Защита сельскохозяйственных культур от заморозков

 

5.   Заморозки на территории  Молдавии

В весенние и осенние периоды  при достаточно высоком среднем  уровне температуры в отдельные  ночи она может понижаться до 0ºС и ниже.

На интенсивность и  распределение заморозков, кроме  общих зональных закономерностей, большое влияние оказывают атмосферные  процессы и характер подстилающей поверхности.

Чаще всего заморозки  наблюдаются вблизи центра антициклона (47% случаев), на долю адвекции холода с  северо-востока и северо-запада приходится по 24% случаев, а при адвекции холода с юго-запада – всего 5% случаев.

В связи с тем, что температура  воздуха в приземном слое значительно  изменяется по вертикали, причем наибольшие изменения наблюдаются в теплое время года, заморозки на поверхности  почвы могут быть и при положительной  температуре воздуха, которая изменяется на высоте 2 м над землей.

Раннее или позднее  наступление или прекращение  заморозков одновременно на большом  пространстве является результатом  определенных условий в развитии циркуляционных процессов. Большое, нередко  решающее, значение имеет рельеф и  физические свойства подстилающей поверхности. Характер рельефа изменяет интенсивность  заморозков. Поэтому даты начала или прекращения заморозков могут значительно отличаться в пунктах, близко расположенных друг к другу, но характеризующихся различными формами рельефа.

Первые заморозки (средние  даты) на территории Молдавии наблюдаются  в северных районах в 1-й декаде октября (рис. 1). В отдельные годы первые заморозки могут наступить  или значительно раньше (в середине сентября ), или значительно позже (в последние числа ноября) средней  даты.

Такие же большие отклонения наблюдаются и от средних дат  последнего мороза. Так, например, на ст. Бричаны в 1952 г. Последний заморозок  наблюдался 22 мая, а в 1962 г. – 30 марта  при средней дате последнего заморозка  на севере республики конец 2-й –  начало 3-й декады апреля (рис. 1).

В южных районах средние  даты последнего заморозка наблюдаются  в конце 1-й декады и в середине апреля; крайние даты могут колебаться от 3-й декады марта до первых чисел  мая, а в закрытых долинах, в котловинах – до 21 мая.

Крайние многолетние даты весенних и осенних заморозков определяются исключительно сильной аномальной для соответствующего сезона адвекцией  холодного воздуха с последующим  радиационным выхалаживанием. Поэтому  отклонения ранних дат заморозков от средней могут быть в отдельные  годы очень значительны (в пределах 1 – 2 месяцев).

В связи с этим особенно важно знать, как часто повторяются  ранние осенние и поздние весенние заморозки, которые особенно опасны для сельского хозяйства. 

 

Рис. 1.   Средние даты первого (а) и последнего (б) заморозков. (Г. Ф. Ласее, 1978 г.)

Рис. 1.   Средние даты первого (а) и последнего (б) заморозков. (Г. Ф. Ласее, 1978 г.)

 

На рис. 2б представлено распределение дат последнего заморозка  и их обеспеченность. На оси ординат  помещены средние даты, а на сои  абсцисс – наблюдающиеся даты последнего заморозка. В поле координат  между линиями 20%-ной 80%-ной обеспеченности располагаются даты наиболее часто  повторяющихся заморозков, а за их пределами – наиболее поздние  и ранние даты последнего заморозка, возможны реже чем один раз в 10 лет.

Наибольший практический интерес представляет прогноз поздних  весенних заморозков. Они наиболее опасны, так как наступают на общем  фоне относительно высоких температур в период начавшейся вегетации растений. На севре – это майские заморозки (по 22 мая), на юге – заморозки  периода 3-я декада апреля – 2-я декада мая, а еще реже (менее 2% обеспеченности) – также майские заморозки (до 21 мая).

Осенью опасны наиболее ранние заморозки. Они могут вызвать  гибель еще неубранных сельскохозяйственных культур, виноградников, плодовых деревьев поздних сортов и др. Правильный и своевременный прогноз ранних заморозков поэтому приобретает  большое значение для сохранения урожая.

На рис. 2а дана диаграмма  распределения дат первых заморозков осенью, возможных в отдельные  годы, и вероятность дат их наступления. Аналогично номограмме распределения  последних заморозков (рис. 2б) наиболее часто повторяются заморозки в те даты, которые заключены между линиями 20%-ной и 80%-ной обеспеченности. Реже одного раза в 10 лет возможны заморозки в те числа, которые находятся за пределами этих линий обеспеченности. Таким образом, приведенные на рисунке 2 номограммы имеют некоторый прогностический характер, что позволяет ориентировочно планировать сроки ряда сельскохозяйственных работ.

