Континентальный климат и садоводство
Шрифт:
Испарившаяся вода затем конденсируется в высоких слоях атмосферы и возвращается на землю в виде осадков. В кругообороте воды в северном полушарии на сушу выпадает в среднем за год 630 мм осадков, из которых 410 мм через транспирацию и испарение снова уходит в атмосферу, а 220 мм стекает в море. Максимум осадков приходится на лето, минимум — на зиму. Годовые суммы осадков на востоке Европы убывают с северо–западного балтийского региона (650-700 мм) до юго–восточного прикаспийского региона (250-300 мм). При этом колебания годовых сумм осадков весьма значительны. Максимальные годовые суммы осадков превышают минимальные суммы в два–три раза и более. Сумма осадков на нашем континенте уменьшается по мере удаления от побережья в глубь материка. Это уменьшение особенно заметно зимой, когда в глубине Евразии под влиянием восточносибирского района холода с высоким давлением наблюдается резкое уменьшение осадков, в то время как на Атлантическом и Тихоокеанском побережьях под воздействием области низкого давления выпадает основная часть годового количества
Влажность воздуха, т. е. содержание в воздухе водяного пара, обычно выражают давлением пара (упругостью пара), которое измеряется величиной парциального давления водяного пара в миллиметрах ртутного столба (в гектопаскалях) или реже — через абсолютную влажность, измеряемую в граммах водяного пара в 1 м3 воздуха. Для садоводов важно знать относительную влажность воздуха, т. е. фактическое содержание водяного пара, выраженное в % к максимально возможному содержанию при данной температуре воздуха. Вместе с содержанием воды в почве и количеством осадков она помогает судить о состоянии водного режима растений, оценивать благоприятность условий их произрастания в засушливых районах. При этом необходимо иметь в виду, что относительная влажность воздуха (вследствие зависимости от максимально возможного содержания водяного пара в воздухе и тем самым от его температуры) не представляет собой единственно бесспорный показатель интенсивности испарения. Низкая относительная влажность воздуха при высокой температуре вызывает больший расход воды, чем при более низкой температуре. Величина вертикального обмена масс воздуха также должна учитываться: она увеличивается с повышением скорости ветра.
В суточном ходе абсолютная влажность воздуха в умеренных широтах зимой следует за суточным ходом температуры воздуха. Летом отмечают два максимальных и два минимальных значения: максимумы — утром и вечером, минимумы — в моменты максимума и минимума температуры воздуха. Минимум в первой половине дня является следствием сильно выраженного вертикального обмена масс, благодаря которому сухой воздух из высоких слоёв попадает на поверхность почвы, тогда как влажные массы воздуха перемещаются вверх.
Относительная влажность воздуха изменяется повсеместно там, где её суточный ход не нарушается периодическими ветрами (ветры с суши и моря, с гор и долин) в направлении, обратном ходу температуры воздуха. При этом суточные колебания над морем и в прибрежных районах меньше, чем в глубине материка, так как на суше в середине дня устанавливается значительно меньшая относительная влажность воздуха. В горах с увеличением высоты над уровнем моря амплитуда колебаний также уменьшается и одновременно становится заметным смещение сроков крайних значений, твёрдо установленных годовым ходом температуры. В лощинах и понижениях суточные колебания относительной влажности, как и температуры воздуха, больше. В годовом цикле максимальное значение относительной влажности воздуха над сушей отмечается зимой, а минимальное — летом.
Воздух с максимально возможным содержанием водяного пара называют насыщенным; относительная влажность его равна 100%. При определённых условиях водяной пар конденсируется, т. е. переходит в жидкое состояние. При этом выделяется теплота, которая расходуется на испарение. Температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы. При дальнейшем охлаждении наступает перенасыщение и конденсация избыточного водяного пара, если имеются так называемые ядра конденсации — твёрдые и жидкие частички, взвешенные в воздухе. Обычно это мельчайшие частички горных пород и почвы, попадающие в атмосферу в результате выветривания, кристаллы морской соли, пыльца растений, бактерии, а также продукты вулканической и человеческой деятельности. В результате вода из невидимой парообразной фазы переходит в виде капелек в видимую жидкую фазу. При соответствующих условиях температуры пар также путём сублимации может переходить непосредственно в твёрдую фазу, в кристаллы льда. В обоих случаях наблюдается образование таких продуктов конденсации или сублимации, как туман или облака. Значительная часть водяного пара конденсируется (или сублимируется) в свободной атмосфере, образуя системы взвешенных продуктов — облака. Как и туманы, облака состоят из мелких капель воды или ледяных кристаллов. Облака имеют разнообразные, быстро меняющиеся формы. Наиболее важной причиной образования облаков и осадков в атмосфере является охлаждение воздуха при подъёме.
