Виды заморозков
По условиям образования заморозки разделяются на:
Радиационные;
Адвективные;
Адвективно-радиационные.
Радиационные заморозки возникают в тихие, ясные ночи в результате радиационного охлаждения почвы и прилегающих слоев атмосферы. Возникновению таких заморозков благоприятствует безоблачная погода и слабый ветер. Облачность уменьшает эффективное излучение и тем самым снижает вероятность заморозка. Любой экран над поверхностью почвы также уменьшает выхолаживание. Ветер также препятствует возникновению заморозка, так как он усиливает турбулентное перемешивание, в результате чего увеличивается приток тепла от воздуха к почве.
Уровень радиационных заморозков существенно зависит от форм рельефа. Так, в низинах они происходят чаще, чем в возвышенных местах или на склонах, т.к. в вогнутых формах рельефа ночное понижение температуры усилено, холодный воздух дольше застаивается. Поэтому при радиационных заморозках повреждаются в основном растения, расположенные на пониженных местах вогнутых форм рельефа. Заморозки этого типа ограничиваются продолжительностью ночи и длятся обычно 5-6 ч подряд.
Радиационные заморозки часто носят местный характер, так как образуются в низинах и котловинах, куда стекает охлажденный воздух с равнин и склонов. На возвышенных открытых местах образование заморозков маловероятно, так как отсюда охлажденный воздух стекает вниз и заменяется более теплым воздухом, опускающимся сверху.
Заморозки раньше всего появляются в плохо проветриваемых котловинах и на лесных полянах. В малооблачную ночь на ровном месте температура может понизиться до -1°С, тогда как на лесной поляне до -3,6°С.
Существенное влияние на радиационные заморозки оказывают тепловые свойства почвы. Чем меньше ее теплоемкость и коэффициент тепловодности, тем сильнее заморозки.
Так, заморозки на поверхности вспаханных почв, имеющих пониженную теплоемкость и теплопроводность, наблюдаются чаще, чем на поверхности плотных почв. Объясняется это, в частности, тем, что в почвах с малой теплопроводностью затруднен приток тепла к поверхности из более глубоких слоев.
Плотные почвы, обладающие большей теплоемкостью, ночью охлаждаются медленнее рыхлых, а при сравнительно большой их теплопроводности потеря тепла поверхностью быстро возмещается его притоком из более глубоких и более теплых слоев.
Чем темнее почва, тем интенсивнее она охлаждается.
Сухие торфяники значительно чаще и сильнее подвергаются воздействию заморозков, чем влажные. Торф, как темное тело, с одной стороны, отличается большей интенсивностью излучения тепла. С другой стороны, вследствие низкой теплопроводности, приток тепла из более глубоких слоев почвы незначителен. Поэтому поверхностное охлаждение почвы и приземного слоя воздуха на торфяных почвах бывает значительным.
Чем влажнее воздух, тем меньше падение температуры ночью, поэтому над влажной почвой заморозки менее вероятны, чем над сухой. Во влажной почве наблюдается сильный приток тепла из глубоких слоев почвы.
При температуре ниже 0°С вода, преимущественно из которой состоят растения, замерзает, а образующиеся кристаллики льда повреждают их ткани и клетки.
Густая растительность охлаждается сильнее, чем поверхность обнаженной почвы.
Чувствительность к заморозкам изменяется по мере развития растений. Наиболее устойчивые выдерживают понижение температуры до -8, -10°С, устойчивые - до -6, -8°С, малоустойчивые - до -2, -3°С, неустойчивые - до -0,5, -1°С.
Адвективные заморозки образуются при вторжении холодных масс воздуха из северных областей (более продолжительны и вредоносны) в результате адвекции воздуха, имеющего температуру ниже 0°С обычно в начале весны и поздней осенью, при полной облачности и силе ветра; могут держаться в течение нескольких суток.
При вторжении холодного воздуха почва от соприкосновения с ним охлаждается и поэтому температуры воздуха и почвы мало различаются.
Адвективные заморозки охватывают большие площади и мало зависят от местных условий.
Адвективно-радиационные заморозки связаны с вторжением холодного сухого воздуха, иногда даже имеющего положительную температуру. Ночью, особенно при ясной или малооблачной погоде, происходит дополнительное охлаждение этого воздуха за счет излучения и возникают заморозки как на поверхности почвы, так и в воздухе. Эти заморозки наиболее опасны.
Адвективно-радиационные заморозки наблюдаются в ограниченное время, главным образом под утро или с половины ночи и длятся 3-4 ч. Это поздние заморозки весны и ранние заморозки осени, т. е. времени года, когда уровень среднесуточных температур относительно высок. При их возникновении процессы адвекции и радиации дополняют друг друга. Отрицательными значения температуры могут быть лишь в припочвенных слоях, в то время как на уровне метеорологической будки - положительными.
Заморозки часто наносят большой ущерб народному хозяйству, особенно сельскому хозяйству, поражая сады, огороды и виноградники.
Адвективные заморозки весной наносят значительный вред садам и ягодникам, овощным и полевым культурам.
Наиболее опасны адвективно-радиационные заморозки, образующиеся поздней весной или ранней осенью, после продолжительного теплого периода.
Слабыми считаются заморозки при снижении температуры воздуха на поверхности почвы от -0,1 до -2°С. Слой воздуха с отрицательными температурами от 0,5 до 2 м, выше температуры уже положительные.
При умеренных заморозках температура на поверхности почвы снижается до -2,1 - -4°С.
Ниже -4°С и до -7°С - сильные и очень сильные заморозки, а еще ниже - уже морозы.
В большинстве своем, очень нежные и при -2°С могут уже повредиться. В связи с этим садоводам очень важно знать, как защитить свой сад и огород от такого природного явления.
Что это?
Суть заморозков заключается во временном снижении температуры воздуха на конкретной местности. Бывают они осенние и весенние.
