Засуха на территории республики Адыгея (стр. 2 из 3)
Из первого начала термодинамики известно, что изменения температуры воздуха в некоторой точке атмосферы могут быть вычислены по формуле:
,где Т- температура воздуха;
uи v – составляющие фактического ветра;
Адвективное изменение температуры воздуха обусловлено его горизонтальным перемещением. Нередко оно превышает 10ºС за несколько часов, например при прохождении фронтальных разделов.
Локальные изменения температуры, обусловленные упорядоченными вертикальными движениями воздуха, близки к адвективным и так же могут достигать 10-12ºС за 12 часов.
Изменения температуры, обусловленные притоком тепла, зависят от турбулентного переноса тепла, лучистой энергии и фазовыми преобразованиями пара и воды в атмосфере.
На изменения температуры воздуха в атмосфере большое влияние оказывает подстилающая поверхность. Поэтому в качестве дополнения к уравнению притока тепла привлекается, как краевое условие на нижней границе атмосферы уравнение для теплового баланса для поверхности Земли.
4 Причины возникновения засухи
В агрономической литературе широко распространено представление, что местом зарождения засухи являются пустынные и полупустынные районы Средней Азии, откуда она распространяется в районы Заволжья, на Северный Кавказ, на Украину, в Центрально-Черноземные области [4]. Такое объяснение происхождения засухи легко согласуется с представлениями, а жарком и сухом климате Средней Азии, граничащей с районами, наиболее часто подвергающимися действию засух. Оно подкрепляется еще и тем, что часто во время засух наблюдаются горячие и сухие ветры с юго-восточной и восточной составляющей, что как бы подтверждает среднеазиатское их происхождение. На основании этого представления о зарождении и распространении засух были разработаны планы и мероприятия по борьбе с ними. Главным мероприятием предполагалось насаждение лесных полос в качестве заслонов на пути движения засухи с юго-востока. Система лесных полос, ориентированных поперек господствующих ветров, главным образом между Уралом и Каспийским морем, должна была преградить путь засухам на Поволжье, Северный Кавказ, Украину и другие районы. Однако лесные полосы хотя и могут служить одним из действенных средств борьбы с суховеями, но не как физическая преграда на пути юго-восточного потока, а как система полезащитных насаждений, влияющих, прежде всего, на турбулентный обмен в межполосном поле.
Изучение природы засух, основанное на современных методах исследований, показало несостоятельность представлений о среднеазиатском их происхождении. Материалы наблюдений показывают, что в летнее время в период засух над районами Средней Азии в большинстве случаев располагается область пониженного атмосферного давления, в то время как над юго-восточными районами Европейской территории России устанавливается область повышенного давления. Такое распределение атмосферного давления исключает возможность передвижения воздуха из Средней Азии (из мест с относительно низким давлением) в юго-восточные районы Европейской территории России (в места с относительно высоким давлением).
Причиной возникновения засухи в юго-восточной части России в подавляющем большинстве случаев являются циркуляционные процессы в северном полушарии, обусловливающие вторжение холодных масс с севера или с северо-запада. Эти вторжения осуществляются в виде антициклонов, сформировавшихся в массе арктического воздуха, характеризующегося сравнительно низкой температурой, небольшим содержанием влаги, высокой прозрачностью, и приносящих ясную сухую погоду.
В этих условиях солнечная радиация сильно нагревает подстилающую поверхность, от которой нагревается приземный слой воздуха. Повышение температуры влечет за собой понижение относительной влажности воздуха и увеличение дефицита влажности. Нисходящие движения воздуха, наблюдающиеся в антициклоне, приводят к еще более быстрому прогреванию и увеличению дефицита влажности. Таким образом, арктический воздух за короткое время трансформируется в жаркий сухой воздух.
Высокая температура и низкая влажность такого воздуха обусловливают интенсивное испарение с поверхности почвы и повышенную транспирацию растений, что приводит к большому расходу почвенной влаги, запасы которой атмосферными осадками не пополняются. Возникают условия образования несоответствия расхода почвенной влаги ее приходу, растения начинают испытывать недостаток влаги, наступает засуха. Поступление свежих порций арктического воздуха усиливает процессы иссушения почвы, интенсивность засухи возрастает.
Движение воздуха в антициклонах происходит по часовой стрелке, поэтому при северных вторжениях на южной периферии антициклона могут наблюдаться восточные и юго-восточные ветры.
Иногда засухи обусловливаются положением субтропических антициклонов, медленно смещающихся в общем западно-восточном переносе на широте 40—50° и являющихся препятствием для распространения на юг циклонических образований с дождливой погодой.
