3. Особенности полевых наблюдений по сезонам.

Осенний этап

Осенние наблюдения на нашей территории проводятся в октябре – ноябре, накануне подготовки природы к зиме. В период осенней практики ведутся метеорологические, геоморфологические, гидрологические и фенологические наблюдения.

1.Метеорологические наблюдения. Они включают наблюдения за высотой Солнца над горизонтом (измерения производятся любым угломером в поддень в двадцатых числах каждого месяца), температурой и влажностью воздуха; температурой на поверхности почвы и разных глубинах; атмосферным давлением, направлением и скоростью ветра, облачностью, осадками (отмечается дата, количество). Отмечаются даты различных атмосферных явлений : первые заморозки ( на почве и воздухе), появление первого снега, период от выпадения первого снега до установления устойчивого снежного покрова, полное промерзание почвы, последняя гроза, туманы, оптические явления.

Ежедневно вычисляется средняя суточная температура воздуха, отмечаются даты перехода среднесуточных температур через 10°С, 5°С и 0°С.

По данным наблюдений ежедекадно заполняется календарь осени (приложение 1). Делаются выводы об особенностях метеорологических условий сезона и типах погоды. Выводы сравниваются со средними многолетними показателями.

2. Геоморфологические наблюдения. Их цель - выявление особенностей современных рельефообразующих процессов в разные сезоны года. Наиболее активным фактором рельефообразования является текучая вода, поэтому самая доступная форма геоморфологических исследований - наблюдения за интенсивностью плоскостной и линейной эрозии. Данные наблюдений должны фиксироваться в дневниках.

Объектами изучения могут быть овраги, оползневые склоны, карстовые воронки, берега рек. В конце каждого сезона делаются выводы об условиях и интенсивности эрозии, карстовых, склоновых, русловых процессов, их связи с метеорологическими особенностями сезона.

3. Гидрологические наблюдения. Они предполагают изучение особенностей режима водоёмов в различные сезоны года, его связи с погодными условиями. К ним относятся наблюдения за температурным режимом поверхностных и подземных вод, колебанием уровня вод, расходом и мутностью воды в реке.

В конце каждого сезона делаются выводы о температурном и уровенном режиме реки Десны и грунтовых вод, их связи с погодными условиями.

4. Фенологические наблюдения. Цель наблюдений – установление сезонной периодичности в явлениях природы, их связи с погодными условиями местности.

Главное в фенологических наблюдениях - регистрация сроков сезонных явлений в живой природе. Сезонные процессы у деревьев и кустарников протекают довольно медленно, поэтому наблюдения за ними затруднены. Даже в пределах одного вида наблюдается значительная разновременность наступления фаз, что объясняется различиями в возрасте и условиями обитания. Поэтому, прежде чем приступить к наблюдениям, необходимо выбрать участки и объекты, типичные для местных природных условий. Они должны быть расположены на достаточно открытом месте.

Фенологические наблюдения не сезонной практике проводятся по маршруту комплексного профиля и на закреплённых за бригадой участках, находящихся в различных природно–территориальных комплексах. Регистрируются фенологические наблюдения в полевом дневнике, в котором на каждый странице выделяются рубрики для гидрометеорологических, фитофенологических и зоофенологических явлений.

Полевые фенологические наблюдения обычно производятся в первой половине дня, поскольку именно в это время чаще всего отмечается зацветание растений, осенний листопад (особенно после холодных ночей) и активная деятельность животных. В вечерние часы производят наблюдения за осенним и весенним перелётом птиц.

Основным показателем фенологических наблюдений является отметка даты наступления явления. Растение считается вступившим в ту или иную фазы, если её признаки проявлялись хотя бы на отдельной ветке. Следует помнить, что растение не сразу вступает в ту или иную фазу своего развития, а проходит три стадии: начало, разгар и конец фазы.

У деревьев и кустарников началом фазы считается день, когда она наступает не менее чем у трёх здоровых экземпляров на участке наблюдений; разгар фазы - это её массовое наступление (у более 50% растений); конец фазы фиксируется при завершении того или другого явления.

У деревьев и кустарников осенью отмечаются следующие фенофазы: начало раскраски листьев (дата, когда впервые на деревьях данного вида наблюдались по-осеннему раскрашенные листья); запестрение крон (дата, когда у большинства экземпляров листья раскрашены почти наполовину); полная окраска листьев (дата, когда основная масса листьев изменила окраску на осеннюю); начало листопада (листья начинают падать независимо от состояния ветра); массовый листопад и его окончание. При этом небольшое количество листьев на концах веток в расчёт не принимается.

У однолетних растений следует отмечать появление изменений в окраске листьев, усыхание и отмирание всего растения. У многолетних трав фиксируется начало изменения окраски листьев, преобладание нормальной окраски листьев над изменённой, преобладание изменённой окраски над нормальной, полное изменение окраски; листопад, окончание листопада, отмирание отдельных органов растения, засыхание надземной части, полное отмирание растения.