Причины возникновения заморозков могут быть следующими:
- миграция холодного воздуха из северных областей в данное место;
- результат ночного снижения температуры (лучеиспускания).
Если заморозки связаны с лучеиспусканием, то погода обычно стоит ясная и безветренная. Такое понижение температуры всегда кратковременное и практически никогда не достигает такой силы, которая проявляется при возвратных весенних охлаждениях.
Последние, наоборот, могут держаться в течение нескольких суток, охватывают большее пространство и дополнительно сопровождаются облачным небом и сильными ветрами.
Знаете ли вы? В 1558 году в Европе наступил настолько сильный холод, что , которое хранилось во французских погребах, замерзло. Продавать его начали в то время не на разлив, а ледяными глыбами - на развес. Ситуация повторилась в 1709 году. Во время перезвонов колоколов в храмах последние даже потрескались.
Типы заморозков
Заморозок - это снижение температуры ниже 0°С преимущественно в ночные и утренние часы. При этом среднесуточная температура остается плюсовой. Их разделяют на три типа: адвективные, радиационные и смешанные.
Адвективные
Причиной адвективных заморозков является миграция воздушных масс
, перемещающихся в горизонтальном направлении. Они приносят с собой холодную температуру, влажность и т. д. Такие холода наступают резко и затем долго удерживаются.
Радиационные
Радиационные заморозки можно объяснить при помощи физики. В течение дня и накапливают тепло, а ночью - отдают его.
Поскольку теплый воздух легче холодного, он поднимается, а его место занимают холодные воздушные массы. Естественно, чем ниже температура почвы, тем опаснее последствия будут ожидать растения. Такие похолодания обычно можно наблюдать в безоблачную и безветренную погоду, захватить они могут достаточно обширную территорию.
Адвективно-радиационные
Как понятно из названия, это смешанный тип похолоданий. Слабым заморозком считается понижение температуры на почве до -1/-2°С. Если же похолодало до -3/-4°С, то такой заморозок называется сильным . Очень сильный заморозок – это -5/-8°С.
Влияние заморозков в весеннюю и осеннюю пору
Заморозки, а именно особенности их проявления на садовых и огородных культурах, напрямую зависят от морозостойкости
последних - уровня критической температуры, при наступлении которой органы растения повреждаются частично или же погибают. Морозостойкостью отличаются между собой не только разные растения, но и органы одной и той же растительной или овощной культуры.
Если возвратные заморозки наступают рано, то они могут не успеть навредить растениям, т. к. последние еще не успели прорасти, а значит остаются под защитой почвы и . Более опасными являются поздние возвратные снижения температуры, которые могут проявить себя вплоть до начала июня. Они как раз попадают на период цветения и культур.
Молодые листики, бутоны и цветы весьма чувствительны к холоду и еще не могут ему противостоять. Сок в клетках замерзает, вследствие чего разрываются мембраны и наступает гибель клеток, а затем и самих растений.
Знаете ли вы? Аномальные зимы на планете наблюдались задолго до изобретения термометров. Согласно летописям, в зимы 401 и 801 годов "волны Черного моря затвердели".
На огородные культуры
Даже при минимальном понижении температуры воздуха серьезно пострадать может непрочно укоренившееся и еще не закаленная рассада , теплолюбивых и . Достаточно показателя в -1/-2 °С, чтобы растения остановили свой рост, а плодоношение задержалось на 1,5-2 недели.
Если же заморозок будет более жестким - культура может погибнуть. Всегда первыми страдают те культуры, которые посажены в землю близко к поверхности. Это , и пр.
Но все-таки есть огородные культуры, которым резкие похолодания не страшны. Это холодостойкие
растения, которые не подвергаются повреждениям из-за падения температуры воздуха. К таким относится , и даже .
На плодовые
Плодовые деревья к заморозкам чувствительны почти всегда. Даже когда температура упала совсем на короткое время, неприятные последствия могут быть необратимыми. Как показывают наблюдения, чем раньше наступает теплая погода, тем выше вероятность того, что проявят себя поздние похолодания.
Наиболее опасными для плодовых деревьев являются условия, когда днем температурный режим сохраняется в пределах 5-10°С, а ночью падает до -2 °С
. В таком случае цветы уже получат необратимые повреждения. Что касается завязей, то погибнуть они могут даже при температуре в -1 °С.
Бывает так, что после заморозка завязи и цветы остаются на своих местах, не осыпаются, и может казаться, что все обошлось. Но к сожалению, довольно часто на таких деревьях растут некачественные плоды с выраженной деформацией, да и общая урожайность сравнительно низкая.
Максимально страдают от заморозков , и сады. Что касается , то они зацветают немного позже других садовых культур и повреждению поддаются немного меньше остальных. Снизить пагубное действие заморозков помогает близость к деревьям , поскольку вода ночью отдает тепло и, таким образом, немного согревает растения.
Декоративные деревья и кустарники
Говоря о и , стоит отметить, что первые повреждениям подвержены более, нежели вторые. Это связано с тем, что на уровне крон температур воздуха обычно выше, чем внизу. При слабых заморозках может случиться так, что могут повредиться, а деревьям в то же время не будет нанесено никакого вреда.
Отдельно стоит рассказать о том, будут ли пагубными весенние заморозки для роз
. В случае если до этого с цветов была снята защитная , то поморозиться ветки могут при температуре ниже -7°С. В этом же случае точно обморозятся листья и почки. Такое воздействие ослабит , немного отложит время цветения, но не погубит ее.
Чтобы погибла, морозы должны сильно охладить почву, чтобы успели промерзнуть корни, а такого весной практически не бывает. Слабые заморозки в границах от -1°С до -3°С обычно никоим образом не затрагивают либо же повреждения наносят совсем незначительные.
Что делать? Методы борьбы с заморозками
О методах борьбы с заморозками говорят много. Некоторые способы зарекомендовали себя как очень эффективные, другие же - весьма сомнительные, трудоемкие и не приносящие результата.
