Диссертация (Обоснование необходимости развития водных мелиораций в Московской области по агроклиматическим показателям), страница 9

приведен в табл. 2.2.43Таблица 2.2. Время стабилизации радиационного баланса по декадам теплогопериода (апрель-сентябрь)месяцдекадыIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIапрельмайиюньиюльавгустсентябрьЧисло лет, при котором происходит стабилизациясредней многолетней величины декадныхрадиационных балансовширина диапазона ± 0,42 кДж/см 2количество летгод, сколичество летнаблюдений,которогопри которомпри которомначинаетсяпроисходитпроисходитстабилизация стабилизация постабилизациядекадампо месяцам1996320018920071420018200916112002920007199748200512199412007148200291997420061371997419985200077III20018Время стабилизации средних радиационных балансов по декадам имесяцам приведено на рис.2.5, 2.6.12108642сентябрьуставгиюльиюньаймапрель0Рис.2.5. Время стабилизации радиационного баланса по месяцам теплого периода.44181614121086420IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIРис.2.6. Время стабилизации радиационного баланса по декадам теплого периодаРасчеты показывают, что достаточная продолжительность наблюдений длярадиационного баланса в течение теплого периода года варьирует от одного дошестнадцатилетнаблюдений.Такимобразом,длярассмотренияходарадиационного баланса за теплый период необходимо иметь данные не менее 16тилет наблюдений.Приведенныйанализ показывает,чтодостаточнаяпродолжительность наблюдений за радиационным балансом за теплый период непревышает 20-ти лет.2.3 Статистический анализ метеорологических показателей2.3.1.Температура воздухаКак известно, продуктивность сельскохозяйственных растений зависит отизмененияосновныхфактороввнешнейтеплообеспеченности, определяющий рост исреды.Важнымпоказателемразвития растений, являетсятемпература воздуха.

Для каждого растения существует зона оптимальныхтемператур воздуха [53]. Начало вегетационного периода рассчитывается, какправило, по сумме активных температур воздуха выше биологическогоминимума. В качестве исследуемых культур были выбраны яровая пшеница,картофель и овощи (столовая свекла), для которых биологический минимумсоставляет 9; 8 и 8 ⁰C.

Для большинства сельскохозяйственных культур началовегетации принимается при температуре воздуха выше 10 ⁰C, которая являетсябиологическим минимум [104].45Анализ данных, полученных по метеостанции ВДНХ (табл. 2.3., рис 2.7 иприложение 2) показал, что средняя годовая температура воздуха за многолетнийпериод составляет 5,7 ⁰C, за теплый период – 11 ⁰C и за вегетационный- 20,9 ⁰C.При этом среднегодовая температура воздуха изменяется в диапазоне 3,2-7,4 ⁰C взависимости от ее обеспеченности, а за теплый и вегетационный периоды –соответственно 8-14⁰C и 15,2-25,7 ⁰C.Таблица 2.3.

Средняя температура воздуха и их сумма по периодам пометеостанции ВДНХа в зависимости от обеспеченности, ⁰CОбеспеченностьТемпературавоздуха,⁰C1,48%5%10%25%50%75%90%95%98,52%Сумма за год269026142427229720651789141112001158Сумма за теплыйпериод (IV-IX)2562229522292103201919431785175114713163283127712709256624052273218118667,47,26,66,35,74,93,93,33,2Средняя за теплыйпериод (IV-IX)14,012,512,211,511,010,69,89,68,0Средняя завегетационный период(V-VIII)25,723,022,522,020,919,618,517,715,2Сумма завегетационныйпериод(V-VIII)Средняя за годГодовая сумма температур по многолетним данным составляет 2065⁰C.

