Лабораторне заняття 15 Заморозки, типи заморозків, прогнози заморозків

Мета роботи: Засвоїти визначення атмосферного явища заморозок, вивчити типи заморозків і умови їх виникнення, ознайомитись з методиками прогнозу заморозків і скласти прогноз заморозків по різним методам.

Матеріоали: Таблиці і графіки.

Загальні положення

Заморозки належать до стихійно небезпечних для сільського господарства явищ, тому що приводять до пошкодження і загибелі рослин.

Заморозком називається зниження температури повітря, або поверхні ґрунту до 0° і нижче у вегетаційний період (період з температурою вище 5°С).

На інтенсивність і площу розповсюдження заморозків, крім атмосферних процесів, великий вплив здійснюють місцеві умови (форма рельєфу, наявність поблизу великих водоймищ і міст, а також фізичні властивості ґрунту).

Типи заморозків

По характеру процесів виникнення заморозків і супроводжуючих їх погодних умов розрізняють три типи заморозків.

Адвективні заморозки виникають внаслідок вторгнення холодої маси повітря з температурою нижче 0°С. Адвективні заморозки можуть спостерігатися впродовж декількох діб, охоплюють великі території і супроводжуються похмурою і вітряною погодою. При цьому типі заморозків низькі температури спостерігаються не тільки у приземному шарі повітря, але можуть розповсюджуватись по всій масі повітря, яке надходить до значних висот. Амплітуда добового ходу температури при таких заморозках невелика, прогрівання холодної маси повітря звичайно здійснюется впродовж 3-4 діб і тільки в кінці цього періоду температура поступово збільшується.

Радіаційні заморозки виникають у тихі і ясні ночі при відносно низьких середніх добових температурах внаслідок інтенсивного випромінювання тепла діючою поверхнею, охолодження її і прилеглого шару повітря. У період радіаційних заморозків охолоджується тільки поверхня ґрунту або приземний шар повітря невеликої товщини. Вище цього шару розташовується більш тепле повітря, тобто у приземному шарі повітря створюється інверсія температури (підвищення температури повітря з висотою). Найбільш низька температура повітря у тихі ясні ночі у більшості випадків спостерігається на висоті від 2 до 5 см над поверхнею ґрунту. Інтенсивність і тривалість радіаційних заморозків залежить від рельєфу, типу підстилаючої поверхні, вологості, відповідній температурі ґрунту та інших місцевих умов. При ясній погоді радіаційні заморозки можуть спостерігатися кожну ніч впродовж тривалого періоду.

Адвективно-радіаційні (змішані) заморозки створюються внаслідок вторгнення холодної повітряної маси і наступного її охолодження за рахунок нічного випромінювання. Цей тип заморозків спостерігається у кінці весни і на початку літа, а також на початку осені і є достатньо небезпечними для сільськогосподарських культур. Інтенсивність адвективно-радіаційних заморозків звичайно невелика (-2-3°С). Спостерігаються вони на поверхні ґрунту або травостою Ці заморозки можливі у нічні часи, головним чином перед сходом сонця, їх тривалість частіше всього 3-4 години.

Заморозки на поверхні ґрунту закінчуються пізніше весною, а восени починаються раніше, ніж у повітрі, тому безморозний період на ґрунті на 20-30 діб менший, ніж у повітрі.

Пошкодження рослин заморозком спостерігається не відразу після зниження температури до 0°С, а лише при досягненні певних негативних значень. Для кожної культури і кожної фази розвитку існує своя межа негативної температури, при якій спостерігаються пожкодження або загибель рослин. Таку температуру називають критичною.

Найбільш стійкі до заморозків рослини на початку розвитку, а найменш стійкі – в період формування регенеративних органів. В період цвітіння більшість зернових культур гине при температурі -2…-3°С. Заморозки, інтенсивністю від 0 до -2°С в період цвітіння плодових культур призводять до загибелі всього врожаю.

Заморозки на початкувегетації справляють велику післядію на ріст, розвиток і врожай рослин. Після інтенсивного заморозку ростові процесси уповільнюються і запізнюється настання наступних фаз рослин. Заморозок на початку вегетації викликає збільшення тривалості вегетаційного періоду, а наприкінці вегетації – скорочує його. Дія заморозків на врожай визначається великою кількістю факторів. Перш за все загроза заморозків для сільськогосподарських культур залежить від його тривалості та інтенсивності, від агрометеорологічних умов, від біологічних особливостей рослин, їх стану, фази розвитку, засобів агротехніки та ін.

Встановлено, що найбільш небезпечними для сільського господарства є заморозки, які бувають після настання попередньої добової температури повітря 15°С або після стійкого переходу її через 10°С.

Втрати, які наносять сільському господарству пізні весняні заморозки, бувають дуже великими. Тому агрометеорологічна інформація про заморозки має велике практичне значення. Вона широко використовується при вирішенні різних задач сільськогосподарського виробництва. Така інформація необхідна для оцінки заморозкозабезпеченості території при розміщенні теплолюбивих культур, при визначенні найсприятливіших термінів сівби і збирання сільськогосподарських культур, а також при виборі захисту від заморозку.

Прогноз заморозків.

Для своєчасної і успішної боротьби із заморозками необхідно передбачати час їх настання і інтенсивність, щоб мати можливість підготуватися до захисту рослин, для яких очікувані заморозки будуть небезпечними.

Вторгнення холодних мас повітря, які обумовлюють адвективні і адвективно-радіаційні заморозки на великій території, у теперішній час прогнозується із передчасністю від 1 до 3 діб. Прогноз заморозків з урахуванням місцевих умов для проведення заходів по захисту рослин здійснюється шляхом застосування емпіричних формул.

Прогноз заморозків по найбільш розповсюдженому способу Міхалевського [11-13].

Для прогнозу заморозків по способу Міхалевського необхідно мати дані вимірювання температури повітря по сухому і змоченому термометру психрометра о 13 год, значення відносної вологості повітря (r) о 13 год, дані спостережень за хмарністю о 21 год.

1. Розрахунок очікуваного мінімуму температури повітря (t_min,п) виконується по формулі (15.1):

t_{min, п} = t' – ( t – t' ) · C ± A , де (15.1)

t - температура повітря по сухому термометру, °C о 13 год.

t' - температура повітря по змоченому термометру, °C о 13 год.

С- коефіцієнт, який залежить від відносної вологості повітря о13 год.

А- поправка на хмарність, °С

2. Для визначення очікуваного мінімуму температури ґрунту (t_min,г) формула має наступний вигляд:

t_min,г = t' – ( t · t' ) · 2C ± A (15.2)

позначення ті ж, що і у формулі (15.1).

Значення коефіцієнту (C) в залежності від відносної вологості повітря (r) о 13 год. приведені у табл. 15.1.

Таблиця 15.1.