Дождевание
Способ довольно интересный. Понадобится и мелкий , чтобы струя напоминала капли дождя. Деревья и кустарники нужно полностью водой. И по мере того как вода будет замерзать, она начнет выделять тепло, что станет спасительным для растения.
При температуре ближе к 0°С, жидкость испаряется и образует пар, который обладает большим уровнем теплоемкости. Такой способ подойдет и для . Полив нужно осуществлять вечером, если на ночь ожидаются заморозки.
Дымление
Применять этот метод нужно сразу после того, как температура воздуха упала до +2°С. Проводить дымление нужно до рассвета.
Дым должен стелиться по земле, только в таком случае он поможет уберечь растения от заморозков. Связано это с тем, что его температура выше, нежели температура воздуха, а значит, дым станет препятствием для охлаждения поверхности грунта.
Именно благодаря этому растения смогут пережить резкое похолодание. Желательно, чтобы в процессе дымления стояла безветренная погода. В противном случае нужно хорошо следить за отсутствием открытого огня, чтобы избежать пожара.
К слову, при весенних заморозках для дым, согласно мнениям садоводов, является самой лучшей защитой .
Сам процесс выполняется следующим образом:
- По периметру участка нужно собрать кучи из соломы, мусора, и прочего материала, который в дальнейшем станет источником дыма.
- Затем в землю нужно вбить кол, который будет служить опорой, и вокруг него следует выложить сухой материал, который обеспечит горение.
- То, что воспламеняется быстро, следует покрыть опилками, листьями, сырой
ЗАМОРОЗКИ
утренники, понижение температуры ниже 0° в период устойчиво теплой погоды (весной или осенью). Известны две причины возникновения З.: 1) охлаждение воздуха от сильного ночного излучения, 2) резкое похолодание, вызванное притоком холодных масс воздуха из полярных стран. Весенние и осенние З. ежегодно наносят плодоовощному х-ву СССР громадные убытки. Борьба с З. организована службой погоды (Центральное бюро погоды СССР и местные бюро погоды), к-рая ежедневно сообщает по радио сведения на ближайшие сутки метеорологическим станциям, а последние-в ближайшие колхозы и совхозы. Борьба с З. ведется гл. обр. при помощи дымовых завес и прикрытием парников и гряд. В последнее время для борьбы с З. путем дымовых завес применяют авиаметод. В субтропиках охрана ценнейших культур от З. ведется отеплением садов грелками различных систем.
Сельскохозяйственный словарь-справочник. - Москва - Ленинград: Государстенное издательство колхозной и совхозной литературы «Сельхозгиз» . Главный редактор: А. И. Гайстер . 1934 .
Синонимы :Антонимы :
Смотреть что такое "ЗАМОРОЗКИ" в других словарях:
См … Словарь синонимов
Понижения температуры ниже 0 оС в приземном слое воздуха или на почве вечером или ночью (при положительной температуре днем). Заморозки бывают весной и осенью вследствие ночного охлаждения почвы … Большой Энциклопедический словарь
заморозки - ЗАМОРОЗКИ, утренники ЗАМЕРЗАТЬ/ЗАМЕРЗНУТЬ, подмерзать/ подмерзнуть, сковываться/сковаться, разг. вставать/встать, разг. застывать/застыть, разг. становиться/стать ЗАМОРАЖИВАТЬ/ЗАМОРОЗИТЬ, заковывать/заковать, заледенить, сковывать/… … Словарь-тезаурус синонимов русской речи
ЗАМОРОЗКИ, заморозков, ед. нет (разг.). Легкие утренние морозы осенью или весной. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
ЗАМОРОЗКИ, ов, ед. заморозок, зка, муж. Лёгкий утренний мороз осенью или весной. Ранние з. З. на почве. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
заморозки - Понижение температуры воздуха ниже 0°С, легкий утренний мороз осенью или весной … Словарь по географии
Понижения температуры ниже 0 °С в приземном слое воздуха или на почве вечером или ночью при положительной температуре днем. Заморозки наблюдаются весной или осенью, вследствие ночного охлаждения почвы. Заморозки имеют место, когда в данный район… … Википедия
Ов; мн. (ед. заморозок, зка; м.). Лёгкий утренний (ночной) мороз весной (осенью). З. на почве. Ранние з. Лёгкие з. Частые з. * * * заморозки понижения температуры ниже 0ºC в приземном слое воздуха или на почве вечером или ночью (при положительной … Энциклопедический словарь
76. какова зависимость продолжительности межфазных периодов и уровня тепла?
Тепло как фактор жизнедеятельности растений
Лучистая энергия Солнца, достигая поверхности Земли, преобразуется в тепловую. Согласно М.И. Будыко (1971), тепловой баланс земной поверхности складывается из алгебраической суммы радиационного потока тепла (R ), приходящего к Земле, и уходящих от ее поверхности тепловых потоков.
R = LE + P + A , (15.2)
где L – скрытая теплота парообразования, E – скорость испарения,
P – турбулентный поток тепла от подстилающей поверхности к атмосфере,
A – поток тепла от подстилающей поверхности к нижележащим слоям поч-
вогрунтов.
Разнообразие термических условий на земном шаре в значительной мере обусловливает географическое распространение растений и их био- логические особенности. Тепловые условия существования биологических объектов ограничены относительно узкими пределами, по сравнению с диапазоном температур, наблюдаемых на Земле. Основные физиологические процессы (фотосинтез, дыхание, транспирация, обмен веществ) и анатомо-морфологические изменения (рост, развитие), протекающие в растениях, определяются температурами не ниже 0°С и не выше 50°С.
На рис.15.3 в качестве примера показано взаимное влияние интенсив-
ности света и температуры воздуха на скорость фотосинтеза.
