Методы исследования атмосферы

 от этой поверхности  температура убывает. Ночью над  поверхностью

 растительного покрова  в результате ее излучения  воздух оказывается наиболее

 холодным. В редком  растительном покрове охлажденный  воздух несколько

 опускается до уровня  с более густой листвой. В  этом случае деятельной

 поверхностью является  не внешняя поверхность растительности, а несколько

 более низкий уровень.  Днем воздух над растительным  покровом нагревается, а

 ночью охлаждается  меньше, чем над оголенной почвой. Это объясняется большой теплоемкостью растительного покрова, а также тем, что часть лучистой

 энергии, поступающей  на растительный покров, расходуется  в нем на различные

 физические и биологические  процессы главным образом на  испарение.

 В лесу максимальные  и минимальные температуры воздуха  наблюдаются над

 кронами деревьев или,  если листва редкая, несколько  ниже крон. Поэтому

 наибольшие амплитуды  также отмечаются над кронами,  а выше и ниже они

 уменьшаются. Из многочисленных  наблюдений за температурой воздуха  в лесу,

 под кронами деревьев  и в открытом поле установлено,  что в среднем

 температура в лесу  ниже, чем в поле. Повышая ночные  минимумы и понижая

 дневные максимумы,  лес сглаживает суточные колебания  температуры. Амплитуды суточного хода температуры воздуха в лесу примерно на 2°С меньше, чем в поле.

 Тепловой режим города. Города оказывают значительное  влияние на

 температуру воздуха.  В летнее время жилые здания, различные городские

 сооружения, дорожные  покрытия и др., нагреваясь, отдают  свое тепло воздуху.

 Поэтому температура  воздуха в городе оказывается  выше, чем в его

 окрестностях. Особенно велико это различие в вечерние часы, когда здания и

 сооружения, сильно нагревшиеся  днем, постепенно отдают свое  тепло воздуху.

 Кроме того, в городе  почти отсутствуют участки открытой  почвы и

 сравнительно малы  площади растительного покрова,  поэтому здесь меньше

 затраты тепла на  испарение. Это также способствует  повышению температуры

 воздуха в городе .

 Зимой в городах  вследствие пониженной прозрачности  воздуха меньше

 эффективное излучение.  Поэтому температура воздуха  в городе зимой тоже

 несколько выше, чем  в окрестностях. Наблюдениями установлено , что

 среднегодовые температуры  воздуха в городах на 0,5-1,0 °С выше, чем в

 окрестностях. Чем крупнее города, тем больше эта разность.

 Определено, что под влиянием антропогенных выбросов водяного пара и

 загрязнения атмосферы  другими газообразными и твердыми  примесями, изменения теплофизических и оптических (радиационных) свойств земной поверхности произошли существенные изменения в мезоклиматическом режиме крупных городов и промышленных центров.

 По данным ежедневных (за 8 сроков) метеорологических наблюдений  в

 городе (Санкт - Петербург, Кемерово, Уфа, Н. Новгород, Архангельск,

 Екатеринбург и др.) и в нескольких пунктах, удаленных от него на несколько

 десятков километров, определены и проанализированы  разности температур

 воздуха, давлений  водяного пара и относительной  влажности, в формировании

 которых (разностей)  основную роль играют мезомасштабные процессы и не

 сказывается влияние  процессов синоптического и более  крупного масштабов.

 Определены не только  средние значения и квадратические отклонения, но и

 построены для различных  сезонов года и времени суток  функции распределения

 разностей этих метеовеличин, которые использованы для оценки вероятности

 превышения температуры,  давления водяного пара и относительной  влажности в

 городе по сравнению с его окрестностями (сельской местностью).

 С целью выявления  роли различных факторов в  формировании поля

 температуры («острова  тепла») выполнен расчет коэффициентов  корреляции

 между разностью температур (город - окрестности) и концентрацией  различных

 загрязняющих (парниковых) веществ в городе, а также между  разностью

 температур и разностью  давлений водяного пара.

 Рассчитаны также коэффициенты  корреляции между изменениями  во времени

 температуры воздуха  в городе и приращениями давления  водяного пара за те же

 интервалы времени.