Вмноголетнем разрезе в зависимости от обеспеченности она варьирует в пределахот 1158- 2690 ⁰C. Сумма температур за теплый период по среднемноголетнимданным составляет 2019⁰C, а при обеспеченности98,5% она снижается до1471⁰C. В экстремально жаркий год (обеспеченность 1,5%) суммы температур затеплый период достигает 2562 ⁰C. За вегетационный период сумма температур взависимости от обеспеченности изменяется от 1866 до 3163 ⁰C. Приобеспеченности 50% (среднемноголетние данные) сумма температур воздухасоставляет 2566 ⁰C, что является характерным для среднемноголетнего года.46Рис 2.7. Эмпирические кривые обеспеченности сумм и среднесуточных температурвоздуха по данным метеостанции ВДНХ:а- суммарные значения; б- среднесуточные значенияДля оценки случайных величин по температуре воздуха использовалисьтакие понятия как среднеквадратическое отклонение (СКО) и коэффициентвариации.Среднеквадратическое отклонение (σt) рассчитывается по формуле(2.1.):,(2.1.)где ti- температура воздуха в iой декаде, tcp- средняя температура воздуха,n- число наблюдений.Эта величина показывает разброс значений температуры воздуха от среднегопоказателя.Коэффициент вариации (Сυ) определяется по формуле (2.2.):47,%(2.2.)В том случае, когда распределение случайной величины отклоняется отнормального распределения, вводятся дополнительные характеристики, такиепараметры как коэффициенты асимметрии и эксцесса.Величина коэффициента асимметрии Cs определяется по формуле (2.3.):(2.3.)Коэффициент эксцесса Nε рассчитывается формуле (2.4.) :(2.4.)Расчеты статистических параметров распределения температуры воздуха затеплый период (апрель-сентябрь) обобщены в виде табл.2.4.Таблица 2.4.Статистические параметры распределения температуры воздуха пометеостанции ВДНХаМесяцыАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьДекадыСред.значение(⁰C)Медианаσ(⁰C)Сv(%)Ср.знач+σ(⁰C)Ср.знач-σ(⁰C)Maкс(⁰C)Min(⁰C)АсимметрияЭксцессIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII4,166,379,1112,0313,0014,7716,0017,2518,0018,5319,2719,0618,4717,0015,3113,3210,999,074,256,719,2712,2912,7614,1815,7617,2917,7518,3219,7619,1418,3117,0914,8212,9210,659,832,682,883,343,023,184,492,403,402,892,422,742,752,362,512,372,172,302,9764,4245,1436,6425,0624,4630,4214,9919,7116,0413,0714,2314,4212,7614,7415,4516,2820,8932,806,859,2512,4415,0516,1819,2618,4020,6520,8920,9622,0121,8120,8319,5117,6815,4913,2912,041,483,495,779,029,8210,2813,6013,8515,1216,1116,5316,3116,1114,5012,9511,158,696,0911,6112,9615,5617,7518,9029,8821,9032,3724,2623,4326,4528,1228,2523,0720,1918,9315,2814,05-1,280,132,353,235,568,6611,9911,7611,9811,9013,9713,5814,1012,4411,179,565,503,730,64-0,020,17-0,45-0,261,280,541,840,310,040,110,891,460,360,250,53-0,12-0,260,53-0,59-0,720,25-0,242,21-0,237,37-0,450,27-0,161,495,11-0,21-0,78-0,03-0,34-1,16Анализ табличных данных показывает, что температура воздуха за теплыйпериод изменяется по декадам от 14,2 до 19,1 ⁰C и в среднем за период составляет14 ⁰C.

Такие температуры достаточны для роста и развития основныхсельскохозяйственных культур рассматриваемого региона. Величина среднейквадратической ошибки по месяцам теплого периода изменяется в пределах от482,17 до 4,49 ⁰C. Значения коэффициента вариации по декадам теплого периодаварьирует в широком диапазоне – от 12,76 до 64,42 %. В течение теплого периодакоэффициенты асимметрии и эксцесса изменяются в диапазоне от -0,26 до 1,84 иот -1,16 до 2,21 соответственно. Значение медианы мало чем отличается отсредних величин температур воздуха.Анализданныхпораспределениюгодовыхсуммсреднесуточныхтемператур воздуха за многолетний период (1966-2012 гг.) показал, что за этотпериод отмечается тенденция к увеличению сумм температур воздуха, котораяносит линейных характер.

Если в начале рассматриваемого периода годоваясумма температур воздуха, согласно линейной зависимости, составляет 1720⁰C,то в последние годы - 2390 ⁰C (рис.2.8). Таким образом за 47-ми летний период300025002000150010005002012201020082006200420022000199819961994199219901988198619841982198019781976197419721970196801966Сумма температур,⁰ C.сумма температур воздуха увеличилась на 670 ⁰C.ГодыРис.

2.8 Распределение годовых сумм среднесуточных температур воздуха за многолетнийпериод (1966-2012 гг.)Следовательно, средний ежегодный прирост суммы температур воздуха составил14,3 ⁰C.Температурный режим, кроме центральной части Московской областиизучался для западной (метеостанция «Можайск») и юго-восточной части области(метеостанция «Коломна»). Эти данные по метеостанции «Можайск» приведенына рисунке 2.9.