В процессе онтогенетического развития (от семени до семени) потребности растений в тепле различны, что связано с их эволюционнымиразвитием и закреплено на генетическом уровне. Для каждого этапаи(фазы развития) жизненного цикла существуют определенные темпе-
ратурные границы – минимум, оптимум, максимум, в пределах которых
интенсивность биохимических и физиологических процессов изменяет-
ся. Согласно закону Вант-Гоффа, с повышением температуры скорость
реакции экспоненциально возрастает. Для количественной оценки такой
зависимости используются температурные коэффициенты, показыва-
ющие, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении
температуры на 10°С. Ускорение реакции при повышении температуры
на 10°С характеризуется коэффициентом (10 Q ), который определяется
из следующего выражения (Лархер В., 1978; Тооминг Х.Г., 1984):
LnQ 10 =10 /(T 2 −T 1 ) ⋅ Lnk 2 / k 1 , (15.3)
где 2 1 T −T – диапазон изменения температуры; 1 k и 2 k – скорости реак-
ции при температурах 1 T и 2 T соответственно.
В небольшом диапазоне температур коэффициент 10 Q остается сравни-
тельно постоянным и составляет для большинства растений 1,4…2,0, а для
физических процессов – 1,03…1,3. При низких температурах 10 Q больше,
поскольку в этих условиях лимитирующими факторами являются фермента-
тивные (внутриклеточные) реакции. При высоких температурах этот коэффи-
циент уменьшается, так как лимитирующее действие оказывают физические
процессы, протекающие в растении, например скорость диффузии влаги.
Интенсивность и скорость процессов жизнедеятельности растений
целиком определяются температурным режимом среды обитания (при
условии, что другие экологические факторы не лимитированы).
Температурный режим вегетационного периода растений достаточно
полно характеризуется динамикой сезонного хода температуры воздуха
(и почвы), уровнем температуры начала и конца вегетации, минимальной
и максимальной температурами и диапазоном оптимальных температур,
суммой температур (положительных, активных, эффективных), необхо-
димых растениям для всего периода вегетации и отдельных этапов (фаз)
их развития (Бабушкин Л.Н., 1953; Шульгин А.М., 1978 и др.).
Нижняя граница жизнедеятельности растений определяется в основ-
ном физическим процессом замерзания клеточного сока, в первую очередь
ассимилирующих органов, который наступает при температуре -1…-2 °С. У
некоторых арктических и высокогорных растений, а также у многих вечно-
зеленых растений нижний предел замерзания наблюдается при -5…-7 °С.
Верхняя граница жизнедеятельности растений обычно не превы-
шает 50…55 °С, однако имеются сведения о более высоких темпера-
турных пределах газообмена у некоторых тропических злаков, дости-
гающих 58…60 °С. Оптимальные температуры для основных функций
жизнедеятельности растений соответствуют климатическим нормам и
обладают определенной динамичностью. Температурные пределы, не-
обходимые для жизнедеятельности растений, не являются константами,
они могут изменяться в некоторых генетически закрепленных нормах ре-
акции, в результате адаптации растений к складывающимся условиям
теплового режима среды их обитания.
Большинство наземных растений являются эвритермными (от греч.
eurus – широкий, thermos – теплый), т.е. способными произрастать в до-
статочно широком температурном диапазоне и переносить значительные
колебания внешней среды. Некоторые примеры минимальных и макси-
мальных температур роста отдельных растений приведены в табл. 15.3.
С повышением температуры среды обитания растений интенсивность
их роста возрастает до определенных пределов. Усиление роста продол-
жается до оптимального значения температуры, свойственной биоло-
гическим особенностям конкретного вида (сорта) растения. Дальнейшее
повышение температуры вызывает угнетение физиологических процессов
и, соответственно, снижение интенсивности роста. Наивысшая температу-
ра, при которой рост растения еще возможен, называется _температурным
максимумом этого конкретного вида (сорта) растения.
Усиление процессов роста при повышении температуры происходит на
различных этапах органогенеза с неодинаковой скоростью. Например, ско-
рость роста корней гороха при повышении температуры почвы от 0 до 10 °С
возрастает в 9 раз, тогда как в интервале температуры от 10 до 20 °С – всего
в 2,5 раза. В соответствии с генетической природой вида (сорта) активный
рост корней наблюдается при температурах более низких, чем рост надзем-
ных органов того же растения (Рубин Б.А., 1971). Верхний температурный
предел роста различных растений также варьирует в широких пределах.
Температурные пределы для процесса фотосинтеза у большинства
растений в период активной вегетации примерно на 5 °С у́же, чем интер-
вал между повреждением тканей низкими температурами и их гибелью от
перегрева (рис. 15.4). Начало развития и роста побегов в умеренной зоне
происходит при температуре на уровне нескольких градусов выше нуля, у
тропических растений – при 12…15 °С. Уровень средних суточных темпера-
тур воздуха начала вегетации и периода формирования генеративных орга-
нов неодинаков у различных сельскохозяйственных культур.
Так, у озимых и ранних яровых зерновых культур он равен 5 °С, у
поздних яровых – около 10 °С, у теплолюбивых культур (рис, хлопчатник
и др.) – около 15 °С, у тропических культур (сахарный тростник, финико-
вая пальма, авокадо или персея американская – ценное плодовое дерево
и др.) – выше 20 °С.
Для наступления каждой последующей фазы развития растений необхо-
дим более высокий уровень средних суточных температур. Если прораста-
ние семян началось при низкой температуре, то эта фаза будет продолжать-
ся до тех пор, пока не наступят более благоприятные условия, необходимые
для появления всходов. При раннем севе в холодную почву развитие про-
ростка задерживается, тогда, как корневая система продолжает медленный
рост. При позднем севе, в условиях быстрого нарастания температуры поч-
вы и воздуха, интенсивно растет и формируется надземная часть растений,
а корневая система отстает в росте. Поэтому сев зерновых культур в ранние
сроки, в более холодную почву, обеспечивает хорошее развитие корневой
системы и использование растением влаги из более глубоких слоев почвы.
Оптимальный температурный диапазон для фотосинтеза и прироста сухого
вещества у большинства видов равен 15…20 °С, активный рост побегов у
растений умеренного климата отмечается в пределах 15…25 °С, а у расте-
ний субтропической и тропической зон –от 25 до 40 °С.