 Анализ для различных  сезонов года и времени суток  корреляционных

 связей, равно как и  функций распределения температуры  и влажности воздуха

 позволили заключить: во все сезоны года определяющую роль в повышении (по

 сравнению с окрестностями)  температуры в городе (формирования  «острова

 тепла») играет поглощение  инфракрасной радиации антропогенным  водяным

 паром, влияние других  парниковых газов и аэрозоля  примерно на порядок

 меньше; в дневные часы летом и частично весной сильно уменьшенная (вплоть

 до знака) разность  температур между городом и  окрестностями также

 формируется в основном  под влиянием поглощения радиации  водяным паром,

 однако в изменении  давления водяного пара существенную  роль играет различие

 в скоростях испарения (последняя в дневные часы летом в окрестностях

 больше, чем в городе).

 

Снежный покров.

Снежный покров - слой снега на поверхности Земли, возникающий в результате снегопадов. Ежегодно покрывает площадь от 115 до 126 млн. км2, приблизительно 2/3 этой территории приходится на сушу, а 2/3 на морские льды (главным образом в Арктическом и Антарктическом бассейнах). С. и., залегающий непрерывно более 1 мес, называется устойчивым, а при залегании менее этого срока — временным. На суше постоянный снежный покров формируется на ледниках Антарктиды, Гренландии, некоторых островов Северного Ледовитого океана, а также в высокогорных районах с интенсивным оледенением (Анды, Кордильеры, Гималаи, Каракорум и др.). Устойчивый снежный покров образуется на большей части территории России (за исключением южных районов Украины, Молдавии, Прикаспийской низменности, равнинных районов Закавказья, Средней Азии и Южного Казахстана); в Центральной Азии, на С.-В. Китая, в северных частях Кореи и Японии; в Северной Америке — к С. от 40° с. ш.; в Африке — в горах Атласа. На большей части Западной Европы, нагорий Передней Азии, в Восточном Китае, на Ю. США и во многих горных районах снежный покров неустойчив.

         На равнинах на территории  России средняя высота снежного покрова. колеблется от 30 до 70 см; на наветренных склонах крупных горных хребтов, а также в наиболее увлажнённых районах на З. и В. страны она возрастает местами до 200—400 см. Продолжительность залегания С. п. в пределах России увеличивается с Ю. и Ю.-З. на С. и С.-В. от 20 сут (в равнинных районах Крыма, Закавказья и Средней Азии) до 240—280 сут в северных районах страны. Во всех горных районах на Ю. России выше 2000 м снег лежит более 200 сут в году, а выше снеговой линии — в течение всего года. Формирование снежный покров на земном шаре предопределяется общей циркуляцией атмосферы. Количество твёрдых осадков особенно возрастает при встрече воздушных течений с горными хребтами (распределение снежный покров в горах крайне неравномерно из-за частой смены крутизны и экспозиции склонов и особенностей ветрового переноса снега). На равнинах снежный покров наиболее равномерно залегает под пологом леса; в условиях лесостепей и степей значительная часть снега сдувается в балки и овраги. В России к районам с повышенной интенсивностью метелей относятся арктические острова, побережье Северного Ледовитого океана и все горные районы субарктического пояса. В высокогорных районах умеренного и субтропического поясов (Карпаты, Кавказ, Памир, Тянь-Шань, Алтай, Саяны, горы Прибайкалья и Забайкалья) интенсивный метелевый перенос происходит в гляциально-нивальном поясе.

         Поверхность снежный покров в значительной степени формируется под воздействием солнечной радиации и ветров. Ветровые формы снежного микрорельефа могут быть аккумулятивными (снежные сугробы, дюны, барханы) и дефляционными (заструги, впадины).

         Снежный покров обладает следующими физическими свойствами. Отражательная способность его колеблется от 80—90% у свежевыпавшего снега до 30—40% у старого снега в период таяния. Из-за малой плотности снежный покров (0,05—0,1 г/см3 у свежевыпавшего снега, 0,3—0,4 г/см3 у сухого снега в конце зимы, 0,5—0,6 г/см3 у многолетнего снега на ледниках) велика его теплопроводность. Снежный покров характеризуется слоистостью и зернистостью. Слоистость образуется в результате перерывов в отложении снега, когда происходит загрязнение поверхности и формирование на ней корок и наста. Зернистость возникает вследствие процессов перекристаллизации снежной толщи — превращения пластинчатых и столбчатых снежинок в бесформенные зёрна разной величины. На протяжении зимы снежный покров оседает и уплотняется. Разрезы снежный покров к концу зимы отражают историю прошедших снегопадов и сопровождавших их состояний погоды, запасы тепла в подстилающих грунтах. При значительных перепадах температуры внутри снежного покрова отдельные его слои подвергаются разрыхлению, что ослабляет связи между ними.