Наблюдения над животными представляют большую трудность из-за их миграции. Наиболее доступны наблюдения за птицами и насекомыми.

Наблюдения за осенним перелётом и отлётом птиц следует начинать с середины августа. Осенью отмечаются следующие явления : время собирания в стаи и отлёт птиц (начало и массовый).

Для насекомых (летающих отмечается время их исчезновения. т.е. последний день полёта, для муравьёв - последнее появление на поверхности муравейника.

Во время осенних наблюдений очень важно установить даты наступления фенологического сезона и подсезонов, их продолжительность в сравнении со среднемноголетними.

Дать объяснение установленным фактам, связав их в первую очередь с погодными условиями сезона.

Осень на европейской территории страны длится чуть больше трёх месяцев. распадаясь условно на четыре подсезона (приложение 1).

1 подсезон - начало осени – начинается с появления первых жёлтых прядей в кронах берёз, а заканчивается началом расцвечивания листьев у осины и тогда, когда число расцвеченных и зелёных листьев у берёз, лип, вязов становится примерно равным. Чаще это бывает в последней декаде сентября ( но иногда, в тёплые и влажные осени, и в начале октября). В лесах появляются опята, а в воздухе летающая паутина.

Среднесуточная температура воздуха устойчиво переходит ниже 15°С и отмечается первый заморозок в воздухе.

2 подсезон – золотая осень. Индикатором является начало осенней раскраски листьев осины и заканчивается полным листопадом у берёзы. В течении подсезона листва на деревьях всё сильнее желтеет и начинается её интенсивное опадание. Постепенно оголяются леса, улетают стаи перелётных птиц. Среднесуточная температура воздуха устойчиво переходит ниже 10°С.

С окончанием листопада у берёзы, осины и вяза начинается третий подсезон – глубокая осень. Она продолжается до окончания листопада у вишни и сирени. Становится всё холоднее, пролетают к югу последние стаи гусей, лебедей и уток.

Среднесуточная температура устойчиво переходит ниже 5°С. Для этого подсезона характерно установление временного снежного покрова.

Предзимье – это последний осенний подсезон, являющийся одновременно переходом к зиме, за что и получил своё название. Этот подсезон начинается от первого снежного покрова и окончания листопада вишни и сирени и заканчивается установлением прочного снежного покрова, который держится большую часть зимы. Для подсезона характерен устойчивый переход среднесуточной температуры ниже 0°С, ледовые явления на реках и водоёмах.

Наблюдения за ледовой обстановкой не реке включает регистрацию видов и степени развития ледовых образований: заберегов, ледохода, шугохода и других ледовых явлений. Отмечается дата появление заберегов, шугохода, ледохода и ледостава.

Наступает пора замирания активной жизни растений. Впадают в спячку некоторые представители животного мира. Появляются чечётки, свиристели и другие зимующие виды птиц, прилетевшие с северных районов.

Зимний этап

Зимой ведутся наблюдения за снежным покровом, водными объектами, сезонным промерзанием почв, изучаются особенности хода основных метеоэлементов, проводятся микроклиматические наблюдения, устанавливаются изменения, происходящие в живой природе.

На зимнем этапе студенты должны научиться:1)определять степень покрытости поверхности почвы снегом; 2) характер залегания снежного покрова; 3) измерять высоту и плотность снежного покрова; 4) описывать рельеф снежной поверхности; 5) рассчитывать запасы воды, содержащиеся в снеге; 6) выполнять снегомерную съёмку.

Зимний этап проводится по тому же маршруту, что и осеннее - весенний. Для Брянской области наиболее удобным временем проведения зимнего этапа практики являются февраль и март.

Изучение снежного покрова. Маршрутная снегомерная съёмка. При изучении снежного покрова составляется комплексный снегомерный профиль, определяется высота, плотность и структура снежного покрова в характерных точках профиля и проводятся микроклиматические наблюдения.

При снегомерной съёмке устанавливается зависимость снежного покрова от условий местности, микроклиматических особенностей.

Снегомерные съёмки бывают двух видов: 1) регулярные декадные (10,20числа и последний день месяца) и 2) сплошные снегомерные съёмки, которые проводятся три раза в году: 20 декабря, 20 февраля и 20 марта, в случае плохой погоды переносят на следующие дни. Студентам можно проводить учебную снегомерную съёмку любого числа, лучше в феврале и марте. Наблюдения проводятся под руководством преподавателя в следующем порядке:

1. Определяется степень покрытия и характер залегания снежного покрова. Это делается визуально, путём осмотра видимой окрестности. Степень покрытия оценивается на глаз по 10 – бальной системе.

Характер залегания снежного покрова определяется по пяти градациям: равномерный (без сугробов), умеренно неравномерный, небольшие сугробы без оголённых мест или с оголёнными местами, с проталинами, лежит только местами. Результаты наблюдений записываются в полевой дневник.