Температурные пределы для роста и развития растений существенно
изменяются в зависимости от биологических возможностей вида к тем-
пературной адаптации сезона, фазы развития и времени суток. _
высокая температура почвы и воздуха (более 20 °С) в период формирова-
ния цветков в колосе зерновых яровых культур в условиях недостатка поч-
венной влаги снижает урожай на 20…40 %. Жаркая сухая погода в период
налива зерна также значительно снижает урожай зерновых культур.
У теплолюбивых культур угнетение процесса фотосинтеза наступает
при температурах 10…12 °С, даже кратковременное охлаждение фото-
синтезирующих поверхностей вызывает его нарушение.
Информативной характеристикой тепловых ресурсов территории
является показатель суммы среднесуточных температур воздуха за
определенный промежуток времени. Во многих климатических и агро-
климатических справочниках и атласах приводятся такие значения, оп-
ределяемые датами устойчивого перехода среднесуточных температур
через 0, 5, 10, 15 °С в сторону повышения весной и понижения – осенью.
Потребность растений в тепле выражают обычно суммами активных
или эффективных температур. Суммой активных температур называ-
ется показатель, пропорциональный количеству тепла и выражающийся
суммой средних суточных температур воздуха или почвы, превышающих
биологический минимум температуры, установленный для определенного
периода развития растений. Суммой эффективных температур называ-
ется показатель, пропорциональный количеству тепла, выраженный сум-
мой средних суточных температур воздуха или почвы, уменьшенных на
величину биологического минимума температуры (ГОСТ 17713–89).
Практически расчет сумм активных (или эффективных) температур
за вегетационный период или его подпериоды проводят по данным сред-
ней декадной (или месячной) температуры, снятой с графика годового
графика снимают даты начала (точка А) и конца (точка В) периода с тем-
пературой воздуха выше 10 °С. Затем подсчитывается сумма активных
температур за каждый полный месяц. Для этого значение средней ме-
сячной температуры умножается на число дней в месяце. За неполные
месяцы в начале (на отрезке АС) и в конце (на отрезке DB) периода, когда
происходит переход температуры через 10 °С, сумма температур подсчи-
тывается по формуле площади трапеции:
ΣT = T 10 + (Tn / 2n) , (15.4)
где ΣT – сумма температур за неполный месяц в начале вегетационно-__го периода, °С; 10 T – температура воздуха на дату перехода температуры. через 10 °С; n T – температура на конец месяца; n – число дней неполного месяца.
Если сумму температур рассматривать как приближенный интег-
рал всех воздействий термического фактора на растение за период
вегетации, то он оказывается удобным и простым климатологическим
показателем термических ресурсов вегетационного периода (Селяни-
нов Г.Т., 1937). Однако для использования этого способа необходимо
знать нижний предел эффективных температур применительно к каждой
культуре, виду (сорту). Многочисленные исследования показали, что для большинства растений, произрастающих в условиях умеренного климата,
нижним пределом эффективных температур начала вегетации является
средняя суточная температура 5 °С.
≪1. Температура является одним из наиболее сильных факторов,
действующих на скорость развития растения, но строгой, функциональ-
ной зависимости скорости развития растения от температуры среды в
естественной обстановке быть не может.
2. Отклоняющиеся случаи в основном объясняются тем, что действия
температуры среды на скорость развития растения ослабляются или уси-
ливаются другими факторами среды.
3. Анализ отклоняющихся случаев позволяет установить значение и
вклад других факторов среды в процессах изменения скорости развития
растения. Следовательно, необходимо установление количественных
показателей связи скорости развития растения с компонентами общего
комплекса факторов окружающей среды≫
Более того, для размещения новых сортов и гибридов сельскохозяйс-
твенных культур необходимы знания о потребности растений в тепле, вы-
раженные, например, в суммах активных или эффективных температур в
различные периоды их развития, в предельных условиях их минималь-
ных и максимальных температур, обеспечивающих оптимальные усло-
вия для формирования определенного уровня урожая. Оперативные дан-
ные о складывающемся температурном режиме необходимы также для
расчета сроков и норм посева, количественной оценки состояния посевов
в различные периоды их жизнедеятельности, сроков уборки урожая, для
прогнозов ожидаемой величины их урожайности и валового сбора.
В последние годы перманентно происходит смена сортов (и гибри-
дов) в результате целенаправленной работы селекционеров страны. Для
поддержания современного уровня оперативного агрометеорологическо-
го обеспечения сельскохозяйственного производства необходимы агро-
метеорологические исследования потребностей новых сортов (и гибридов)
в условиях температурного и влажностного режимов в процессе их возде-
лывания. ≪ Если солнце – отец урожая, то вода – мать урожа я≫ – гласит индийская пословица.
77.Повреждение растений заморозками. Типы заморозков и их характеристика. Каково влияние местных условий заморозков?
Заморозком называется кратковременное понижение температуры
воздуха или поверхности почвы (травостоя) до 0 °С и ниже, наблюдаемоеночью (вечером, утром) в вегетационный период на фоне положительных
средних суточных температур воздуха. При заморозках на почве в мете-
орологических будках (стандартная высота размещения приборов 2 м) в
это время может быть температура несколько выше 0 °С (до +2…+ 3 °С).
Заморозки обычно наблюдаются весной и осенью (в северных регио-
нах и в высокогорьях даже летом) при антициклональной погоде, на греб-
нях повышенного атмосферного давления, при высоком эффективном
излучении подстилающей поверхности и при слабом ветре.