Рис. 2.   Нормы для  расчета дат первого (а) и последнего (б)  заморозков различной обеспеченности. (Г. Ф. Ласее, 1978 г.)

Рис. 2.   Нормы для  расчета дат первого (а) и последнего (б)  заморозков различной обеспеченности. (Г. Ф. Ласее, 1978 г.)

 

При этом необходимо также  учитывать и продолжительность  безморозного периода. Средняя его  продолжительность изменяется по территории  в пределах от 170 дней на севере до 200 дней на юге (рис. 3).

 

Большие колебания в сроках наступления первого и последнего заморозка обуславливают значительную изменчивость продолжительности безморозного периода. В отдельные годы этот период может изменяться на севере Молдавии от 117 до 210 дней, а на юге – от 160 до 230 дней.

Рис. 3.   Средняя продолжительность   безморозного периода (в днях). (Г. Ф. Ласее, 1978 г.)

Рис. 3.   Средняя продолжительность   безморозного периода (в днях). (Г. Ф. Ласее, 1978 г.)

 

Следует отличать продолжительность  безморозного периода от периода  с температурой выше 0º. Безморозный  период заключается между датами первого и последнего заморозка. Период с температурой выше 0º заключен между весенним и осенним устойчивым переходом температуры через 0º, т. е. в него входят и отдельные  дни с отрицательными температурами (до и после устойчивого перехода через 0º). Этот период по продолжительности  всегда больше безморозного периода.

В связи с большой изменчивостью  продолжительности безморозного периода  в те или иные годы представляет интерес, как и для дат первого  и последнего заморозка, определение  обеспеченности его длительности.

Все возможные значения продолжительности  указанного периода, наблюдаемого в  отдельные годы, а также их обеспеченность приведены на рисунке 4.

Изменчивость продолжительности  безморозного периода в разные годы по всей территории примерно одинакова, о чем свидетельствуют почти  параллельные линии обеспеченности в поле номограммы (рис. 4). Лишь небольшие  расширения вверху в левой и правой частях номограммы показывают большую  изменчивость периода – менее 200 дней на юге и свыше 170 дней на севере, т. е. более значительным постоянством на юге обладают периоды более  длительные, в то время как на севере – периоды менее длительные. Это вполне соответствует общему увеличению продолжительности безморозного периода с севера на юг.

В таблице 2 приведено среднее  квадратическое отклонение дат первого  и последнего заморозков и продолжительности  безморозного периода в зависимости  от средних многолетних значений, вычисленных из 30 – 50-летнего периода  наблюдений, а также погрешность  средней.

 

Рис. 4.   Номограмма для  расчета продолжительности безморозного периода различной обеспеченности. (Г. Ф. Ласее, 1978 г.)

Рис. 4.   Номограмма для  расчета продолжительности безморозного периода различной обеспеченности. (Г. Ф. Ласее, 1978 г.)

 

Таблица 2

Среднее квадратическое отклонение (ϭ) и погрешность (µ) средних дат  первого и последнего заморозка  и продолжительности безморозного периода. (Г. Ф. Ласее, 1978 г.)

 Станция | Дата последнего заморозка | Дата первого заморозка | Подолжительность безморозного периода |

  | ϭ | µ | ϭ | µ | ϭ | µ |

 Бричаны | 10 | 1,9 | 12 | 2,2 | 17 | 3,2 |

 Кишинев | 12 | 1,5 | 14 | 1,7 | 20 | 2,4 |

 Комрат | 11 | 1,3 | 12 | 1,5 | 18 | 2,2 |

 

Погрешность средней относительно мала (1 – 2%). Таким образом, принятый в обработку период наблюдений вполне удовлетворяет необходимой точности расчетных данных. Погрешность редко  встречающихся величин (менее 5% обеспеченности) возрастает в 2 – 3, а в некоторых  случаях в 4  раза.

Морозостойкость различных  форм рельефа определяется условиями  стока и подтока охлажденного воздуха из прилегающих мест. Хорошо продуваемые долины с пологими склонами являются менее морозоопасными, чем  глубокие долины с паденим склонов  более 10º и узким дном (менее 300 м). при небольшом уклоне дна в  таких долинах застамвается холодный воздух, понижая температуру у  дна долины на 3 – 4º по сравнению  с серединой склонов и равниной.

Для выяснения влияния  местных условий на распределение  интенсивности заморозков, сроков их наступления и продолжительность  безморозного периода на юге Молдавии проводились экспедиционные работы по изучению микроклиматических характеристик  под влиянием рельефа местности.

