25184 (586573), страница 2
Текст из файла (страница 2)
1.3 Осадки, влажность воздуха и испарение
Часть атмосферных осадков используется растительным покровом, в процессе их жизни возвращаются в атмосферу через транспирацию и испарение. В агрометеорологии обычно используют суммы осадков, выпавших за декаду, месяц и вегетационный период. Cнег, выпадающий, при устойчивых отрицательных температурах воздуха и почвы, образует снежный покров. Состояние снежного покрова характеризуется его высотой, плотностью и характером залегания. Различное сочетание характеров залегания снега обуславливает его неравномерность [2].
Теплопроводность снега зависит от его плотности. Чем плотность снега выше, тем его теплопроводность увеличивается, а чем теплопроводность слабее, то благодаря этому почва защищается от резких колебаний температур на зимующие культуры. Снежный покров аккумулирует осадки холодного времени года, и весной в процессе таяния образуется много воды, часть которой накапливается в почве. Накопление и сохранение влаги на полях зависит от высоты и плотности снега, глубины и степени промерзания почвы. Чем выше снежный покров и больше его плотность, тем больше запас воды, содержащейся в нем.
Зимой температура почвы зависит от высоты снежного покрова, плотности и структуры снега. Под воздействием колебания температуры и интенсивности солнечной радиации выпавший снег уплотняется. При наступлении ранней весны снег начинает таить, насыщая влагой снег, оседает, замедляет прогревание почвы, это способствует раннему пробуждению зимующих растений. В защиту сельскохозяйственных культур от гибели большая роль принадлежит снегозадерживанию, снегоуплотнению и снегонакоплению. Для ускорения таяния снега проводят специальные работы по снегосносу - производство зачернения поверхности снега торфяной или угольной пылью [1].
Влажность воздуха имеет следующие величины: абсолютная влажность, парциальное давление водяного пара, давление насыщенного водяного пара, относительная влажность, дефицит насыщения, температура точки росы и удельная влажность. В растительном покрове относительная влажность распределяется неравномерно, в среде растений водяного пара больше, чем над оголенной почвой. Поскольку растения испаряют влагу и снижают скорость ветра, происходит ослабление турбулентной диффузии пара. Так в посевах пшеницы относительная влажность в ясные дни на 20-30% выше, чем над оголенной почвой. Следовательно, дефицит насыщения в посевах сельскохозяйственных культур значительно меньше, чем над оголенной почвой.
Относительная влажность воздуха применяется для оценки благоприятности условий произрастания растений. В период роста и цветения низкая влажность воздуха способствует быстрому высыханию пыльцы, отчего происходит неполноценное оплодотворение зерновых культур. Длительный период вегетации летом при относительной влажности менее 30% вызывает у растений недостаток влаги, вследствие чего происходит сокращение листовой поверхности, скручивание, усыхание и опадение листвы. В условиях длительного периода жаркой и сухой погоды растения могут полностью погибнут.
Повышенная относительная влажность воздуха более 80% обуславливает крупноклеточное строение механических тканей растений, снижающее устойчивость к полеганию наземных побегов зерновых, препятствует эффективному опылению растений в период их цветения. Кроме того, избыточная влажность воздуха создает благоприятные условия для развития грибковых болезней на примере фитофторы, белая гниль, ржавчина и другие [1]. Пониженный дефицит насыщения замедляет созревание пшеницы и просыхание зерна и соломы в скошенных валках. При дефиците насыщения более 8 гПа складываются благоприятные условия для работы уборочных работ, при дефиците менее 3 гПа условия плохие, так как влажная масса соломы забивает рабочие органы агрегатов, а зерно плохо отделяется от колоса.
Учет влажности воздуха имеет большое значение при проведении многих хозяйственных мероприятий: уборке и закладке кормов на хранение, сушке зерна. Влажность учитывается также при стойловом содержании сельскохозяйственных животных [1]. На европейской территории России испаряемость увеличивается в направлении с северо-запада на юго-восток, так как в этом направлении возрастают ресурсы тепла и сухость воздуха [2].
Суммарное испарение с сельскохозяйственных полей зависит от характера погодных условий, от биологических свойств растений и фазы их развития, от мощности растительного покрова, от степени развитости его корневых систем и от применяемой агротехники возделывания культур [1].