Различные по интенсивности заморозки наблюдаются во всех районах
сельскохозяйственной зоны страны. В зависимости от времени появле-
ния и степени интенсивности заморозки могут частично или существенно
повредить сельскохозяйственные культуры, снизить или полностью унич-
тожить их урожай. Особенно опасны поздние весенние и ранние осенние
заморозки, совпадающие с периодом активной вегетации растений, огра-
ничивающие использование агроклиматических ресурсов вегетационного
периода конкретной территории. Поэтому информация об интенсивности
заморозков, о сроках их прекращения весной и возникновения осенью
чрезвычайно важна. Эта информация также используется для оценки за-
морозкоопасности территории для принятия решений о размещении теп-
лолюбивых культур, выбора сроков сева и уборки сельскохозяйственных
культур, способов их защиты с целью снижения возможного ущерба от
этого опасного явления природы. Заморозкам подвержены и субтропи-
ческие районы, где зимние понижения температур носят характер замо-
розков умеренного пояса (Гольцберг И.А., 1961).
По интенсивности выделяют заморозки слабые, средние и силь-
ные. Слабыми заморозками считаются понижения температуры де-
ятельной поверхности не ниже -2 °С, когда температура воздуха при
этом ≥ 0 °С. При средних заморозках температура поверхности земли
опускается до -3…-4 °С и заморозок охватывает самые нижние, при-
мыкающие к поверхности слои воздуха. При сильных заморозках тем-
пература снижается до -5 °С и охватывает приземный слой воздуха до
высоты 1,5… 2 м; именно в этом слое находится большинство возделы-
ваемых полевых культур. Применительно к плодовым культурам под за-
морозком понимают аналогичное снижение температуры в слое воздуха
на уровне крон.
По длительности действия различают заморозки: продолжительные
(>12 ч), средней продолжительности (5…12 ч), кратковременные (<5 ч).
Кратковременные заморозки растения переносят с меньшими поврежде-
ниями, чем продолжительные. В сомкнутых посевах повреждаются пре-
имущественно верхние ярусы листьев и побегов.
По характеру процессов , вызывающих заморозки, и сопровождаю-
щих их погодных условий выделено три типа заморозков.__ Адвективные заморозки возникают вследствие затока, вторжения
(адвекции) холодных арктических масс воздуха обычно в результате пе-
рестройки сезонной циркуляции атмосферы. Название произошло от ла-
тинского слова адвекции (advectio – доставка) – горизонтальный перенос
воздуха и его свойств, например холода, тепла, водяного пара, запылен-
ности и т.п.
При адвекции холода температуры ниже 0 °С отмечаются не только в
приземном слое воздуха, но и могут распространяться до больших высот.
Такие заморозки наблюдаются в начальный период весны или поздней
осенью при общем низком уровне температуры, при плотной облачности
и ветре. Они могут охватывать большие территории с продолжительнос-
тью несколько суток, в течение которых за счет дневных температур про-
исходит постепенное прогревание холодных масс воздуха, обычно это
3…4 суток. Причем в начале наступления холодной волны температура
ниже 0 °С может продержаться в течение суток и более. К концу перио-
да вторжения холодного воздуха отрицательные температуры наблюда-
ются только в ночное время, повышаясь за счет постепенного дневного
прогрева от ночи к ночи. Поэтому амплитуда суточного хода в такие дни,
как правило, невелика, а разница между температурой воздуха на уровне
метеорологической будки и у поверхности почвы незначительна.
Этот тип заморозков наименее опасен, поскольку озимые культуры
еще не потеряли свою закалку холодного периода года или уже приоб-
рели ее. Однако в отдельные годы осенью адвективные заморозки мо-
гут нанести непоправимый урон плодовым деревьям, у которых еще не
завершилось сокодвижение в их проводящих сосудах. Разрыв последних
вследствие образования ледяных кристаллов замерзшего клеточного сока
приводит к гибели части или всей кроны дерева. Плодовые сады любого
возраста и не укрытые на зиму виноградники в таких случаях не подлежат
восстановлению, их выкорчевывают и закладывают новые плантации.
При адвективных заморозках влияние рельефа местности, состоя-
ние почвы, наличие растительности, близость водоемов проявляется
слабее, чем при других типах заморозков, поскольку происходит заток
больших холодных воздушных масс, проникающих повсеместно. Однако
более заморозкоопасными становятся наветренные склоны и участки,
открытые холодным ветрам. Наименее заморозкоопасными являются
вершины и верхние части склонов, с которых охлажденный (и, следо-
вательно, более тяжелый) воздух стекает вниз и заменяется более теп-
лым. Средние части склонов в холмистой местности занимают по сте-
пени заморозкоопасности промежуточное положение, поскольку приток
холодного воздуха уравновешивается его стоком. Такие же условия за-
морозкоопасности создаются на равнинах или на обширных выровнен-
ных плато, или на широкой ровной долине.
В вогнутых формах рельефа (низины, котловины), а также на крупных
лесных полянах продолжительность беззаморозкового периода заметно
сокращается, а интенсивность заморозков увеличивается. На берегах круп-
ных водоемов продолжительность беззаморозкового периода увеличива-
ется на 25…35 суток, по сравнению с континентальными территориями.
Радиационные заморозки возникают в тихие ясные ночи при относи-
тельно низких среднесуточных температурах воздуха вследствие интен-
сивного излучения земной поверхности, охлаждения ее и прилегающего
слоя воздуха до отрицательных температур. Этот тип заморозков назы-
вают в народе утренниками, поскольку они длятся в течение ночи, усили-
ваясь ко времени восхода Солнца.
