Fenologia

Fenologia, ilmiöiden tai tapahtumien tutkimus. Sitä sovelletaan toistuvien luonnontapahtumien (kuten kasvin kukinnan tai muuttolinnun ensimmäisen tai viimeisen esiintymisen) päivämäärien kirjaamiseen ja tutkimiseen suhteessa vuodenaikojen ilmastomuutoksiin. Fenologiassa yhdistyvät siis ekologia ja meteorologia.

Säätekijä, jolla on suurin vaikutus toistuviin tapahtumiin lauhkeassa ilmastossa, on lähes aina lämpötila; trooppisilla alueilla se voi olla sade, kosteus tai jokin muu tekijä. Päivän pituus, joka vaihtelee vuoden mittaan, mutta on aina sama yhdellä paikkakunnalla samana päivänä joka vuosi, määrittää usein luonnontapahtumien keskimääräisen ajankohdan, mutta ei niiden vaihtelua vuodesta toiseen. Paikallisilla lajeilla näihin paikallisiin tapahtumiin vaikuttavat alueen aiemmat sääolosuhteet; vaeltavien eläinten saapumispäivämääriin vaikuttavat enemmän olosuhteet niiden vaelluksen alussa ja sen aikana.

Samojen tapahtumien vertailun lisäksi fenologia käsittelee myös saman tapahtuman ajankohtien tutkimista eri paikkakunnilla samana vuonna (kun on kyse maantieteellisen sijainnin, maaperän, kaltevuuden, suojapaikkojen jne. eroavaisuuksista) ja erilaisten tapahtumien peräkkäisyyksien selvittämistä samalla paikkakunnalla vuosittaisen ilmaston- ja biologisten muutosten kiertokulun aikana. Fenologiset havainnot ovat tärkeitä maanviljelijöille ja puutarhureille sekä mehiläishoitajille, jotka haluavat tietää, milloin nektaria erittävät kukat ovat parhaimmillaan. Paras ajankohta hyönteistuholaisten torjuntaruiskutuksille, erityisesti hedelmäpuiden ruiskutuksille keväällä, määräytyy lehti- ja kukannuppujen kehitystilanteen mukaan, joka vaihtelee vuosittain. Tämän tutkiminen ja soveltaminen on fenologian osa-alue. Fenologisilla tiedoilla on myös lääketieteellisiä sovelluksia: niiden avulla arvioidaan esimerkiksi sellaisten kasvien kukinta-aikoja, joiden siitepöly aiheuttaa heinänuhaa.

Vaikka sanaa fenologia (jota ei pidä sekoittaa phrenologiaan, pseudotieteelliseen käytäntöön, joka perustuu uskomukseen, että ihmisen kallon muoto kertoo käyttäytymisestä) käytettiin ensimmäisen kerran noin vuonna 1862, Englannissa tutkimus alkoi jo vuonna 1736 Robert Marshamin havainnoista, jotka hän teki vuodenaikojen mukaan toistuvista tapahtumista, jotka liittyivät kasveihin, hyönteisiin ja lintuihin hänen kylässään Norfolkissa. Robert Marshamin jälkeläiset jatkoivat Marshamin kirjanpitoa 25 vuoden taukoa lukuun ottamatta vuoteen 1950 asti. Ennen vuotta 1770 luonnontieteilijä Gilbert White kirjasi 20 muuttolintulajin ensiesiintymispäivämäärät Selbournessa, Hampshiressä, Englannissa. Vuonna 1875 Lontoon kuninkaallinen meteorologinen yhdistys (Royal Meteorological Society of London) alkoi järjestää havaintoja tietyistä kasveista, linnuista ja hyönteisistä, ja se julkaisi vuosikertomuksen vuoteen 1947 asti. Lyhyen historian fenologiasta Yhdistyneessä kuningaskunnassa esitti J.E. Clark vuonna 1936.

Yhdysvalloissa varhainen fenologinen tutkimus oli Jacob Bigelowin teos Facts Serving to Show the Comparative Forwardness of the Spring Season in Different Parts of the United States (1817). Vuonna 1918 A.D. Hopkins ehdotti artikkelissaan Bioclimatic Laws (Bioklimaattiset lait) menetelmää kausitapahtuman esiintymisajankohdan vaihteluvälin määrittämiseksi. Hänen tutkimuksessaan maatalous- ja metsäolosuhteista erityisesti Yhdysvaltojen keskilänsiosissa hän esitti, että jos kevään tapahtumapäivä oli tiedossa yhdellä paikkakunnalla, sen todennäköinen tapahtumapäivä muilla paikkakunnilla samana vuonna oli neljä päivää myöhäisempi jokaista pohjoista leveysastetta, jokaista viittä itäistä pituusastetta ja jokaista 122 metrin (400 jalan) korkeuseroa kohti. Syksyiset tapahtumat olisivat suunnilleen samoja aikavälejä aikaisemmin. Hopkins käytti lakejaan (joidenkin empiiristen korjausten avulla) neuvoakseen maanviljelijöitä parhaasta ajankohdasta tietyille maataloustoimille suhteessa tietyllä koeasemalla tunnettuihin päivämääriin. Hän ehdotti esimerkiksi parasta ajankohtaa talvivehnän kylvämiselle, sillä liian aikaisin kylvetty vehnä kärsii hedelmäkärpäsistä ja liian myöhään kylvetty vehnä kärsii pakkasesta. Hänen laeistaan oli hyötyä Keskilännen suhteellisen yksinkertaisissa sääolosuhteissa, joissa kevään isotermit liikkuvat koilliseen suunnilleen hänen osoittamallaan nopeudella, mutta ne eivät päde alueilla, joilla ilmaston muutokset ovat paljon monimutkaisempia. Esimerkiksi Brittein saarilla jotkin kevään tapahtumat tapahtuvat pohjoisessa aikaisemmin kuin etelässä. Tämä johtuu epätavallisista ilmasto-olosuhteista, kuten Atlantin valtameren ja Golf-virran vaikutuksesta, joiden vuoksi tammikuun keskilämpötila on Skotlannin pohjoisosassa ja Irlannin länsiosassa yhtä korkea kuin Etelä-Ranskassa. Yleisesti ottaen kevään tapahtumat ovat Britanniassa lännessä aikaisemmin kuin idässä.