Середньодекадні значення температури повітря [13]

Місяць	квітень			травень
Декада	1	2	3	1	2	3
Середня температура	7,4	9,2	9,3	11,8	10,9	14,3

Самий ранній місяць переходу середньодобової температури через 10С – квітень.

Підставляються значення температури з 3-ої декади квітня та 1-ої травня у формулу (14.2)

днів.

Таким чином, дата переходу температури повітря через 10°С - 28 квітня.

Дату переходу температури повітря через будь-яку межу можна визначити графічно. Визначення дати переходу температури повітря через 10°С графічно проводиться так. Вибираються дві декади з середньою температурою нижче 10° С та вище 10°С. Ці середні декадні значення наносяться на міліметровий папір, де на осі абсцис відкладаються дати, на осі ординат – середні за декаду температури повітря. Значення температур наносяться на середину декади. Отримані точки з'єднуються прямою лінією. Потім з осі ординат з точки із значенням температури 10°С проводиться пряма, паралельна осі абсцис, до перетину з прямою у полі графіка. З точки перетину знімається дата переходу температури повітря через 10°С.

Після визначення дати стійкого переходу температури повітря через 10°С весною (тобто кількості днів від першого квітня до 28-го квітня) одержане значення D і відповідні значення А та a₁ даної гідрометеостанції підставляються у рівняння (14.1) та розраховується сума температур вище 10°С за вегетаційний період.

Приклад розрахунку. Скласти прогноз Σt_>10°С для ст. Чернігів. На цій станції у 1996р. середньодекадна температура повітря за третю декаду квітня становила 8,8°С, за першу травня - 13,3°С. Дату переходу температури повітря через 10°С дістанемо з рівняння (14.2), з урахуванням того, що самий ранній місяць переходу температури через 10°С для станції Чернігів це квітень, вона буде 28-го квітня.

Розрахунок Σt_>10°С виконується по рівнянню (14.1) з урахуванням коефіцієнтів А і а₁ приведених у табл. 14.1. Коефіцієнти А і а₁ для станції Чернігів складають відповідно 3390 і 25,43. Підставляємо одержані значення у формулу (14.1).

,

або

Таким чином, очікувана сума температур у 1996 р. для станції Чернігів становила 2680°С. Фактична сума температур складала 2510°С.

Суми температур – показник, який характеризує в умовних одиницях кількість тепла у даній місцевості за певний період і є показником забезпеченості теплом періоду активної вегетації сільськогосподарських культур. Оцінка розподілу сум активних температур на земній кулі дозволяє уточнювати термічні ресурси різних кліматичних зон для цілей сільського господарства.

Прогноз забезпеченості теплом другої половини вегетаційного періоду

Метод складання прогнозу забезпеченості теплом другої половини вегетаційного періоду (Σt_>10°С через два місяці від дати переходу температури повітря через 10°С весною до дати такого ж переходу восени) такий же, як і для складання прогнозу забезпеченості теплом за весь вегетаційний період.

Розрахунки також виконані за значеннями дати стійкого переходу температури повітря через 10°С весною. Для цього обчислені значення коефіцієнтів для ряду станцій (табл. 14.2).

Таблиця 14.2

Значення коефіцієнтів А та а і рівняння (14.1) для розрахунку Σt_>10°С за другу частину вегетаційного періоду та середньоквадратичне відхилення σ [13]

Станція	Самий ранній перехід температури через 10°С весною, місяць	А	a1	±σ
Чернігів	квітень	1790	17,00	200
Харків	«-»	1640	15,50	190
Дніпропетровськ	«-»	2100	20,60	200
Суми	«-»	2450	22,59	190
Запоріжжя	«-»	2530	22,60	190
Кіїв	«-»	2330	24,64	190
Одеса	«-»	2820	22,73	190

Рівняння вигляду (14.1) для прогнозу Σt_>10°С можуть бути розраховані для будь-якої станції, яка має ряд спостережень не менше ніж 50 років. Рівняння розраховуються за допомогою методів математичної статистики.

Прогноз тривалості вегетаційного періоду

Основою методу прогнозу тривалості вегетаційного періоду є залежність тривалості періоду з температурою вище 10°С (n, дні) від дати стійкого переходу температури повітря через 10°С весною (D). У загальному вигляді рівняння таке:

n = c – bD (14.3)

Для деяких гідрометеостанцій значення коефіцієнтів с та b рівняння які використовуються для прогнозу тривалості вегетаційного періоду з температурою вище 10°С, наведені у табл. 14.3.

