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Il existe trois zones climatiques de toundra principales. Les toundras alpines sont des zones climatiques situées au sommet de montagnes. La zone de toundra arctique est la zone située juste sous la région de la calotte glaciaire nord de la Terre. La toundra antarctique est située sur la péninsule antarctique.
Radiation solaire
Le rayonnement solaire, le rayonnement électromagnétique émis par le soleil, est le plus faible dans les régions polaires de la Terre. Les toundras arctiques et antarctiques reçoivent donc beaucoup moins de rayonnement solaire que les autres régions du monde. Il est affecté par la capacité d'absorption de la surface, la période de l'année et la couverture nuageuse.
Les surfaces sombres absorbent mieux le rayonnement solaire que les surfaces claires. Les toundras polaires étant souvent recouvertes de neige, elles n'absorbent pas autant de rayonnement solaire que les régions terrestres. Pendant l'hiver polaire, lorsque le soleil ne se lève pas au-dessus de l'horizon, la toundra ne reçoit aucun rayonnement solaire. Pendant l'été polaire, le soleil est visible presque toute la journée. La toundra reçoit donc davantage de rayons solaires. La couverture nuageuse dans les toundras polaires aide à réchauffer l'air en augmentant la quantité de rayonnement solaire à ondes longues qui atteint la surface de la Terre. Les zones de toundra alpine reçoivent un rayonnement solaire plus important que les zones de toundra polaire.
Température
La température de l'air dans la toundra est un facteur majeur du climat. Les températures dans les toundras polaires en hiver ont tendance à être plus froides quand le ciel est clair et plus chaudes quand le ciel est nuageux. En été, le contraire peut être vrai. La température moyenne des toundras polaires varie de -10 à 41 degrés Fahrenheit. Les températures de la toundra alpine sont influencées par l’altitude et la latitude de la toundra alpine. La plage de température annuelle moyenne pour une zone de toundra alpine est comprise entre -2 degrés Fahrenheit et 50 degrés Fahrenheit. Généralement, plus l'altitude est élevée, plus la température de l'air est basse. Une toundra alpine en Alaska se produira à une altitude beaucoup plus basse que celle située plus près de l'équateur en raison de sa latitude accrue.
Précipitation
Toutes les régions de la toundra sont caractérisées par de faibles taux de précipitation. Les toundras sont souvent décrits comme des déserts glacés. La plupart des précipitations reçues dans ces zones se présentent sous forme de neige. La végétation qui s’adapte à la toundra s’adapte également à ces faibles niveaux de précipitations. Les toundras alpines reçoivent en moyenne environ 9 pouces de précipitations par an, tandis que les toundras polaires enregistrent en moyenne environ 8 pouces par an.
Pression de l'air
La basse pression atmosphérique contribue à abaisser les températures de l'air. Les zones de toundra alpine sont soumises à la faible pression atmosphérique qui règne au sommet des montagnes. Les régions de la toundra polaire sont affectées par la basse pression atmosphérique presque constante sur les pôles de la Terre.