2. Высота снежного покрова (мощность) определяется при помощи переносной снегомерной рейки. Она заострена снизу, имеет металлический наконечник и сантиметровые деления. При измерениях необходимо следить, чтобы рейка не погружалась в землю, а только доходила до неё. Если под слоем снега поверхность почвы покрыта льдом, то, измерив высоту снега, нужно разгрести его и линейкой определить толщину ледяной корки. Мощность снежного покрова определяется через каждые 10-20 м в зависимости от сложности снежного покрова. Расстояние от одной точки до другой измеряют рулеткой или шагами.

3. Для определения плотности снега используется весовой снегомер (плотномер). Он состоит из цилиндра и линейки – безмена. Основной частью снегомера является металлический цилиндр с площадью сечения 50см ². Нижний конец цилиндра имеет пилообразную насечку для прорезания плотности снега и корочек льда, верхний закрывается крышкой. Линейка – безмен применяется для взвешивания проб снега. На поверхности цилиндра нанесена сантиметровая шкала, которая служит для измерения высоты взятой пробы снега. К снегомеру прилагается специальная лопаточка.

Измерения плотности снега проводятся следующим образом. На ровном участке цилиндр погружается зазубренным концом строго вертикально в снег. Если попадаются снежные корки, необходимо лёгким покручиванием цилиндра прорезать их и продолжить погружение. После того как труба достигнет почвы, записывается высота снежного покрова по шкале, затем с одного бока цилиндра отгребается снег, и под нижний конец снегомера подводится специальная лопаточка. Не отнимая лопаточки, цилиндр вынимают из снега и переворачивают нижним концом вверх (предварительно закрыв верхний конец крышкой). Очистив цилиндр от приставшего снаружи снега, подвешивают за дужку к крючку весов. Весы уравновешивают при помощи подвижного груза и записывают число делений по линейке – безмену. Плотность снега определяют по формуле: d=m /10h, где m – число делений на линейке, h – толщина пробы снега.

Например, толщина снегового покрова 30 см, масса снега по линейке соответствуют 29 делениям, так как одно деление соответствует 5г, то масса будет: m=29·5=145г; а объем равен: V=50·30= 1500 см.³ ; следовательно плотность снега d= 145:1500= 0,1 г/см.³.

Запас воды в снеговом покрове рассчитывают по формуле a=h·10·d, где h – высота снегового покрова, в сантиметрах; d – плотность снега. Множитель 10 служит для перевода сантиметров в миллиметры.

В нашем примере запас воды a=30·10·0,1=30мм.

Это значит, что если бы снег растаял, то на поверхности земли образовался бы слой воды высотой 30 мм.

Если отсутствует снегомер то его можно заменить любым цилиндрическим ведром или даже цилиндрической кастрюлей. Площадь приёмной поверхности легко определить по формуле S= п r². Для определения объёма взятого снега нужно ещё знать высоту снега h, которую измеряют обычной линейкой , приставленной снаружи к ведру или кастрюле. Теперь будет известен объём снега V=S·h.

Снег, взятый при помощи ведра или кастрюли вносят в тёплое помещение. Когда снег растает, воду выливают в стеклянную банку и взвешивают, а затем взвешивают пустую банку. Вычитывая из массы банки с водой массу банки, получили массу взятого снега. Зная массу и объём определяют плотность.

Плотность снежного покрова значительно изменяется как во времени, так и в пространстве. Изменение плотности происходит под влиянием многих факторов таких как: сила собственной тяжести снега, продолжительность залегания снежного покрова, его структура, скорость ветра, оттепель и т. д.

Плотность снега в течение зимы увеличивается, примерно 10% за месяц. Плотность свежевыпавшего снега мала около 0,10г/м ³.. к концу зимы (первая декада марта) она достигает 0,20-0,30г/м ³. Уплотнение снега сводится к сжатию пор, сближению и частичному срастанию зёрен. Оно приводит к формированию плотного мелкозернистого снега, который отличается малой воздухопроводностью, значительной прочностью и вместе с тем сохраняет большую пластичность.

В различных ландшафтных условиях плотность снега различна. Так, на открытых пространствах, наветренных склонах плотность больше чем в долинах рек, в лесу.

Плотность снега влияет на проходимость транспорта в зимних условиях, от неё зависит объём снегоуборочных работ, её необходимо знать для определения нагрузки на крышах зданий и т. д.

Запасы воды в снеге также в течении е зимы растут. От 29 мм во 2-ой декаде декабря до 67мм во 2- декаде марта (Брянская АМСГ, поле). В лесу под кронами (г. Жуковка) от 23 мм на 30 декабря до 96 мм на 20 марта. Как видно, запасы воды в снежном покрове зависят от его толщины и плотности.