Природа радиационных заморозков связана с охлаждением подсти-
лающей поверхности – почвы и растительного покрова. Заморозки этого
типа проявляются при ясном безоблачном небе, безветренной погоде и
в первую очередь в местах, расположенных в понижениях рельефа, где
создаются условия для застоя холодного воздуха. Поверхность почвы
и прилегающий к ней нижний слой атмосферы в ночной период отдают
тепло путем излучения. Величина отдачи энергии излучением зависит в
основном от температуры поверхности почвы и в меньшей степени – от
свойств самой почвы (Чудновский А.Ф., 1949). Это излучение несколь-
ко уменьшается от обратного излучения атмосферы, которое зависит от
температуры воздуха, количества твердых и жидких примесей, водяного
пара, углекислоты и поглощается земной поверхностью, снижая потери
тепла почвой. Конечная отдача энергии почвой составляет, таким обра-
зом, разность между потерей тепла почвой излучением и приобретенным
ею теплом, обратно излучаемым атмосферой. Эта разность называется
эффективным излучением. Если разность температур между поверхнос-
тью почвы и более высокими слоями воздуха велика, что наблюдается,
когда на высоте имеется холодный воздух, то и величина эффективно-
го излучения значительна. Эффективное излучение также велико, когда
обратное излучение атмосферы мало, а воздух свободен от различных
примесей. При малой разнице температур между поверхностью почвы и
прилегающим к ней воздухом эффективное излучение также мало.
Согласно А.Ф. Чудновскому (1949), земная поверхность (излучатель)
и атмосфера (противоизлучатель) излучают по законам абсолютно чер-
ных тел, тогда
8 26 10 11 4 4 з A B = , ⋅ − (T −T) , (18.1)
где з T и A T – абсолютные температуры земли и атмосферы.
Данные эффективного излучения получают с помощью измерений
специальными метеорологическими приборами пиргеометрами (от греч.
pyr – огонь, g e – земля) системы К. Онгстрема, С.И. Савинова, Ю.Д. Яни-
шевского и др. Тепловой режим земной поверхности в ночной период
кладывается под влиянием нескольких факторов: теплопроводности
воздуха, соприкасающегося с поверхностью почвы путем вертикального
перемешивания (турбулентного обмена) (К ); поступления тепла (П ) из
внутренних, более нагретых слоев почвы, благодаря ее теплопроводнос-
ти8; конденсации влаги (процесс обратный испарению), сопровождаемой
выделением тепла на поверхности почвы (Т ). Таким образом, тепловое
состояние земной поверхности, которое определяет ее температуру в
случае равновесия (приход и расход тепла уравновешены) выражают
уравнением баланса тепла:
В = К + П + Т. (18.2)
Знания теплового баланса почвы используются при разработке раз-
личных методов борьбы с радиационными заморозками.
Следствием сильного ночного охлаждения воздуха у земнойповерх-
ности является формирование приземной инверсии температуры (от лат. –
inversion – переворачивание; перестановка). При инверсии с высотой темпе-
ратура повышается в некотором слое воздуха, в то время как на поверхнос-
ти почвы или сомкнутого травостоя холоднее, чем на высоте 2 м, в среднем
на 2,5…3 °С; в условиях резко континентального климата (Сибирь, Казах-
стан, Средняя Азия) эта разница может достигать 4,0…4,5 °С. Наиболее
низкая температура воздуха в безветренные и ясные ночи в большинстве
случаев отмечается на высоте 2…5 см над поверхностью почвы. В сомкну-
том травостое минимальные температуры наблюдаются на уровне верхне-
го яруса листьев, которые повреждаются заморозками в первую очередь.
Сухие и разрыхленные почвы, и особенно осушенные торфяники, облада-
ющие пониженной теплоемкостью и теплопроводностью, быстро охлажда-
ются, что создает благоприятные условия для возникновения заморозков
на поверхности почвы. Ориентация склонов возвышенностей оказывает
косвенное влияние на заморозкоопасность: на восточных и юго-восточных
склонах растения сильнее повреждаются заморозками. Это объясняется
быстрой сменой температуры замерзших тканей: после восхода солнца
они быстро нагреваются солнечными лучами, из клеток, поврежденных
кристаллами льда, влага попадает в межклеточное пространство, быстро
испаряется; из-за дефицита влаги ткани растения сморщиваются, высыха-
ют, что усиливает степень повреждения всего растения.
Интенсивность и продолжительность радиационных заморозков за-
висят от рельефа и характера подстилающей поверхности, влажности
почвы и воздуха и других местных условий. Продолжительность их обыч-
но ограничивается продолжительностью темного времени суток или не-
много больше, иногда до 8…12 часов. При ясной, безоблачной погоде__
заморозки могут наблюдаться каждую ночь в течение длительного пери-
ода. Появление облачности среднего и даже верхнего яруса снижает из-
лучение земной поверхности, а следовательно, и процесс выхолаживания
приземного слоя воздуха, благодаря чему заморозка может не быть. Хо-
лодный, более тяжелый воздух застаивается в понижениях рельефа и,
если там размещены посевы сельскохозяйственных культур, плодовые
насаждения, виноградники, заморозок поражает их, нанося ущерб не
только состоянию растений, но и конечному урожаю. Размеры послед-
него зависят от интенсивности и продолжительности заморозка. В то же
время на возвышениях и их склонах снижение температуры до уровня за-
морозка обычно не наблюдается. Радиационные заморозки чрезвычайно
опасны для сельскохозяйственных культур.
Происхождение поздних весенних и ранних осенних заморозков свя-
зано с адвекцией холода, с последующим радиационным ≪выстыванием≫
занесенной холодной воздушной массы (Гольцберг И.А., 1961).
Адвективно-радиационные (смешанные) заморозки возникают в ре-
зультате вторжения холодных масс воздуха на конкретную территорию и
последующего ночного выхолаживания приземного слоя воздуха до от-
рицательных температур вследствие излучения подстилающей поверх-
ности. Таким образом, адвекция холода и радиационное выхолаживание
проявляются в этом типе заморозков в комплексе. Заморозки подобного
типа наблюдаются обычно в конце весны и даже в начале лета, а также
ранней осенью в результате холодных вторжений арктического воздуха.
Эти сроки совпадают с вегетационным периодом сельскохозяйственных
культур, поэтому опасность нанесения ущерба посевам велика, хотя поч-
ва и растительный покров еще достаточно прогреты.