Вода, которая выпадает на земную поверхность в жидкой, твёрдой или смешанной форме или осаждается на предметах, называется осадками. Единицей измерения осадков является 1 мм слоя воды, что соответствует 1л на 1 м2 поверхности земли. Различают выпадающие осадки — дождь, снег, снежную крупу, ледяную крупу, снежные зёрна, ледяной дождь, град, и осаждающиеся осадки — росу, иней, изморозь, гололедицу. По характеру выпадения атмосферные осадки подразделяются на обложные, ливневые и моросящие. Интенсивность осадков
Обложной дождь выпадает преимущественно из слоистодождевых облаков в течение длительного времени непрерывно или с небольшими перерывами и охватывает обширную территорию. Ливневый дождь возникает из кучево–дождевых облаков и продолжается сравнительно недолго. Интенсивность его резко колеблется. Количество выпавших при этом осадков может быть незначительным или очень большим. Ливневый дождь охватывает, как правило, сравнительно небольшую территорию, проходит «полосой» и нередко сопровождается сильным ветром. Затяжной дождь впитывается почвой лучше, чем ливни. Часто ливневые дожди приводят к водной эрозии незакреплённых почв. При сильном дожде много воды стекает с поверхности, структура пахотного слоя ухудшается, возникает водная эрозия почвы. Морось — осадки, состоящие из очень мелких капелек, не образующих кругов при падении на водную поверхность. Морось обычно выпадает из плотных слоистых облаков, а обложной снег — из слоисто–дождевых, слоисто–кучевых и высоко–слоистых облаков; остальные виды твёрдых осадков — из кучево–дождевых облаков. Град бывает в тёплое время года, когда в кучеводождевых облаках образуется зона накопления крупных капель, которые высокоскоростными восходящими потоками воздуха возносятся в холодную вершину облака и там быстро замерзают. Маленькие градини разрастаются обычно до 4-5 мм в диаметре, покрываясь чередующимися слоями прозрачного и белого льда. Иногда размер градин достигает нескольких сантиметров. Град причиняет большой ущерб садам.
Роса — мелкие капли воды, образующиеся на поверхности почвы, на камнях, на листьях растений при температуре выше О °С, вследствие радиационного охлаждения деятельного слоя в ясные тихие ночи, когда воздух охлаждается ниже точки росы и сконденсировавшаяся вода начинает оседать в виде капелек. Вскоре после восхода солнца роса испаряется. В засушливых районах роса является немаловажным ресурсом влаги для растений, давая в течение тёплого периода 10-30 мм осадков (100-300 т воды на 1 га). Теплота, выделяющаяся при образовании росы, может предотвратить наступление заморозка. Иней — мелкие кристаллы льда, покрывающие поверхность земли и наземных предметов. Он образуется так же, как и роса, но в тех случаях, когда температура точки росы ниже 0 °C и земная поверхность имеет температуру ниже О °С. Иней образуется вследствие сублимации, т. е. непосредственно из водяного пара, минуя жидкую фазу. Изморозь — рыхлый слой снеговидной массы, нарастающий на ветвях, проводах и т. п. (зернистая изморозь), или пушистый слой кристалликов льда, образующийся путём сублимации (кристаллическая изморозь). Зернистая изморозь образуется обычно вследствии потепления после сильных морозов, во время тумана при относительно теплом ветре и температуре – 2… -1 °C, а кристаллическая — при температуре ниже -15 °C. Гололёд — слой гладкого прозрачного или мутного льда, образующийся на земле, деревьях и других наземных предметах в результате замерзания переохлаждённых капель дождя или тумана при их соприкосновении с поверхностью или с предметами, температура которых ниже О °С. Гололёд образуется преимущественно с наветренной стороны предметов. Он является опасным явлением, так как под тяжестью льда ломаются ветви плодовых деревьев и повреждаются цветковые почки, особенно у косточковых культур.
Продуктами конденсации водяного пара непосредственно у земной поверхности являются также различные виды тумана. Туманы состоят из мельчайших капелек воды или кристаллов льда. Основная причина их образования — конденсация или сублимация пара в нижнем слое атмосферы в результате его охлаждения под влиянием холодной подстилающей поверхности. Зимой туманы могут оставаться переохлаждёнными, т. е. не замерзать до температуры -20 °C, а иногда и ниже. Такие туманы часто наблюдаются на побережьях незамерзающих морей. Весной на Южном берегу Крыма, Черноморском побережье Кавказа и в других местах иногда бывают туманы, которые ухудшают опыление и оплодотворение цветков плодовых деревьев, так как мешают полёту насекомых, а мельчайшие частицы влаги приводят к непродуктивному прорастанию и гибели пыльцы.
Суточный ход осадков определяется ходом и характером облачности. В средних широтах с континентальным климатом в течение суток наблюдаются два максимума и два минимума осадков. Главный максимум обычно приходится на послеполуденные часы, главный минимум бывает около полуночи. Вторичный максимум наблюдается ранним утром, вторичный минимум — в дополуденные часы. Однако во многих случаях правильный суточный ход осадков нарушается вторжениями воздушных масс и связанными с ними фронтальными осадками.