working with temperature distributions is proposed. The results obtained using the proposed algorithm are compared with the traditional approach (time series analysis). The results of our study have shown that, in general, the climate of Europe is subject to a greater change than that of North America. The conclusions made upon application of both the climate diagram method and time series analysis are consistent.
References
Білоус Л.Ф. Біогеографія : навч. посібник. Київ : КНУ ім. Т.Г. Шевченка, 2021. 260 с. URL: https://geo.knu.ua/wp-content/uploads/2021/06/bilous_ biogeography_posibn.pdf (дата звернення: 27.05.2024).
Івченко В.Ю., Рибалка І.О. Методика побудови клімадіаграм у MS Excel. Introduction of new technologies to improve education : матеріали ХІХ Міжнар. науково-практ. конф., м. Рим, 13 трав. 2024 р. С. 251‒254. URL: https://www.researchgate.net/publication/380530400_Metodika_ pobudovi_ klimadiagram_v_MS_Excel (дата звернення: 27.05.2024).
Коваленко І.М. Лісова екологія з основами лісовідновлення та лісорозведення : підручник. Суми : ПФ «Вид-во «Університ. книга», 2018. 240 с. URL: https://repo.snau.edu.ua/bitstream/ 123456789/6518/1/Коваленко%20І.%20М.%20Лісова%20екологія.pdf (дата звернення: 27.05.2024).
Метод клімадіаграм за Ґоссеном-Вальтером : практичний порадник (для студентів ІІ, ІІІ та V курсів денного й І та VI курсів заочного відділень за напрямом 6.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» спеціальностi 8.040106 Екологія і охорона навколишнього середовища») з дисциплін «Загальна екологія», «Загальна екологія і основи заповідної справи» та «Заповідна справа» / Харк. нац. акад. міськ. госп-ва; уклад.: О.І.Спірін. Харків : ХНАМГ, 2012. 38 с. URL: https://eprints.kname.edu.ua/25895/1/ 2010%20печ.%2091М%20Клімадіаграми.pdf (дата звернення: 27.05.2024).
Статистика погоди. Кліматичні дані за роками та місяцями. Метеопост : веб-сайт. URL: https://meteopost.com/weather/climate/ (дата звернення: 01.06.2024).
Berrang-Ford L., Ford J. D., & Paterson J. Are we adapting to climate change? Global Environmental Change, 2011, 21 (1), Р. 25‒33. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S0959378010000968 (дата звернення: 01.06.2024).
Burić D., Mihajlović J., Ducić V., Milenković M., Anđelković G. Contribution to the study of climate change in Serbia using continentality, oceanity, and aridity indices. Időjárás, 2023, 127 (3), 379‒399. URL: https://gery.gef.bg.ac.rs/handle/123456789/1439 (дата звернення: 01.06.2024).
Climate Monitoring. National Center for Environmental Information of USA : government portal. URL: https://www.ncei.noaa.gov/monitoring (дата звернення: 29.05.2024).
Data.GISS: GISS Surface Temperature Analysis (v4): Station Data, Mercator Map. NASA. URL: https://data.giss.nasa.gov/gistemp/station_data_v4/ (дата звернення:: 07.06.2024).
Domrös M., Gongbing P. (1988). Climate Zones of China. The Climate of China. Springer, Berlin: Heidelberg. P. 258‒280. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-73333-8_9.
Dreux P. Précis d'écologie. ,Paris : Presses Universitaires de France, 1974. 165 p.
Global Warming of 1,5 °C. The Intergovernmental Panel of Climate Change : website. URL: https://www.ipcc.ch/sr15/ (дата звернення: 07.06.2024).
Hu X.-F., Wei L.-F., Cheng Q., Wu X.-Q., Ni J. (2022). A climate diagram atlas of Qingzang Plateau. Chinese Journal of Plant Ecology. 2022. 46 (4). P. 484‒492. URL: https://www.plant-ecology.com/EN/10.17521/cjpe.2021.0360 (дата звернення: 07.06.2024).
Kulikov A.I., Ubugunov L.L., Mangataev A.T. (2014). Global climate change and its impact on ecosystems. Arid Ecosystems. 2014. 4 (3(60)). P. 135‒141. DOI: https://doi.org/10.1134/S2079096114030032.
Lee H.W., Lee S.G., Lee J.W. Design and Utilization of climagraph for Analysis of Regional Suitability of Greenhouse Cropping in Korea. Journal of Bio-Environment Control, 2000. 9 (2), Р. 107‒114. URL: https://koreascience.kr/article/JAKO200011919961583.page (дата звернення: 07.06.2024)..
Legendre P., Legendre L. Numerical Ecology. 2nd English ed. Elsevier Science B.V., Amsterdam etc., 2012. 990 p. 17. Meteostat. URL: https://meteostat.net/en/ ((дата звернення: 16.06.2024).
Neilson R.P. Climatic Constraints and Issues of Scale Controlling Regional Biomes. Holland M.M., Risser P.G., Naiman R.J. (eds) Ecotones. Springer, Boston, MA, 1991. P. 31‒51. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-9686-8_3.
Ogunrayi O.A., Akinseye F.M., Goldberg V., Bernhofer C. Descriptive analysis of rainfall and temperature trends over Akure. Nigeria. Journal of Geography and Regional Planning. 2016. 9 (11), P. 195‒202. URL: https://academicjournals.org/journal/JGRP/article-full-text/FB9305862095(дата звернення: 16.06.2024).
Şen Z. Trend Identification Simulation and Application. Journal of Hydrologic Engineering. 2013. Vol. 19, No. 3, P. 635‒642. URL: https://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000811(дата звернення: 16.06.2024).
Škvarenina J., Križová E., Tomlain J. Impact of the climate change on the water balance of altitudinal vegetation stages in Slovakia. Ekológia (Bratislava). 2004. 22, Suppl. 2, P. 13‒29. URL: https://www.researchgate.net/publication/282417894 (дата звернення: 16.06.2024).
TuTiempo.net. Global climate data. URL: https://en.tutiempo.net/climate/ (дата звернення: 10.06.2024).
Walter H. Die vegetation der Erde. Bd І. : Lehrbuch. Yena: VEB Gustav Fisher Verlag, 1964. 428 s.
Walter H., Lieth H. Klimadiagramm-Weltatlas : atlas. Stuttgart, 1967. 276 p. URL: http://hdl.handle.net/2268.1/7079 ((дата звернення: 02.06.2024).
Weisheimer A., Palmer T.M. (2014). On the reliability of seasonal climate forecasts. J. of the Royal Society Interface. 2014. 1 (96), 10 p. URL: https://royalsocietypublishing.org/doi/full/ 10.1098/rsif.2013.1162 (дата звернення: 07.06.2024).
Zar J.H. (2013). Biostatistical Analysis: Pearson New International Edition, 5th Edition. New York: Pearson, 2013. 760 p.