Таблиця 14.3

Значення коефіцієнтів с та b рівняння (14.3) для прог­нозу тривалості періоду з температурою вище 10°С, та σ – середньоквадратичного відхилення

Станція	Самий ранній перехід температури через 10°С весною, місяць	с	b	±σ
Чернігів	квітень	190	1,14	10
Житомир	«-»	176	1,05	9
Харків	«-»	179	0,73	10
Умань	«-»	187	1,03	10
Полтава	«-»	179	0,71	10
Луганськ	«-»	182	0,93	11
Кам'янець-	«-»
Подільський	«-»	180	0,82	9
Чернівці	«-»	195	1,17	10
Херсон	«-»	185	0,87	10

Прогноз складається навесні. Визначається дата переходу температури повітря через 10°С (D). Потім це значення підставляється у рівняння (14.3) з відповідними для населеного пункту значеннями с та b (табл.14.3) і виконуються необхідні розрахунки.

Приклад розрахунку: 1) На станції Чернігів стійкий перехід температури повітря через 10°С спостерігається 28-го квітня. Самий ранній перехід температури через 10С у Чернігові також спостерігається у квітні. Тому замість D у рівняння (15.3) підставляємо 28 і тоді

днів

Таким чином, у Чернігові тривалість періоду з температурою вище 10С буде 158 днів.

2) На станції Херсон у 2000 році стійкий перехід температури повітря через 10С спостерігався 8 травня. Самий ранній перехід температури повітря через цю межу спостерігався у Херсоні у квітні. Тому замість D у рівняння (14.3) підставляється значення 38 (тобто 30 днів квітня необхідно додати до 8 днів травня). Із табл. 3 знаходяться коефіцієнти с і b та підставляються у рівняння (14.3) і тоді:

дні

Таким чином тривалість періоду з температурою повітря вище 10С у Херсоні у 2000 році становитиме 152 дні.

Недоліком цього методу є відсутність урахування вірогідності ранніх заморозків, внаслідок чого розвиток сільськогосподарської культури може припинитись.

Прогноз вологозабезпеченості вегетаційного періоду

Для характеристики зволоженості або вологозабезпеченості сільсько-господарських культур використовують прямі і посередні показники. До прямих відносяться запаси продуктивної вологи (мм) у шарах грунту 0-20 см і 0-100 см; до посередніх – гідротермічний коефіцієнт Г.Т. Селянінова (ГТК) і коефіцієнт зволоженості Д.І. Шашко (КЗ), на основі яких виділяються зони різної зволоженості. Ці коефіцієнти найбільш розповсюджені і уявляють собою відношення надходження вологи (опадів) до її максимально можливим витратам (випаровуванню).

Запропонований Г.Т. Селяніновим ГТК для оцінки ресурсів вологості і її кількості, яка необхідна рослинам, дорівнює відношенню суми опадів (мм) за період з температурою вище 10°С до сум активних температур вище 10°С за той же період (зменшених у 10 разів).

, (14.4)

де R - сума опадів за період активної вегетації, мм

Σt_>10°C – сума активних температур за той же період, °С.

Гідротермічний коефіцієнт являється характеристикою зволоженості території (вологозабезпеченості). Припускається, що втрата вологи на випаровуваня у теплі місяці року приблизно дорівнює сумі активних температур зменшеній у 10 разів.

По Г.Т. Селянінову зволоженість вегетаційного періоду є надлишковою при ГТК > 2.0, посушливі явища спостерігаються при ГТК < 1.0 і сухі при ГТК < 0.5.

Використовуючи ГТК можливо оцінити яким чином будуть складатися умови зволожуваності у різні періоди вегетації, встановити строки початку, кінця і тривалості періодів з різним зволоженням. Синонім ГТК – умовний баланс вологи.

По багаторічним значенням ГТК на території України у період найбільшої потреби сільськогосподарських культур у воді (червень – серпень) виділяються такі зони (по М. Ф. Цупенко):

1. Полісся – зона оптимальних значень (ГТК – 1,3-1,6);

2. Лісостеп – слабо посушлива зона (ГТК – 1,0-1,3);

3. Степ – посушлива зона (ГТК – 0,7-1,0);

4. Дуже посушлива зона (на південь від зони 3) - ГТК – 0,4-0,7.

Коефіцієнт зволоженості (КЗ) по Д. І. Шашко розраховується за формулою

, (14.5)

де R – річна сума опадів, мм;

d – річна сума середньодобових дефіцитів вологості повітря, мб, ГПа.