и в приложении 3.350030002500200015001000500,52,309898,52,089494,30,869090,08,6585,438181,65,2177,997373,2177,43,7768,5564,3360,1156,8952,6747,4543,2339,0135,7931,5726,35221892,14149,5,1,70048Сумма температуры воздуха,⁰C49Обеспеченность,%аСреднесуточная температуравоздуха, ⁰C25,0020,0015,0010,005,0085,8668,99Обеспеченность, %64,7760,5556,3352,1147,8943,6739,4535,2331,0122,5726,7918,3514,149,925,701,480,00б350030002500200015001000500,529898,52,309494,30,089090,08,868585,86,6581,437781,65,217373,2177,43,996868,99,776464,77,5560,3356,11,8952,6747,4543,233935,01,793126,5722,3518,1414929,5,1,70048Сумма температуры воздуха,⁰CЭмпирические кривые обеспеченности сумм и среднесуточных температур воздуха по даннымметеостанции «Коломна»:а- суммарные значения; б- среднесуточные значенияОбеспеченность,%аСреднесуточная температуравоздуха, ⁰C25,0020,0015,0010,005,0060,5556,3352,1147,8943,6739,4535,2331,0122,5726,7918,3514,149,925,701,480,00Обеспеченность, %бРис.2.9.

Эмпирические кривые обеспеченности сумм и среднесуточных температурвоздуха по данным метеостанции «Можайск»:а- суммарные значения; б- среднесуточные значенияПолученные данные показали ,что для западной части Московской области(метеостанция «Можайск») среднемноголетние значения сумм среднесуточных50температур воздуха за год составляли 1823,9 ⁰C, за теплый период ониувеличились до 2424,5 ⁰C, а для вегетационного периода эта сумма находилась винтервале между годовым значением и показателем за теплый период исоставляла 1924 ⁰C.

При этом, за эти периоды среднесуточная температуравоздуха соответственно составляла 4,99 ⁰C; 13,25 ⁰C, а за вегетационный периодувеличилась до 15,64 ⁰C. Следует отметить, что за многолетний период (47 лет),годоваясуммасреднесуточныхтемпературвоздухавзависимостиотобеспеченности изменялась от 857,6 ⁰C до 2423,4 ⁰C. Аналогичные изменениянаблюдались как за теплый, так и за вегетационные периоды. Сумма температурвоздуха за теплый период в зависимости от обеспеченностиварьировала впределах от 2032,6 до 3000,9 ⁰C, т.е интервал колебаний составил 1,47, а завегетационный период эти изменения находились в пределах 1617,8 – 2446,9 ⁰C ,т.е этот диапазон изменений составил 1,5.

Та же картина прослеживалась и поданным полученным по среднесуточной температуре воздуха за рассматриваемыепериоды.При рассмотрении сумм температур по годам исследований за 47-летнийпериод с 1966 по 2012 г. можно отметить ее постепенное повышение, чтонаглядно представлено на рис.2.10. в виде логарифмической линии, где в первыйСумма температур,⁰C300025002000150010005001210200820062004200220002098209619941992199019881986198419821980197819761974197219701968191919660ГодыРис. 2.10 Распределение годовых сумм среднесуточных температур воздуха замноголетний период по метеостанции «Можайск» (1966-2012 гг.)51год наблюдений сумма температур составила 1200⁰C, а к 2012 г.

через 47 лет онаувеличилась до 1890 ⁰C. Таким образом, ежегодно накопление сумм температурвоздуха за последние 47 лет увеличивалась на 14,7⁰C.Температурный режим юго-восточной части Московской области можноохарактеризовать по данным метеостанции «Коломна». Результаты анализамноголетних данным (за 47 лет) температурного режима воздуха приведены в(приложении 4) и в виде эмпирических кривых обеспеченности температурывоздуха за год, теплый и вегетационный периоды рассчитанным,как по350030002500200015001000500,52,309898,52,089494,30,869090,08,658585,86,438181,65,2177,997373,2177,43,776868,99,556464,77,3360,1156,8952,6747,4543,2339,0135,7931,5726,3522,141892149,5,1,70048Сумма температуры воздуха,⁰Cсреднесуточным значениям, так и по сумме температур (рис 2.11).Обеспеченность,%аСреднесуточная температуравоздуха, ⁰C25,0020,0015,0010,005,0060,5556,3352,1147,8943,6739,4535,2331,0122,5726,7918,3514,149,925,701,480,00Обеспеченность, %бРис.2.11 Эмпирические кривые обеспеченности сумм и среднесуточных температурвоздуха по данным метеостанции «Коломна»:а- суммарные значения; б- среднесуточные значенияОбеспеченность определялась по формуле 2.5:Pm  0,3 100 ,n  0,4(2.5)где P- обеспеченность в %; m- номер вариационного ряда, n- число членов вряду.52Из приведенных данных следует, что среднегодовая температура воздуха зарассматриваемыйпериодизменяетсявпределах2,35-6,63°Сприсреднемноголетнем значении 5,0 °С (обеспеченность суточных температурвоздуха 50%).