От снежного покрова пашни в Брянской области получают примерно треть годовых ресурсов влаги. С момента установления снежного покрова запасы воды увеличиваются быстрее в лесу, чем в поле. Эта закономерность прослеживается в зависимости от частоты оттепелей. К началу снеготаяния запасы воды в лесу по сравнению с полем достигают наибольшего различия. Всё пространство суши, покрытое снежным покровом можно рассматривать как сезонное водохранилище, накапливающее воду в твёрдом виде зимой – и отдающее её весной.

Снежный покров оказывает большое влияние на температуру почвы. При помощи термометров следует определить температуру: 1) на поверхности снега; 2) на поверхности почвы под снегом; 3) в почве под снегом на глубине 20 см и 4) в почве без снега на глубине 20 см. Разница в температуре почвы под снегом и в почве без снега может достигать 22°С. Такое утепляющее влияние снега объясняется его малой теплопроводностью. Во время наблюдений за температурой снежной толщи также измеряют температуру воздуха на высоте 1,5 м термометром – пращом.

Для изучения температурного режима снежной толщи в снегу роется шурф, одна стенка которого зачищается и в ней делаются отверстия для термометров. Можно использовать ртутные коленчатые термометры (Савинова), термометр – щуп и обычные.

Для изучения стратиграфии снежной толщи выбирается площадка размером 10x10 м. Площадка должна отражать наиболее типичные условия снегонакопления в соответствующем природном комплексе. В центральной части площадки готовится траншея шириной 0,1м, длиной до 5-6 м. Наблюдения за стратиграфией снега производят в хорошо зачищенной рабочей стенке траншеи снизу вверх. Схема описания разреза снежного покрова следующая: в бланке описания отмечается дата (час, число, год), место наблюдения и условия погоды ( облачность, осадки, скорость и направление ветра, температура воздуха и поверхности снега). Структура снега описывается послойно : мощность каждого слоя в миллиметрах ( включая и ледяные корки), состав, плотность, цвет, влажность ( липкость), имеется ли воздушное пространство между снежным покровом и почвой, или снег плотно прилегает к земле, смёрзся с почвой или нет, мёрзлая или талая почва под снегом, сухая или влажная, состояние растительности под снегом – увядшая или зелёная, глубина промёрзлой почвы под снегом. Особое внимание при этом следует уделить классификации снега по горизонтам (приложение 5).

По материалам наблюдений вычерчиваются сводные стратиграфические разрезы, которые сопоставляются с динамикой синоптических процессов в течение всей зимы по данным наблюдений на метеостанциях (рис.3).

Глубина промерзания почвы определяется путём бурения, выкапывания ям и с помощью мерзлотомера. Эти наблюдения проводят на тех же точках где изучается стратиграфия снежной толщи, плотность снега и температурная стратификация снежной толщи.

Самым простым способом определения глубины промерзания почвы является выкапывание ям (шурфов). Шурфы для определения глубины промерзания почвы копаются размером около 0,5x0,8 м до глубины, с которой начинается талый грунт. Измерения проводятся по двум противоположным хорошо зачищенным отвесным стенкам.

Весной и во время зимних оттепелей глубина оттаивания почвы определяется с помощью железных стержней, которые свободно доходят до поверхности мёрзлого грунта. Изучение закономерностей пространственного распространения мерзлоты проводится на комплексных профилях, делаются выводы о факторах, влияющих на образование и распространение сезонной мерзлоты.

По результатам снегомерной съёмки составляется снегомерный профиль. На графике по горизонтали в масштабе откладывается длина маршрута, по вертикали рельеф подстилающей поверхности (его делают на осенней практике) и высоту снежной толщи над ней (приложение 2). Над профилем в точках наблюдений с помощью различных обозначений показываются данные микроклиматических наблюдений и плотность снега. На специальном графике вычерчивается ход температур внутри снежной толщи (по вертикали – точки наблюдений, по горизонтали – температуры). По результатам изучения стратиграфии снега вычерчиваются разрезы снежной толщи, условными знаками показываются слои, мощность каждого слоя откладывается в масштабе. В дневниках анализируются результаты снегомерной съёмки и наблюдений по маршруту, выясняются закономерности формирования высоты, плотности и свойств снежного покрова, особенности хода метеорологических элементов, влияние снежного покрова на микроклимат.

К отчёту прилагаются дневник с записями наблюдений и описанием особенностей распределения снежного покрова по профилю, снегомерный профиль, графики.

Важной частью самостоятельной работы студентов на зимнем этапе является выявление особенностей хода основных метеоэлементов по декадам, месяцам и зимнего периода в целом. Заполняется календарь природы зимнего сезона (приложение…). Отмечаются даты перехода среднесуточных температур через 0° С – термическое начало зимы и через 5°С – начало устойчивых морозов. Обязательно должны быть отмечены число морозных

Рис.3. Комплексный снегомерный профиль

дней и оттепелей. Определяются также среднемесячная температура и амплитуда. Полученные данные сравниваются со средними многолетними . Устанавливается время наступления сильных морозов – переход температур через -10°С и их продолжительность в днях. Указываются минимальные м максимальные температуры каждого месяца и сезона.