В начале вегетации, когда испаряющая поверхность растений еще незначительна, испарение с поверхности почвы больше, чем с поверхности растений. Это сложный физический и физиологический процесс, зависящий от условий окружающей среды: освещенности, температуры и влажности воздуха, силы ветра, а так же от биологических особенностей называется транспирацией. Внутри органов растения вода испаряется с поверхности клеток.
Корневая система всасывает влагу из почвы и по проводящим сосудам снабжает все органы растения водой и элементами минерального питания, растворенными в ней. Транспирация происходит также и через покровные ткани стеблей и плодов. Расходы воды на транспирацию обычно выражают через показатель, называемый коэффициентом транспирации. Это отношение массы воды, расходуемой растением путем транспирации, к массе сухого вещества. Этот коэффициент очень различен, так например, для пшеницы он составляет 500 грамм воды [1].
Большую роль в формировании вегетации растений является выпадения осадков из атмосферы, а также их образование на подстилающей поверхности. Наземные осадки образуются в результате конденсации или сублимации водяного пара непосредственно на подстилающей поверхности. Роса – это мельчайшие капли воды, образовавшиеся на поверхности земли, растительного покрова в теплое время года. Образование происходит в результате радиационного охлаждения, когда температура поверхности и прилегающий к ней воздух опускается до точки росы выше 0 0С, и сконденсировавшийся пар выделяется на поверхности в виде мелких капель воды [2]. Роса имеет немалое значение для жизнедеятельности растений, особенно в засушливых регионах, где за теплый период ее суммарное выделение из воздуха достигает 10-30 мм [1].
В заморозкоопасных районах ночные росы оказывают полезные влияние, поскольку их образование связано с выделением скрытой теплоты парообразования, замедляющая процесс выхолаживания, благодаря которому возможно предотвращение слабого заморозка или снижение его интенсивности. Однако росы затрудняют работу комбайнов, так как пшеница влажная Изморозь – это рыхлое снегообразование, ледяные кристаллы, образующиеся в любое время суток. Изморозь практически не опасна для растений, так как не бывает большой интенсивности, но является небольшим дополнительным источником увлажнения поверхности почвы [1].
2. Опасные для сельскохозяйственного производства гидрометеорлогические явления в теплый период
Продуктивность сельскохозяйственных культур и качество продукции широко варьирует от года к году под влиянием складывающихся агрометеорологических условий, зависят от степени их благоприятности для возделываемых культур, особенно в критические периоды жизни растений. Неблагоприятные для сельского хозяйства гидрометеорологические явления приводят к неурожайным годам. В России теперь называют опасными природными явлениями (ОПЯ).
В агрометеорологии ОПЯ считаются такие, которые по своей интенсивности, продолжительности воздействия, площади распространения или времени возникновения могут нанести значительный ущерб сельскохозяйственным посевам. ОПЯ для сельскохозяйственного производства в теплый период относят: заморозки, засухи, суховеи, град, сильные ливни. В холодный период зимующие культуры подвергаются различными неблагоприятными воздействиями, которые могут вызвать частичную или полную гибель посевов, садов и виноградников. Степень повреждения зимующих культур бывает различной в разные годы и в разные периоды зимы. ОПЯ в холодный период относят: выдувание посевов или почвы, вымерзание посевов, вымокание растений и гололед [1].
2.1 Заморозки
Особенно опасны поздневесенние и ранносенние заморозки, совпадающие с периодами активной вегетации растений. Информация об интенсивности заморозков, о сроках их прекращения весной и возникновения осенью чрезвычайно важна. Эти информации используется также для оценки заморозкоопасности территории, для принятия решений о размещении теплолюбивых культур, выбора сроков сева и уборки культур, для выбора способов защиты с целью снижения возможного ущерба от этого опасного явления природы.
Адвективные заморозки возникают вследствие затока холодных арктических масс воздуха, во время перестройки сезонной циркуляции атмосферы. Этот тип заморозков, характерный обычно для ранней весны или поздней осени. Эти заморозки наименее опасны, поскольку озимые культуры еще не потеряли закалку холодного периода [1].
