Санкт-Петербургский Государственный Аграрный Университет

Кафедра растеневодства

Контрольная работа по метеорологии и климатологии

Студентки 2 курса

Заочного отделения института

Агротехнологий,почвоведения

и экологии

Направление обучения «Садоводства»

Алексеева Анна Константиновна

Учебный шифр 0115018

Проверил:

Санкт-Петербург-Пушкин

-2013-

Задание № 1

1. Дать определение радиационного баланса и его составляющих.

Суммарная солнечная радиация, поступившая на земную поверхность, частично отражается обратно. Отношение отраженной радиации к суммарной, выраженное в процентах, называется альбедо. Альбедо характеризует отражательную способность поверхности и зависит от ее цвета, влажности и других свойств. Наибольшей отражательной способностью обладает свежевыпавший снег – до 90%. Альбедо песков 30-35%, травы – 20%, лиственного леса – 16-27%, хвойного – 6-19%; сухой чернозем имеет альбедо 14%, влажный – 8%. Альбедо Земли как планеты принимают равным 35%. Поглощая радиацию, Земля сама становится источником излучения. Тепловое излучение Земли – земная радиация – является длинноволновым, т.к. длина волны зависит от температуры: чем выше температура излучающего тела, тем короче длина волны испускаемых им лучей. Излучение земной поверхности нагревает атмосферу и она сама начинает излучать радиацию в мировое пространство (встречное излучение атмосферы) и к земной поверхности. Встречное излучение атмосферы тоже длинноволновое. В атмосфере встречаются два потока длинноволновой радиации – излучение поверхности (земная радиация) и излучение атмосферы. Разность между ними, определяющая фактическую потерю теплоты земной поверхностью, называется эффективным излучением, оно направлено в Космос, т.к. земное излучение больше. Эффективное излучение больше днем и летом, т.к. зависит от нагрева поверхности. Эффективное излучение зависит от влажности воздуха: чем больше в воздухе водяных паров или капелек воды, тем излучение меньше (поэтому зимой в пасмурную погоду всегда теплее, чем в ясную). В целом для Земли эффективное излучение равно 190 кДж/см² в год (наибольшее в тропических пустынях – 380, наименьшее в полярных широтах – 85 кДж/см² в год).

Земля одновременно получает радиацию и отдает ее.

Разность между получаемой и расходуемой радиацией называется радиационным балансом, илиостаточной радиацией.Приход радиационного баланса поверхности составляет суммарная радиация (Q) и встречное излучение атмосферы. Расход – отраженная радиация (R_k) и земное излучение. Разность между земным излучением и встречным излучением атмосферы – эффективное излучение (Е_эф) имеет знак минус и является частью расхода в радиационном балансе: R_б(В)= Q - E_эф - R_k Радиационный баланс распределяется зонально: уменьшается от экватора к полюсам. Наибольший радиационный баланс свойственен экваториальным широтам и составляет 330-420 кДж/см² в год, в тропических широтах он снижается до 250-290 кДж/см² в год (объясняется возрастанием эффективного излучения), в умеренных широтах радиационный баланс уменьшается до 210-85 кДж/см² в год, в полярных широтах его величина приближается к нулю. Общая особенность радиационного баланса в том, что над океанами на всех широтах радиационный баланс выше на 40-85 кДж/см², т.к. альбедо воды и эффективное излучение океана меньше. Приходную часть радиационного баланса атмосферы (R_б) составляют эффективное излучение (Е_эф) и поглощенная солнечная радиация (R_п), расходная часть определяется атмосферной радиацией, уходящей в космос (Е_а): -R_{б =} Е_эф - Е_а + R_п Радиационный баланс атмосферы отрицательный, а поверхности – положительный. Суммарный радиационный баланс атмосферы и земной поверхности равен нулю, т.е. Земля находится в состоянии лучистого равновесия.

2.Вычислить интенсивность радиационного баланса:

hо, в град.=57 град. ; S=0,80 кВт/м2 ; Д =0,43 кВт/м2 ; Е эф.=0,10 кВт/м2 ;

А =22% ; КПИ фар=1,8 % ;

B=Q-Rk-Eэф

a)Q=S’+D=0,672 +0,43=1,102кВт/м2

b) S’= S*sin ho=0,80*0,84=0,672 кВт/м2

c) Rк=-A*Q/100= -0,242кВт/м2

d) B= Q-Rк-Eэф= 1,102-(-0,242)-0,1=1.244кВт/м2

3. Вычислить интенсивность ФАР , затрачиваемой на фотосинтез:

Часть лучистой энергии солнца, которую растения усваиваютв процессе фотосинтеза, называют фотосинтетически активной радиацией(ФАР).

Q фар=0,43*S’+0,57*D=0,43*0,672+0,57*0,43=0,289+0,245=0,534кВт/м2

Задание 4

1.Дать определение заморозков.

