Федеральное агентство по образованию
Томский государственный университет (ТГУ)
Геолого-географический факультет
Кафедра метеорологии и климатологии
УДК 551.585
Допустить к защите В ГАК
Зав. кафедрой метеорологии
и климатологии
д-р физ.-мат. наук, профессор
Г.О. Задде
Выпускная квалификационная работа бакалавра
Оценка теплого периода для определения оптимальных условий ведения сельского хозяйства на территории юга Западной Сибири
020600– Гидрометеорология
Поляков Денис Викторович
Руководитель
канд.геогр.наук, доцент
И.В. Кужевская
Томск 2010
Сокращения слов и словосочетаний, часто применяемые при оформлении работы
| слово | сокращение |
| единица | ед. |
| Цельсий | ºС |
| год | г. |
| Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации – Мировой центр данных | ВНИИГМИ-МЦД |
| Национальное агентство по аэронавтике и исследованию космического пространства (National Aeronautics and Space Administration) | NASA |
| годы | гг. |
| миллиметр | мм |
| Гидротермический коэффициент | ГТК |
| доктор физико-математических наук | д-р физ.-мат. наук |
| кандидат географических наук | канд. геогр. наук |
| доцент | доц. |
| микрометр | мкм |
Сокращения слов, часто употребляемые в библиографическом описании произведений печати
| слово | сокращение |
| Москва | М. |
| Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной метеорологии | ВНИИСХМ |
| выпуск | Вып. |
| Томский Государственный Университет | Том. гос.ун-т |
| Научная библиотека | Науч. б-ка |
| Библиографический информационный центр | Библиогрю инф.центр |
| Введение | Введ. |
| Издательство | Изд-во |
Оглавление
Введение
1. Значение агрометеорологических факторов в жизни растений
1.1 Радиационный режим растительности
1.2 Температурные и тепловой режим растительности
1.3 Осадки, влажность воздуха и испарение
2. Опасные для сельскохозяйственного производства гидрометеорологические явления в теплый период
2.1 Заморозки
2.2 Сильные ливни и град
2.3 Засухи, суховеи и засушливые явления
3. Изменения температурно – влажностного режима по территории юга Западной Сибири
3.1 Данные исследовательской работы
3.2 Анализ температурно – влажностного режима по территории юга Западной Сибири
3.3 Анализ индекса ГТК по территории юга Западной Сибири
3.4 Пространственное изменение статистических характеристик индекса ГТК
3.5 Изучение изменения континентальности климата по территории юга Западной Сибири
Заключение
Список используемой литературы и источников
Приложение А Основные статистические характеристики индекса ГТК
Приложение Б Ранговые значения индекса ГТК и чисел Вольфа (W)
Приложение В Характеристики температурно-влажностного режима на территории юга Западной Сибири
Введение
Вопросы изменения температурно – влажностного режима территории Западной Сибири являются актуальными, ими занимаются многие институты и агрометеорологические научно - исследовательские учреждения страны, они получили широкое отражение в популярной и научной литературе, а также вызывают значительный интерес у многих отраслей народного хозяйства. Большой интерес, к изучению температурно-влажностного режима проявляет сельскохозяйственный сектор экономики страны.
Сельскохозяйственная деятельность человека является древнейшей формой использования им природных ресурсов. При постоянном росте численности населения планеты Земля и, следовательно, потребностей в продуктах питания необходимо ежегодное увеличение объемов сельскохозяйственного производства. Сельское хозяйство представляет собой сложную систему, связанную с биологическими особенностями сельскохозяйственных культур и животных, а также с конкретными природными условиями, в которых происходит их возделывание и выращивание.
Неустойчивость погодных условий, смена влажных лет засушливыми годами, суровых зим теплыми вызывают существенную межгодовую изменчивость размеров урожая сельскохозяйственных культур. Экстремальные условия погоды, широкое распространение заболеваний у растений и животных, массовое развитие вредителей, а также загрязнение окружающей среды наносят существенный урон аграрному сектору экономики и производству продовольствия. Большое разнообразие почвенно-климатических условий на территории России позволяет развивать многоотраслевое сельское хозяйство. Известно всем, что треть всех посевов расположена в зоне гарантированных урожаев. Тогда как на остальной территории возможны переувлажнения почвы, засушливые районы и суровые зимы.