При анализе наблюдений за погодой важно проследить, ветры каких направлений господствовали в зимний период, построить розу ветров и сравнить её с розами других сезонов.

Наблюдения за растениями

Во время изучения снежного покрова (особенно его температурного режима) необходимо исследовать наличие под снегом зимне-зелёных растений. В нашей области около 40 видов травянистых растений перезимовывают в зелёном состоянии. Правда они мало заметны: прижаты к земле, закрыты отмершими стеблями злаков, осок и других растений, выглядят несколько угнетёнными.

Перечислим растения, которые относят к зимнезелёным: вероника дубравная, живучка ползучая, кислица обыкновенная, зеленчук жёлтый, копытень, осока волосистая, пролеска, земляника лесная, гравилат речной, и др.

Растения необходимо засушить и из них составить гербарий.

Для комплексной характеристики биоклиматических условий зимнего периода А.М. Шульгиным предложен показатель суровости зимы

К=Тм/С, где Тм- средняя из абсолютных минимумов температур воздуха за месяц и в среднем за зимние месяцы, С – средняя высота снежного покрова. Малосуровые зимы характеризуются показателем менее 1, весьма суровые – более 3.

В зимнем календаре студенты по результатам самостоятельных наблюдений за погодными условиями и полевых исследований отмечают даты наступления, продолжительность подсезонов зимы сравнивая их со среднемноголетними.

Фенологическая структура зимы

Для центра европейской части России обычно выделяют первозимье, коренную зиму и перелом зимы.

Первозимье начинается с даты установления устойчивого снежного покрова, кончается же в декабрьское солнцестояние. В первозимье – самое низкое положение Солнца в годовом ходе. Пора глубокого покоя живой природы. Зимняя погода в этом подсезоне ещё неустойчива, снегопады и морозы чередуются с оттепелями. Иногда очень серьёзными и продолжительными.

Коренная зима длится с 20-х чисел декабря до начала февраля, до протяжной песни большой синицы. Подсезон характеризуется устойчивыми низкими температурами воздуха и глубоким промерзанием почвы. С прибавкой света наблюдается и некоторое оживление в растительном и животном мире: многие деревья и кустарники перешли к вынужденному покою (в период глубокого покоя их ветки не выгоняют листьев в комнатном тепле, теперь же они там распустят почки); чёрные вороны затевают брачные игры; в годы с большим урожаем еловых шишек у клестов средь зимы выводятся птенцы. В речных глубинах нерестится налим.

Перелом зимы (предвесенье) начинается при устойчивом переходе температуры воздуха выше -5°с, кончается в середине марта. В конце предвесенья обычны оттепели, хотя чаще бывают морозы от -0,5°С до -2,5°С.

Этот подсезон отличается резким приростом светового дня, солнце не только ходит выше, но и заметнее греет. На южной стороне крыш звенит капель и отрастают сосульки. Веселей поют синицы и овсянки. У волков и лисиц, период спаривания. Оседает снег, поверху покрывается настом – твёрдой коркой. Возле одиночных деревьев с южной стороны образуются глубокие затайки. В реках оживляется лещ и щука.

В конце зимы ( обычно во 2- декаде марта) уже можно подвести итоги сезона, его продолжительность, суровость ( или наоборот мягкость). Определяется соответствие дат тех или иных фенологических явлений среднемноголетним срокам. Студенты оформляют стенгазету в которой должны быть отражены наиболее важные и интересные результаты зимы.

Весенний этап

Весенние фенологические наблюдения проводятся с конца марта и до середины мая. Эти наблюдения проводятся по тому же маршруту что и осенне –зимние, в тех же природно-территориальных комплексах.

1. Отмечаются повышение положения Солнца над горизонтом, увеличение продолжительности дня, даты перехода среднесуточных температур через 0; 5 и10°С, заморозков в воздухе и на почве. Выясняются изменения в характере и величине осадков, скорости и направлении ветра. Фиксируются даты появления первых проталин, на склонах, ровных участках, установления мощности снежного покрова менее 10см и его полный сход. Отмечаются даты полного оттаивания почвы, первой грозы, первый весенний дождь.

Основные даты фенологических явлений заносят в календарь весны (приложение 3). Известно, что пока суточная температура воздуха не составит 5 градусов тепла, растения пребывают в вынужденном покое. Лишь после того как весна переступит этот тепловой порог, открывается вегетационный сезон. День, когда среднесуточная температура становится выше 5°С, служит началом для упрощённого подсчёта сумм эффективных температур. Эти суммы подсчитываются так: из средней суточной температуры воздуха каждого дня перехода вычитывают 5 градусов и полученные разности суммируют. Скажем 10 апреля средняя суточная температура составила 5 градусов , 11-го-5,6, 12-го-8,7 градуса и т.д. Таким образом , 10 апреля разность температур составила 0 градусов, 11-го-0,6, 12-го-3,7 градуса. За три дня сумма эффективных температур равна 4,3 градуса.