Заморозок обычно возникает в ночные часы, главным образом пе-
ред восходом солнца, его продолжительность чаще всего не превышает
3…4 ч, а интенсивность, как правило, около -2…-3 °С. Отмечаются они
обычно на поверхности почвы или травостоя, но могут наблюдаться только
в приземном слое воздуха. В таких случаях температура на поверхности
почвы и в метеорологической будке положительна, а теплолюбивые расте-
ния повреждаются заморозком. Это, так называемые, ≪скрытые≫ замороз-
ки, когда приборы, установленные в метеорологической будке и на поверх-
ности почвы, не регистрируют отрицательных температур, а теплолюбивые
культуры повреждаются заморозком. Такое явление объясняется тем, что
лежащий на поверхности почвы резервуар минимального термометра, на-
половину присыпанный почвой, получает ≪дополнительное тепло≫ из ее
нижележащих слоев; поэтому температура поверхности почвы фиксируется
термометром более высокой, чем фактическая, и оказывается выше 0 °С.
Заморозки на поверхности почвы заканчиваются весной позже, осе-
нью начинаются раньше, чем в воздухе на уровне метеорологической будки, вследствие чего беззаморозковый период на почве оказывается
короче на 20…30 суток, чем в воздухе на высоте 2 м.
При радиационных и адвективно-радиационных заморозках микро-
климатические различия выявляются весьма четко. На выровненных
территориях они определяются различными условиями излучения,
образующимися вследствие разнообразия свойств подстилающей по-
верхности (различия в плотности и влажности почвы, ее окраске, ха-
рактере и степени покрытия почвы растительностью и т.п.). Это приво-
дит к большому разнообразию в интенсивности излучения отдельных
участков поверхности и к пестроте в распределении заморозков по
территории.
Заметное ≪средообразующее≫ влияние на интенсивность и продол-
жительность заморозков оказывает рельеф местности, а также степень
ее облесенности, наличие крупных водных поверхностей или других
физико-географических особенностей территории. В условиях пересе-
ченного рельефа – холмистого или горного – к этим особенностям ноч-
ного излучения различной подстилающей поверхности прибавляются
условия стока или подтока холодного воздуха на склонах, зависящие
от площади ≪воздухосбора≫. Чем больше площадь склонов, с которых
стекает в долину охлажденный воздух, тем интенсивнее и чаще замо-
розки в такой долине.
Средние условия заморозкоопасности создаются при отсутствии вы-
раженного притока и стока охлажденного воздуха со стороны больших,
выровненных площадей (порядка 1…2 км2 и более), которые могут распо-
лагаться на равнине, на плато, обширной плоской вершине или в широ-
кой выровненной долине. До средней части дна сток холодного воздуха
со склонов уже не доходит. Все эти местоположения по своим количест-
венным показателям обычно определяются по материалам наблюдений
и микроклиматических съемок, выполняемых сотрудниками ближайшей
метеорологической станции.
Например, на возвышающихся формах рельефа (вершины холмов,
верхние и средние части склонов) продолжительность беззаморозково-
го периода возрастает (на 5…25 суток), а на вогнутых формах рельефа
(котловины, замкнутые, широкие и плоские долины и т.п.) – значительно
сокращается (на 15…30 суток) по сравнению с открытой ровной местнос-
тью (табл. 18.1).
Приведенные в таблице 18.1 изменения средней продолжительнос-
ти беззаморозкового периода показывают величину поправок, которые
следует вносить в данные, снятые с карт, составленных для равнинных
территорий И.А. Гольцберг (1961).__
Метеорологи различают три типа заморозков
.
Адвективные
- возникают от вторжения холодного воздуха с севера. Они могут длиться несколько дней, охватывают большую территорию и мало зависят от местных условий.
Радиационные
- обусловлены охлаждением почвы в ясные дни. При таких заморозках температура поверхности почвы и в приземном слое может быть холоднее на 3-4°С, чем на высоте 2 метра от земли (на такой высоте измеряется на метеостанциях температура воздуха), а самая низкая температура бывает перед восходом солнца. На интенсивность заморозка сильно влияют местные условия: высота места, склон, растительность, плотности и влажность почвы и даже цвет почвы. Ночью в нижних частях склона и в долинах значительно холоднее, чем в верхних и на вершине. В замкнутых котловинах разница температур у поверхности почвы и на высоте 2 метра может достигать 10°С. В лесу температура выше, чем на поляне, на 2-3°. Сухая и рыхлая почва имеет малую теплопроводность и теплоемкость, поэтому способствует возникновению радиационных заморозков, влажная и плотная почва, наоборот, снижает действие заморозка. На восточных и юго-восточных склонах растения повреждаются сильнее, потому что утром попадают под действие солнца.
Адвективно-радиационные
- образуются от вторжения холодного воздуха и дальнейшего ночного охлаждения почвы.
Заранее предсказать, когда они проявятся, невозможно. Обычно о резком похолодании в весенний и осенний периоды сообщается в прогнозах погоды с заблаговременностью в 1 -3 дня. За это время можно принять необходимые меры по защите растений.
Наиболее эффективны все способы защиты от радиационных заморозков. К ним можно отнести: дымление
- повышает температуру на 1-2°С, укрытие пленкой
увеличивает прогрев noчвы на 7-10°С, увлажнение почвы повышает ее теплопроводность и теплоемкость, а конденсация влаги способствует повышению температуры в приземном слое воздуха на 1,5-2°С. Темная мульча повышает температуру почвы на 2-3°С, а светлая понижает на 4-8°С.
Рыхление почвы на глубину 2-4 см снижает температуру в этом слое на 1-3°, а прикатывание повышает на 1-2°. Даже небольшие гребни во время радиационного заморозка оказываются на 2-3° теплее.
Очень хороший эффект при радиационном заморозке дает продувание воздуха
, но этот прием доступен только для крупных специализированных хозяйств.
Самый простой прием - присыпка всходов землей
.
А вообще для защиты растений от заморозков большое значение имеет весь комплекс мер
: подбор скороспелых и зимостойких сортов, внесение калийных удобрений, учет микрорельефа, соблюдение сроков сева и др.