В России температурно - влажностные условия имеют огромное значение для сельского хозяйства. Основная масса сельскохозяйственной продукции производится в естественных природных условиях. Влияние современного изменения климата на агрометеорологические ресурсы и продуктивность сельскохозяйственного производства актуальна не только для России, но и для всего мира, особенно для Северного полушария. Росгидромет считает, что продовольственная безопасность России в ближайшие десятилетия будет зависеть от темпов и направленности усиливающегося процесса глобального потепления климата.
Целью данной выпускной квалификационной работой бакалавра является рассмотрение температурно – влажностного режима территории юга Западной Сибири, засух и изменение климата на территории Западной Сибири по критерию амплитуд температур и среднемесячной температуры. Расчет и исследование проводились по данным международного обмена для шести станций Западной Сибири: Омск, Барабинск, Барнаул, Рубцовск, Красноярск и Минусинск. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1) Составить базу данных среднесуточных значение температуры воздуха и сумм осадков за 45-летний (с 1960 по 2005 гг.) период наблюдений по станциям;
2) Рассмотреть температурно – влажностный режим территории;
3) Изучить возможности индекса ГТК, как критерия температурно – влажностного режима;
4) Подобрать критерии, влияющие на изменение континентальности климата, входящие в сверхдолгосрочный агрометерологический прогноз.
1. Значение агрометеорологических факторов в жизни растений
1.1 Радиационный режим растительности
Солнечная энергия – практически единственный источник тепла, определяющий все процессы, происходящие в атмосфере, в водах Мирового океана и на поверхности Земли. Благодаря этой энергии стало возможным образование и существование биосферы со всем многообразием живого вещества. Солнечная радиация, это лучистая энергия, состоящая из электромагнитных волн, которые распространяются с огромной скоростью.
Атмосфера Земли прозрачна лишь для небольшой части электромагнитного излучения Солнца. Она пропускает часть ультрафиолета и инфракрасное излучение и весь видимый свет. От высоты Солнца, прежде всего, зависит мощность светового потока. Этот поток в северных широтах менее интенсивен, но растянут по времени [2]. На растения влияют: продолжительность солнечного освещения, интенсивность солнечной радиации, спектральный состав света [1].
Освещенность – отношение светового потока к площади освещаемой территории. (измеряется в люксах) [2]. Реакция растений на продолжительность освещения называется фотопериодизмом. По этому понятию растения условно делят на три группы. Растения длинного дня, так как пшеница, рожь, ячмень и другие. Растения короткого дня представляются кукуруза, рисом, редисом и другими. Нейтральные растения представляются гречихой и многими бобовыми [1]. Недостаточная освещенность в посевах обуславливает полегание растений, замедления образования плодов, торможение биосинтетических процессов и замедление поглощения питательных веществ.
Фотосинтетическая активная радиация - это коротковолновая радиации в интервале от 0,38 до 0,71 мкм, которая оказывает решающее значение для жизни растений. Это важнейший фактор продуктивности растений, в том числе сельскохозяйственных культур. Её интенсивность измеряют инструментально.
От количества солнечной радиации зависит интенсивность многих процессов, протекающих в растениях, в частности фотосинтез. Суммарная радиация, падающая на различные поверхности растений, поглощается, отражается, рассеивается, создавая радиационный режим растительного покрова. Плотность потока радиации и спектральный состав постоянно меняется, в первую очередь зависящий от высоты Солнца и структуры посева. В плотных посевах около 25% поступающей радиации отражается, и больше половины поглощается верхним ярусом растений [1].
Формирование оптимального радиационного режима в растительном покрове осуществляется своевременным применением разнообразия агротехнических приемов и селекционной работой по созданию сельскохозяйственных культур, адаптированных к условиям их возделывания [1].
1.2 Температурный и тепловой режим растительности
Лучистая энергия Солнца, поглощенная поверхностью суши, океана, преобразуется в тепло. Теплообмен между атмосферным воздухом и окружающей средой осуществляется радиационным путем, путем теплопроводности, испарения с последующей конденсацией или кристаллизацией водяного пара и турбулентности. Часть тепла затрачивается на нагревание приземного слоя атмосферы, почвы, растений, на испарение с поверхности почвы и растений (транспирация), часть передается в нижележащие слои почвы. Локальные изменения температуры в какой-либо точке происходят в зависимости от адвекции