Когда сумма эффективных температур окажется равной 70 градусам, начнёт разворачивать листья берёза бородавчатая; при 125 градусах зацветает черёмуха, при 184 градусах цветут многие сорта яблонь. Эти величины постоянны, или по-научному константы. Каждая фенологическая фаза имеет свою константу.

Опираясь на зависимость развития растений от накопленных температур и исходя из наиболее характерных фенофаз и констант, фенологи устанавливают пределы времён года. Так, за начало вегетационной весны берут время зацветания лещины. Это дерево начинает пылить (цвести), когда среднесуточная температура приблизится к 5 градусам. Оканчивается же весна в пору отцветания фруктовых деревьев и опадения плодов вяза. Бывает это, когда сумма эффективных температур составит 300 градусов.

Определить ход погоды текущей весны, сравнив его с многолетними данными, является важной задачей сезонной практики.

Раннее уже говорилось о том, что началом метеорологической весны считается день, когда среднесуточная температура воздуха устанавливается выше 0°С. Устойчивый переход среднесуточной температуры воздуха через 0°С наступает не сразу. Весной средняя суточная температура воздуха может держаться несколько дней подряд выше 0°С, а затем захолодает и снова устанавливается средняя суточная температура ниже 0°С.

Как же рассчитать в таких случаях дату устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 0°С ?

Для этого каждый день необходимо определять отклонения среднесуточной температуры от 0°С. Величина отклонения может быть либо отрицательной, когда среднесуточная температура ниже 0°С, либо положительной, когда среднесуточная температура выше 0°С.

Датой устойчивого перехода средней суточной температуры через 0°С принято считать первый день периода, за который сумма положительных отклонений превышает сумму отрицательных отклонений любого из последующих периодов.

Разберём это на примере.

Пусть средние суточные температуры в марте были такими (табл.1):

Таблица 1.

число	Средне Суточная Темпер.	Откло- нения От 0°С	Сумма Откло- нений	число	Средне Суточн. Темпер.	Отклоне- Ния от 0°С	Сумма Откло-нений
10	1,3	+1,3		19	0,2	+0,2
11	1,0	+1,0		20	1,2	+1,2
12	0,6	+0,6		21	1,5	+1,5
13	0,2	+0,2	+3,1	22	1,0	+1,0	+3,9
14	-2,0	-2,0		23	-0,5	-0,5
15	-2,0	-2,0		24	-1,5	-1,5	-2,0
16	-1,2	-1,2		25	0,6	+0,6
17	-0,5	-0,5		26	0,8	+0,8
18	-0,3	-0,3	-6,0	27	1,2	+1,2

Первый переход среднесуточной температуры через 0°С был отмечен 10 марта, а с 14 по 18 марта снова начались морозы. За период с 14 по 18 марта сумма отрицательных отклонений составила -6,0°С, а сумма положительных отклонений с 10 по 13 марта равнялась 3,1°С. Значит, 10 марта нельзя считать датой перехода среднесуточной температуры через 0°С. Следующий переход через 0°С был отмечен 19 марта, и сумма отклонений выше 0°С до 22 марта составила 3,9°С. Снова похолодало 23 и 24 марта, но сумма отрицательных отклонений составила только 2°С.

Так как в период 19-22 марта сумма положительных отклонений превышает сумму отрицательных отклонений за последующей период (23-24 марта), то 19 марта считается датой устойчивого перехода среднесуточной температуры через 0°С. После 25 марта периодов с отрицательными отклонениями не было до конца осени.

Дату 19 марта следует сравнить со среднемноголетней и определить, на сколько дней раньше или позже началась весна текущего года.

Допустим, что среднемноголетняя дата перехода среднесуточной температуры через 0°С в данном районе приходится на 25 марта. Следовательно, в текущем году весна наступила на 6 дней раньше, чем обычно. Весна ранняя.

Таким же образом определяют даты устойчивого перехода среднесуточной температуры выше и ниже 5°, 10°, 15°С.

2. В весенний период у растений отмечаются даты следующих фенофаз: сокодвижение (берёза, клён) –начало фазы и массовые сокодвижение; набухание почек ( появление из верхушки почки зелёных кончиков листьев) ; развёртывание листьев; полное облиствение; появление бутонов; начало и полное цветение; отцветание.

У птиц фиксируются даты массового пролёта, весенний прилёт (день первых прилетевших птиц или услышанной песни), начало постройки гнёзд, появление птенцов.

Для насекомых отмечается их появление – день. Когда были замечены первые особи летающих насекомых, для муравьёв - их первое и массовое появление на поверхности муравейника.