Наблюдаются случаи, когда вторжения с севера, проникая далеко на юг, встречаются с вторжениями субтропических антициклонов. При этом в юго-восточных районах образуется длительный застой сухого горячего воздуха, вызывающий развитие засушливых явлений.
5 Типы засух
Засухи в зависимости от времени их наступления, продолжительности и интенсивности оказывают влияние на растения, следовательно, и снижение урожая в результате засух бывает различным. Многие исследователи [4]. за основу оценки интенсивности засухи берут снижение урожайности ведущей сельскохозяйственной культуры в районах, подвергшихся действию засухи. Однако показателем сильной засухи может служить не только снижение урожая. Сведения об урожае не всегда могут быть получены по территории, освещенной наблюдениями метеорологических станций, поэтому интенсивность засухи часто оценивают по количеству осадков за определенный период.
Кроме недостаточного количества осадков, напряженность засушливых явлений определяется температурой воздуха. В большинстве случаев бездождные периоды наблюдаются на фоне режима с повышенными температурами. Степень превышения температуры воздуха за вегетационный период по сравнению со среднемноголетней температурой за тот же период характеризует напряженность засухи.
Исследования М. С. Кулика показывают, что иссушение пахотного горизонта почвы ведет к снижению урожая во все периоды вегетации зерновых культур, но особенно велико его значение перед выходом в трубку и сразу после трубкования. Поэтому суммарный учет запасов влаги в метровом слое без учета степени увлажнения пахотного слоя почвы не всегда правильно отражает наблюдающиеся засушливые явления. Неучет запасов продуктивной влаги в корнеобитаемом слое и отдельно в пахотном горизонте почвы в течение вегетации, к сожалению, является недостатком многих приемов оценки засушливых явлений.
Оценка засушливых явлений по урожайности сельскохозяйственных культур, количеству выпавших осадков, температуре воздуха и другим показателям служит дополнительной характеристикой к главной оценке степени увлажнения почвы. При оптимальном увлажнении почвы даже температура 40° С и относительная влажность воздуха 25% не оказывают заметного отрицательного влияния на растения, в то время как иссушение почвы, вызывающее нарушение баланса влаги растений, приводит их к повреждению или гибели даже при более мягких условиях погоды.
Засухи на территории России по сезонам года могут быть весенними, летними и осенними. В наиболее засушливые годы засухи охватывают два или даже три сезона, т. е. весенняя засуха переходит в летнюю или летняя засуха переходит в осеннюю, или же засуха, начавшаяся весной, продолжается до глубокой осени.
Весенняя засуха наиболее вредно отражается на первом периоде роста яровых культур. Эта засуха характеризуется низкой относительной влажностью воздуха, но невысокими температурами и холодными сухими ветрами. Часто продолжительные ветры вызывают пыльные бури, усугубляющие вредное действие весенних засух.
Особенно вредна продолжительная весенняя засуха, развившаяся на фоне недостаточного увлажнения почвы осадками в осенне-зимний период при небольших запасах почвенной влаги. В таких условиях растения развиваются очень плохо, и даже наступление дождливой погоды не сможет ликвидировать полностью последствий засухи: урожай получится пониженным.
Например, за 2002-2003гг лето в республике Адыгеи наступило в сроки близкие к обычным (1-2 мая). Лето характеризовалось жаркой, сухой погодой в начале периода и умеренно-теплой, дождливой в конце.
Из 15 летних декад 7 декад температура воздуха имела положительные отклонения на 1-5° и 7- на 1-2° ниже средней многолетней. Одна декада была в пределах нормы. Наиболее высокие температуры (35-37°) отмечались в первой декаде июля, третьей августа и первой сентября. Число дней с максимальной температурой воздуха 30° составило 29-47 дней.
Сумма эффективных температур выше 10° за летний период составила 1565-1820, что на 60-180° выше средней многолетней величины.
Лето текущего года отличалось атмосферной и почвенной засухой. Очень жарким и сухим оказался май. Среднемесячная температура воздуха во второй и третьей декадах превышала норму на 4 - 5° т.е. перешла через 20°. Существенных осадков не было. Таким жарким и сухим май в республике бывает 1 раз в 20 лет, а такие низкие запасы влаги под озимыми от 2 до 4 раз в 10 лет.
Засуха оказала пагубное влияние на формирование урожая с/х культур и нанесла значительный ущерб народному хозяйству.
Средняя относительная влажность воздуха составила 56-85%, что на 10-15% меньше нормы в мае-июле и на столько же выше во второй половине лета, из-за часто выпадавших дождей.