2.Указать причины возникновения заморозков

3. Описать способы борьбы с заморозками

4. Рассчитать ожидаемую минимальную температуру по способу А.И. Михалевского. Исходные данные взять из таблиц 7 и 8.

1.Продолжительность активной вегетации может значительно сокращаться за счет поздневесенних и раннеосеннихзаморозков. Важное в практическом отношении явление заморозков связано как с суточным ходом температуры, так и с непериодическими ее понижениями, причем обе эти причины обычно действуют совместно. Заморозками называют понижения температуры воздуха ночью до 0 градусов и ниже, в то время как средние суточные температурные значения еще (или уже) держатся выше нуля, т.е. осенью и весной. Бывает так, что температура воздуха даже на небольшой высоте над почвой остается выше нуля, но сама почва или растения на ней охлаждаются путем излучения до отрицательной температуры и на них появляется иней. Это явление называется заморозком на почве. 2.Заморозки чаще всего бывают при вторжении в данный район достаточно холодной воздушной массы, например арктического воздуха. Температура в нижних слоях этой массы днем все-таки выше нуля. Ночью же температура воздуха падает в суточном ходе ниже нуля, т.е. наблюдается заморозок. Для заморозка нужна ясная и тихая ночь, когда эффективное излучение с поверхности почвы велико, а турбулентность мала и воздух, охлаждающийся от почвы, не переносится в более высокие слои, а подвергается длительному охлаждению. Такая ясная и тихая погода обычно наблюдается во внутренних частях областей высокого атмосферного давления - антициклонах. Заморозки чаще всего происходят в низинах. Последние весенние заморозки наблюдаются в центральных областях европейской территории России в конце мая - начале июня, а уже в начале сентября возможны первые заморозки осенние заморозки.

3. Метеорологические станции обычно предупреждают о возможности заморозка Наступление его можно также предугадать по быстроте падения температуры, пользуясь прилагаемым графиком. Например, в 13 часов (1 час дня) градусник показывал 17° тепла, а в 21 час (9 часов вечера) температура упала до 8° тепла. Разница между дневной и вечерней температурой 17-8=9°. Откладываем деления по вертикальной линии графика от цифры 9 до точки пересечения ее с горизонтальной линией против цифры 8. Точка пересечения оказывается в секторе "заморозок возможен", то есть в эту ночь можно ожидать заморозок.   Существует несколько способов борьбы с заморозками. Один из самых распространенных - создание дымовой завесы путем сжигания дымовых куч или специальных дымовых шашек. Их зажигают, когда температура воздуха опустится до +2 +1,5°. Необходимо, чтобы весь защищаемый участок был окутан дымом. Для этого дымовые кучи и шашки нужно зажигать с подветренной стороны.   Дымовая завеса, как одеяло, препятствует излучению почвой тепла. Кроме того, она предохраняет замерзшие растения от действия прямых лучей солнца. Под защитой дымовой завесы лед, образовавшийся в межклеточных пространствах зеленых частей растений, тает постепенно, образовавшаяся вода всасывается обратно в клетки, и жизнедеятельность их восстанавливается. Поэтому дымовую завесу необходимо поддерживать не менее часа после восхода солнца. При такой системе защиты можно сохранить сад от заморозков, даже если температура падает до -3-4°.     Дымовые кучи устраивают из гнилой соломы, сухого навоза, ботвы, листьев, то есть из такого материала, который не горит пламенем, но дает много дыма.     Прежде всего на землю для разжигания кучи кладут немного сухой соломы, хвороста или сорняков, а сверху-навоз или другой дымообразующий материал. Сверху кучу присыпают землей. Зажигают кучи факелом, пропитанным керосином или нефтью. Если куча начинает гореть пламенем, ее присыпают землей. Дымление кучи должно продолжаться 6-7 часов. На каждые одно-два дерева надо иметь одну кучу.   Второй способ борьбы с заморозком - это полив почвы в саду вечером накануне заморозка или непосредственно перед его наступлением. Действие полива многообразно. Остывая, поливная вода отдает свое тепло почве и приземному слою воздуха, повышая их температуру. Влажный воздух лучше, чем сухой, задерживает излучение почвой тепла. При повышенной влажности раньше выпадает роса, а при ее выпадении повышается температура воздуха. В результате на политом .участке температура воздуха у поверхности почвы бывает на несколько градусов выше, чем на сухом.   Применяя одновременно дымление и полив почвы, можно добиться более надежных результатов. Очень важно, чтобы дымление и полив проводились на возможно большей площади, тогда и эффект будет выше.    Часто бывает достаточно на 4-6 дней задержать цветение сада, чтобы "уйти от заморозка" и спасти урожай. На 5-6 дней задерживает распускание почек вла-гозарядковый полив, на 4-5 дней -побелка известью ствола и всех ветвей дерева ранней весной.   Деревья и кустарники окучивают снегом для защиты от зимних морозов. Но с началом таяния снега его надо разбросать по саду.   В районах, где часто повторяются весенние заморозки, следует подбирать для посадки поздноцветущие сорта.