3. Наблюдения за объектами неживой природы весной включают гидрологические и геоморфологические. Устанавливаются время первой подвижки льда на реке, вскрытие водотока, продолжительность весеннего ледохода, а также время наивысшего подъёма воды в реке (пик половодья), величина весеннего разлива. Ведутся наблюдения за изменением температурного режима реки и ручья, мутность воды.

Определяются особенности геоморфологических процессов и сравниваются с особенностями в другие сезоны года, выявляются их причины.

Данные наблюдений заносятся в полевые дневники студентов, календарь природы. Сравнение полученных результатов со среднемноголетними позволит сделать выводы о характере весны: ранняя она или поздняя, затяжная или дружная, тёплая или холодная.

Фенологическая структура весны

Весенний сезон состоит из четырёх подсезонов, каждый из которых характеризуется собственными феноиндикаторами.

1 подсезон- таяние снега ( снеготаяние) начинается с появления первых проталин в поле, а заканчивается с началом цветения ольхи серой и орешника – лещины.

В эту пору разрушается, а затем пропадает снеговой покров, начинают очищаться ото льда водоёмы, у клёнов и берёз наблюдается сокодвижение. Прилетают грачи, чайки, утки – кряквы, скворцы и жаворонки. После зимнего оцепенения пробуждаются холодовыносливые насекомые: комары –толкуны, муравьи, бабочки ( крапивница и крушинница), появляются пауки. В Брянске конец подсезона приходится на 14 апреля.

2 подсезон – оживление весны начинается с зацветания (пыления) лещины, а для городских жителей его сигналом является желтеющая на глинистых пустырях мать-и – мачеха.

В этом периоде тепло ещё неустойчиво, часты заморозки. Окончательно освобождаются ото льда водоёмы, подсыхает почва, распутица исчезает. Кругом всё больше оживающих растений: зазеленели озимые, местами на суходолах показалась травка, облиствляется крыжовник. Пылят вербы, а к концу подсезона зацветают (пылят) осины и ранние ивы. Наблюдают вылет шмелей, урчание травяной лягушки, а также прилёт журавлей, дроздов, вальдшнепов. Ранее прилетевшие птицы приступают к устройству гнёзд, к кладке и насиживанию яиц. Возобновляют жизнедеятельность дождевые черви. Проносятся первые грозы. Заканчивается период с облиствением берёзы. В Брянске конец подсезона приходится на 2 мая.

3 подсезон – разгар весны начинается с момента, когда зазеленела берёза. В это время, в течение примерно двух декад, температура быстро растёт. Всё жарче дни, заметно теплеют ночи, вероятность заморозков невелика. Подсезон этот менее предыдущих подвержен погодным колебаниям

В разгар весны происходит облиствение деревьев и кустарников, покрываются цветами фруктовые сады. Зацветают лекарственный одуванчик, земляника, крыжовник, красная смородина, черника, черёмуха, европейская купальница, ландыш, красный клевер. Прилетают насекомоядные птицы, стрижи и ласточки, запевает соловей. На полях сажают картофель. Завершается подсезон зацветанием рябины и сирени. В среднемноголетнем в Брянске это происходит 19-22 мая.

4 подсезон – предлетье, период перехода от весны к лету. Фенологический индикатор начала – зацветание рябины и сирени, конец знаменуется зацветанием местных видов шиповника.

В начале предлетья полностью облиствляются деревья, заканчивается цветение фруктовых деревьев, вымётываются луговые злаки: мятлики, овсяницы, ежа. щучка, выколашивается озимая рожь. На мокрых лугах и возле болот расцветает незабудка, на верховых лугах и опушках – колокольчик и тысячелистник.

Прибывают последние перелётные птицы: коростели, камышёвки, садовые славки, иволги. В предлетье у боровой и водоплавающей дичи появляются выводки. Резко умножается мир насекомых: вылетают стрекозы, слепни, отрождаются многочисленные сельскохозяйственные вредители. Подсезон в Брянске заканчивается в среднемноголетнем 3 июня.

По результатам весенних наблюдений студенты оформляют стенгазету в которой должен быть помещён весенний календарь природы и отражены наиболее важные и интересные особенности весны текущего года.

В конце практики студенты оформляют сводный отчёт о сезонных наблюдениях по следующему плану:

1. Введение.

Во введении указываются цель и задачи практики, методы используемые во время практики. Место и время проведения практики. Объём и виды работ выполненные каждым студентом во время практики.

2. Краткая физико-географическая характеристика района практики.

В этой главе необходимо указать географическое положение района практики, дать оценку его особенностей. Дать информацию о геологическом строении и рельефе района практики. Необходимо рассмотреть климатические и микроклиматические особенности места практики, охарактеризовать гидрографическую сеть. Анализируется структура почвенного покрова и описываются доминирующие фито- и зооценозы. В конце главы даётся описание природных комплексов на уровне местностей и урочищ по которым закладывался комплексный профиль.