Знаменники у формулах (14.4,14.5) кількісно дорівнюють випаровуванню. Значення ГТК = 1 і КЗ = 0,45 означають рівність опадів і випаровування.

Оцінка умов зволоженості по середнім багаторічним значенням ГТК і КЗ, а також вірогідність різних зволожених років у кожній зоні даються у табл. 14.4.

Таблиця 14.4

Оцінка умов зволоження по значенням ГТК і КЗ і

вірогідність різних зволожених років

Зона зволоження	Середній багаторічний		Вірогідність різних зволожених років, %
	ГТК	КЗ	Сухих	Дуже сухих	посушливих	Слабо посушливих	вологих	Надлишково вологих
Надлишково волога	>1,6	>0,60	0	0	5	10	25	60
Волога	1,6…1,3	0,60…0,45	0	5	10	25	30	30
Слабо посушлива	1,3…1,0	0,45…0,35	0	15	25	30	20	10
Посушлива	1,0…0,7	0,35…0,25	10	25	35	20	5	5
Дуже посушлива	0,7…0,4	0,25…0,15	35	45	15	5	0	0
Суха	<0,4	0,15…0,10	75	20	5	0	0	0

Для оцінки умов зволоженості застосовують і інші коефіцієнти, запропоновані Н. В. Бова, М. І. Будико, П. І. Колосковим, Н. М. Івановим та ін. Необхідно вказати, що кожний із них має визначені недоліки.

Так, ГТК неможливо застосувати для оцінки умов зволоженості весною і восени, коли середньодобова температура нижче 10С, крім того він не враховує весняних запасів вологи і, як показник випаровування, використовує тільки температуру повітря. Коефіцієнт зволоженості Д. І. Шашко також потребує введення поправок на річний хід опадів, так як опади взимку і літом нерівнозначні для рослин. Крім того, ці коефіцієнти характеризують зволоженісь території безвідносно до конкретних культур.

Завдання до лабораторної роботи.

Вихідні дані.

Показники погодних умов у 1975 році по даним метеостанції Гуляй поле Запорізької області.

Місяць, декада	I	II	III	IV	V	VI	VII	VII	IX	X	XI	XII
Температура повітря, оС
1	-1,7	-5,9	0,7	16,3	15,5	22,9	22,2	22,3	17,6	9,8	-2,2	-0,8
2	-1,6	-1,5	3,1	10,8	20,3	20,0	22,5	18,8	15,7	6,5	1,7	-3,4
3	-0,8	-3,9	4,5	13,2	17,7	24,8	21,4	22,7	16,6	6,8	1,9	-2,6
Атмосферні опади, мм
1	5,0	3,0	1,0	0,0	18,0	51,0	10,0	3,0	22,0	21,0	0,0	18,0
2	2,0	10,0	2,0	4,0	1,0	42,0	1,0	16,0	13,0	0,0	3,0	8,0
3	17,0	0,0	23,0	66,0	39,0	1,0	21,0	0,0	0,0	0,0	18,0	3,0
Дефіцит вологості повітря, мб
1	0,8	1,0	2,4	11,0	6,0	12,0	13,0	15,0	11,0	3,9	1,7	0,6
2	0,8	1,0	2,4	5,0	15,0	11,0	16,0	12,0	7,0	3,9	1,7	0,6
3	0,8	1,0	2,4	4,0	6,0	18,0	11,0	18,0	11,0	3,9	1,7	0,6

1. Розрахувати середньомісячні температури повітря по даним метеостанції Гуляй поле.

2. Розрахувати суми опадів і дефіцитів вологості повітря за місяць, рік і вегетаційний період.

3. Визначити по даним середньодекадних температур повітря дату переходу температури через 10С.

4. Розрахувати прогнозовану суму температур t_>10C по методу Ф. Ф. Давітая.

5. Розрахувати тривалість вегетаційного періоду з температурою більше 10С і суму опадів за цей період.

6. Розрахувати ГТК і КЗ, дати характеристику вегетаційного періоду за рівнем зволоженості.

Питання для самоконтролю:

1. Що таке агрометеорологічні прогнози, як вони складаються і яка їх виправдовуваність?

2. Види агрометеорологічних прогнозів.

3. Як визначити дату переходу температури через 10С і суму температур вище 10С по методу Ф. Ф. Давітая?

4. Як визначити тривалість вегетаційного періоду з температурою вище 10С?

5. Що таке ГТК і КЗ, як вони розраховуються і що вони характеризують?

6. Які зони по значенню ГТК виділяють на території України?