Радиационные заморозки возникают, в тихие ясные ночи при относительно низких средних суточных температурах воздуха вследствие интенсивного излучения земной поверхности и охлаждения прилегающего слоя воздуха до отрицательных температур. Интенсивность и продолжительность радиационных заморозков зависят от рельефа и характера подстилающей поверхности, влажности почвы и воздуха и других местных условий. Размеры ущерба зависят о интенсивности и продолжительности заморозка. В то же время на возвышенностях и на склонах снижение температуры до уровня заморозка обычно не наблюдается. Радиационные заморозки чрезвычайно опасны для сельскохозяйственных культур. Смешанные заморозки, возникают в результате вторжения холодных масс воздуха на конкретную территорию и последующего ночного выхолаживания приземного слоя воздуха до отрицательных температур вследствие излучения подстилающей поверхности. Такой тип заморозка наблюдается обычно в конце весны и даже в начале лета. Это так называемые скрытые заморозки, которые наблюдаются ночью и имеют малую интенсивность и продолжительность. Обычно наблюдаются на высоте травостоя, и повреждают теплолюбивые растения [1]. На территории России и сопредельных стран время прекращения заморозков весной и осенью от года к году весьма изменчиво. В основной зоне замедления продолжительность беззаморозкового периода изменяется от 90 до 270 дней. Знание продолжительности беззаморозкового периода необходимо при определении возможности выращивания теплолюбивых культур на конкретной территории.
Заморозки заканчиваются и начинаются в различных районах земледельческой зоны при разных уровнях средней суточной температуры воздуха. Для западных районов России заморозки прекращаются обычно до устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 10 ºС. В континентальных районах (Западная Сибирь), заморозки отмечаются после установления средней суточной температуры воздуха выше 12 ºС.
Для защиты сеяных сельскохозяйственных культур от заморозков применяют различные методы, объединяемые понятием борьба с заморозками. Наиболее распространенным методом защиты растений от заморозков является дымление. Она образуется вследствие температурной инверсии в приземном слое воздуха. При адвективных заморозках, а так же в условиях холмистой местности, эффект дымления резко снижается из-за быстрого рассеивания тепловых потоков дыма и разрушения слоя инверсии [1]. Применяют так же полив или дождевой посев, под действием которого увеличивается теплопроводность почвы, приток тепла из более глубоких слоев к ее поверхности. Дождевой имеет ряд преимуществ перед методом поливов. Более выгодным является расположение полей на возвышенных территориях и склонах, где вероятность возникновения заморозков намного меньше. В последние годы учеными предложены методы активного воздействия на заморозки с использованием специальных вентиляционных установок, а так же внесения активных тепловыдающих химических веществ на поверхности почвы (соль гидрида кальция) [1].
2.2 Сильные ливни и град
В результате воздействия сильных ливневых осадков на сельскохозяйственные культуры, может вызвать полегание посевов. У полегающих зерновых культур налив зерна протекает с нарушением физиологических процессов, в результате чего зерно содержит меньше крахмала. Возможно, вызвать истекание зерна – процесс избытка воды в колосьях, возможность развития плесени и грибка.
Сильные ливни вымывают питательные вещества из верхних горизонтов почвы в нижележащие слои. Переувлажненная почва и полегшие растения значительно усложняют механизированную уборку зерновых культур. При наблюдениях используется визуальная оценка, интенсивность определяется в баллах.
Град является стихийным природным гидрометеорологическим явлением. Выпадение града на посевы сельскохозяйственных культур, плантаций плодовых деревьев, виноградников, которые может нанести значительный и даже непоправимый урон, под действием градобития. Ущерб, наносимый сельскохозяйственным посевом и плантациям, зависит не только от размера градин, но и от плотности их выпадения на единицу площади и продолжительности града [1].
В летние жаркие дни возникают мощные восходящие потоки за счет большой неравномерности в нагревании подстилающей поверхности. Основной причиной возникновения града является смещение фронтальных холодных масс. Так, например, в 1874 г. в Гиссарской долине в результате мощного северо-западного вторжения влажного воздуха и его последующей конвекции выпал очень крупный град. В течение нескольких минут градобития были полностью уничтожены хлопковые поля, виноградники и сады. Ежегодно градобитие наносит сельскохозяйственному производству огромный ущерб, около 2 млрд. долл. США. С целью уменьшения потерь, стали применяться активные воздействия на градовые облака. Их суть заключается в искусственном внесении в зону накопления переохлажденных капель в облаке большого количества мельчайших частиц льдообразующих реагентов, обычно твердой углекислоты, йодистого серебра или йодистого свинца [1].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