3. Характеристика особенностей фенологических сезонов текущего года.

В начале этой главы описывается фенологическая структура сезонов года, начиная с осени и приводятся индикаторы наступления сезонов и подсезонов, а также наиболее выраженные фенологические явления по среднемноголетним данным. Затем даётся характеристика сезонов текущего года. Заполняются календари сезонов. Анализируются погодные, гидрологические, геоморфологические и биофенологические особенности сезонов. Сезонные процессы описываются в сравнении , то есть без отрыва осенних наблюдений от зимних и т. д. Особое внимание следует уделить зимнему этапу и результатам изучения снежного покрова.

4. Сравнительная характеристика фенологического года.

В этой главе при помощи руководителя практики студенты сравнивают текущий год (от весны и до весны) с предыдущим годом , определяют его продолжительность в сравнении со среднемноголетними данными. Дают общую характеристику его структуры и особенностей, определяют его место в череде лет (тёплый или холодный, засушливый или дождливый). Особое внимание при характеристике года необходимо уделить экстремальным природным явлениям (сильным и продолжительным морозам, высокому и продолжительному половодью, паводкам, засухам и т. д.).

Студентам педагогической специальности также необходимо разработать школьную экскурсию по изучению сезонных явлений в районе практики.

5. Заключение.

В заключении студенты самостоятельно дают оценку результатов практики. Какие задачи были решены хорошо, какие менее удачно и почему (например, отсутствие устойчивого снежного покрова или непродолжительный период его существования не позволили в должном объёме освоить методы его изучения). Студенты высказывают пожелания по организации и проведению сезонной практики в адрес кафедры.

6. Приложения. Здесь помещаются материалы не вошедшие в основной текст отчёта, гербарии, стенгазеты, фотографии.

Летние фенологические наблюдения

Несмотря на то, что сезонная полевая практика заканчивается весенним сезоном фенологические наблюдения можно и нужно проводить летом в период ландшафтной практики. Поэтому в данном пособии приводятся основные сведения о фенологической структуре летнего сезона, о фенологических явлениях лета и об особенностях наблюдений в этот сезон.

В летний сезон проводят метеорологические, гидрологические, геоморфологические и биофенологические наблюдения.

Из метеорологических явлений фиксируют дату устойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через 15°С (начало метеорологического лета) и отклонение этой даты от средней многолетней (в днях);

дату прекращения заморозков в сравнении с многолетней датой;

число дней со среднесуточной температурой выше 20°С и с максимальной температурой выше 30°С (жаркие дни) за месяц;

дату перехода среднесуточной температуры через 15°С к меньшим значениям;

количество осадков по декадам и за месяц;

число дней с осадками, а также сравнение их с прошлым годом и среднемноголетними данными;

сведения о сильных ливневых дождях и граде (число дней с ливнями, градом и грозой);

продолжительность засушливых периодов (засушливые декады).

Фенологи делят лето на три подсезона: начало лета, полное лето и спад лета.

1 подсезон – начало лета отсчитывают с зацветания шиповника, малины. В этот период самые светлые в году сутки. Возвратные заморозки редки. Набираются, но ещё не вызревают плоды. На лугах всё больше цветущих трав, вымётываются и пылят злаки. В лесах поспевает земляника, из грибов попадаются подберёзовики и маслята.

В животном мире начало лета – период размножения. У рано гнездящихся птиц (грачи, скворцы) слётки становятся на крыло. Несмотря на усиленное поедание птицами насекомых, наблюдается обилие комаров, мух, слепней и дневных бабочек. Заканчивается подсезон с зацветанием липы мелколистной.

2 подсезон – полное лето, основной летний подсезон. Его началом считается зацветание мелколистной липы (крупнолистная липа зацветает на пять-шесть суток раньше). Попутными указателями служат созревание красной и чёрной смородины, садовой земляники, а в лесу черники. Это наиболее тёплое и благодатное время. Стихают соловьи, умолкают кукушки. У большинства птиц оперяются и вылетают птенцы. На выгонах и городских газонах голубеет цикорий и желтеет уже кое-где пижма; появляется масса кузнечиков. В сосняках появляются рыжики, а в старых борах – спелая костяника; поспевает лесная малина. В садах появляются первые созревшие вишни.

3 подсезон – спад лета, последний летний период наступает в пору полного созревания озимой ржи и начала её уборки. Среди дикой флоры индикатором спада лета является зрелая брусника. Начинают попадаться розовые волнушки и мухоморы, поздние маслята. Отлетают на юг стрижи и кукушки. К концу подсезона замечается стаение грачей и скворцов, кочующих по кормовым угодьям. Уже заметно удлинняются ночи, на заре выпадают холодные росы. Постепенно начинает раскрашиваться листва повислой берёзы и мелколистной липы. Среднемноголетние даты явлений летнего сезона для города Брянска даны в приложении 4.