         Снежный покров оказывает огромное влияние на климат, рельеф, гидрологические и почвообразовательные процессы, жизнь растений и животных. снежный покров предохраняет почву от глубокого промерзания и сохраняет озимые посевы, поглощает азотистые соединения, удобряя тем самым почву, адсорбирует атмосферную пыль, охлаждает приземные слои воздуха. Снежный покров питает все ледники и многие реки во время таяния. Талые воды являются основным источником питания рек равнин Восточной Европы, Сибири, северной части Северной Америки, а также большинства горных рек умеренных поясов. В горах значительная часть снега перемещается в форме лавин (См. Лавина). При большой метелевой концентрации в лесостепной и степной зонах снежный покров весной усиливает овражную эрозию. Использование снежного покрова в сельском хозяйстве имеет исключительное значение. Слой снежный покров содержит значительные запасы влаги, обеспечивающие во многих районах устойчивый урожай. Закрепление снежный покров на полях производится комплексным Снегозадержанием. Запасы скопившегося за зиму снега и характер снеготаяния предопределяют размеры весеннего половодья. Зимой в заболоченных и труднодоступных таёжных и тундровых районах строятся снежно-ледяные дороги — автозимники, создаются снежно-ледяные склады — холодильники, на снегу устраиваются аэродромы. Большие работы по защите от снежных заносов проводятся на железных и автомобильных дорогах.

 

        

Агрометеорологические показатели засух и суховеев. Их влияние на растения.

 

 

        Неблагоприятные для сельского хозяйства явления погоды — это понятия биоклиматические, так как их рассматривают по реакции растений на погоду и характеризуют сопряженными агрометеорологическими и биологическими показателями.

 

Метеорологическое явление  считается опасным, если при его  образовании необходимо принимать  специальные меры для предотвращения ущерба в определенной отрасли народного  хозяйства. К агрометеорологическим явлениям, опасным для сельского хозяйства, относятся: засуха, суховей, пыльные бури, заморозок, градобитие, комплекс явлений зимнего периода (сильные морозы, гололед, вымокание и выпревание озимых и т. д.).

 

Особо опасными считают такие  явления, которые по своей интенсивности, времени возникновения, продолжительности  или площади распространения  могут нанести или наносят  значительный ущерб народному хозяйству.

 

При общем увеличении урожайности  сельскохозяйственных культур колебания  ее по годам во многих странах мира, в том числе и в России, остаются значительными, со временем не уменьшаются  или уменьшаются мало. Это означает, что влияние неблагоприятных  погодных условий на урожайность  культурных растений еще велико.

 

Последний вывод очень  существен, он заставляет более серьезно относиться к неблагоприятным явлениям погоды и мерам борьбы с ними в  условиях нерегулируемого климата.

 

ОПАСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ТЕПЛОГО  ПЕРИОДА 12.1. ЗАСУХИ И СУХОВЕИ

 

Около 70 % посевных площадей зерновых культур в России расположено  в районах недостаточного и неустойчивого  увлажнения, в которых засухи, суховеи  и пыльные бури различной интенсивности  и продолжительности наблюдаются  почти ежегодно, охватывая значительные территории.

 

Засуха — это агрометеорологическое явление, вызывающее резкое несоответствие между потребностью растений во влаге и ее поступлением из почвы в результате недостаточного количества осадков и повышенной испаряемости, что нарушает нормальное водоснабжение растений.

 

Суховей — ветер при высокой температуре и низкой влажности воздуха. Температура при суховеях всегда выше 25 °С и часто повышается до 35...40 "С, относительная влажность ниже 30 %, очень велик дефицит влажности воздуха (20...22 гПа ). Скорость ветра не менее 5 м/с, преобладающее направление ветра — восточное или юго-восточное, иногда южное. Эти факторы вызывают сильное испарение, что приводит к нарушению водного баланса растений.