Полученные результаты позволили  сделать вывод: изменения температуры  под влиянием особенносткй рельефа  при определенных условиях погоды могут  в несколько раз превосходить горизонтальный градиент на ровной местности. Особенно существенны эти изменения  весной и осенью в период заморозков. Наиболее ярко они проявляются в  ясные тихие ночи. Термическая  неоднородность, обусловленная разнообразием рельефа, усиливается в ночное время из-за возникновения склоновых ветров. Интенсивность заморозков в значительной мере зависит от площали воздухосбора. Интенсивность и продолжительность весенних и осенних заморозков увеличивается, если радиационному выхолаживанию предшествует адвекцияхолодного воздуха.  Это связано с обычным развитием отрога или антициклона в холодном воздухе в тылу циклона.

Минимальные температуры  воздуха в ясные тихие ночи имеют существенные различия между  выпуклими и вогнутыми формами  рельефа (при разности высот до 100 м на высоте 0,5 м над поверхностью земли) : в реднем на 3 – 4º, наибольшие – на 6 – 8º . при этом экспозиция склона почти не дает различий в  морозоопасности. В соответствии с  этим первые заморозки  на пониженных участках по сравнению со склонами и вершинами могут отмечаться осенью раньше на 15 – 20 дней и более.

Из приведенных примеров видно, что микроклиматические различия, даже при сравнительно небольшх перепадах  в высотах (около 10 м), достаточно велики и поэтому их изучение имеет большое  практическое значение, в особенности  в сельскохозяйстенном производстве. Эти данные необходимы дя правильного  размещения и выращивания сельскохозяйственных культур с целью полного использования  природных ресурсов преодоления  неблагоприятных явлений погоды.

6.   Прогноз заморозков

Прогноз заморозков дается при  составлении общего прогноза погоды и прогноза для сельского хозяйства  на основании прогноза синоптического положения в сопротивлении с  ранее изученными условиями заморозков в данном районе. Возможность заморозка  определяется значением предсказанной  минимальной температуры воздуха  с учетом адвективного и трансформационного изменения температуры, а также  ее суточного хода.

По сравнению с температурой воздуха (уровень 2 м) температура поверхности  почвы на равнине обычно на 2-3ºС ниже, причем минимум температуры часто  наблюдается на высоте около 20 см над  поверхностью почвы. В отдельных  случаях на равнине разность Тмин – Θмин мижет достигать 6-8ºС, а  в небольших низинах 10ºС. При ветре  более 5 м/с  Тмин – Θмин  ≈ 0º.

Весьма полезно ежедневно  составлять карты минимальных температур воздуха иповерхности почвы и  прослеживать перемещене области отрицательных  температур.

На материалах прошлых  лет также может быть построен график связи между начальной  температурой поступающей воздушной  массы и последующей минимальной  температурой в данном районе. Такие  графики могут быть построены  отдельно для различных направлений  вторжения холодной воздушной массы (с северо-востока, с северо-запада и т. п.) и детализированы по условиям облачности, ветра и влажности.

Представляют методический интерес попытки такой статистической обработки местных наблюдений, которая  позволила бы определить вероятность  заморозка по начальным характеристикам  погоды. Например, Михельсоном был  построен график для определения  вероятности заморозка по значениям  абсолютной влажности в 13 или в 21 час(рис. 5), а Броуновым – по разности темеператур Т13 – Т21 и значению температуры в 21 час(рис. 6).

Рис. 5.   График Михельсона для определения  вероятности заморозка.   (А. С. Зверев, 1977 г.)

Рис. 5.   График Михельсона для определения вероятности  заморозка.   (А. С. Зверев, 1977 г.)

Рис. 6.   График Броунова для определения вероятности  заморозка. (А. С. Зверев, 1977 г.)

Рис. 6.   График Броунова для определения вероятности  заморозка. (А. С. Зверев, 1977 г.)

 

6.1.    Формула  Михалевского  для прогноза заморозков

Вторжение арктического воздуха, обуславливающее адвективные и  адвективно-радиационные заморозки, хорошо обнаруживается на синоптических картах, что является основой для предупреждения о возможности заморозков. В зависимости  от местных условий ожидаемые  минимальные температуры могут  заметно различаться по территории на 3-50 С. Поэтому на агро -  и гидрометстанциях можно произвести некоторое уточнение  прогноза с  учетом местных условий  по формуле Михалевского. Она имеет  вид:

tmin,B = t’ –  (t – t’)C ±A , 

где tmin,B – ожидаемая минимальная  температура; t -  температура по сухому термометру в 13 ч;

t’ – температура по  смоченному термометру в  13 ч  ; С – коэффициент , зависящий  от влажности воздуха в 12-13 ч (находится по табл. 3); А –поправка  на облачность.

 Для определения минимальной  температуры на поверхности почвы  формула имеет вид :