Материал: 5721

агроклиматические справочники по методике, разработанной во Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственной метеорологии (г.Обнинск).

Справочники стали основой для обоснования стратегии развития сельского хозяйства в России и странах СНГ. В 1972г. был опубликован в Ленинградском Гидрометеорологическом издательстве уникальный труд «Агроклиматический атлас мира» под ред. И.А.Гольцберг.

Построение климатических и агроклиматических карт по территории России и других стран мира позволило оценить радиационный, тепловой и водный режимы земной поверхности и дать оценку биоклиматической продуктивности земель разных стран мира по выращиванию сельскохозяйственных культур. Оценка биоклиматической продуктивности земель позволяет рассчитать какое количество биопродуктов можно получить за год и какое количество населения каждое государство может прокормить за счет собственных ресурсов.

5.1.Радиационный режим земной поверхности

Радиационный баланс

Соотношение между поступлением и расходом лучистой энергии, поглощаемой и излучаемой земной поверхностью, атмосферой или системой земля – атмосфера за различные промежутки времени (минута, сутки, месяц, год) принято называть радиационным баллансом.

Приходящую часть радиационного баланса (R) составляют: прямая и рассеянная солнечная радиация, а также противоизлучение атмосферы, поглощенные поверхностью. Расходную же часть определяет собственное тепловое излучение земной поверхности. Отражательную способность любой поверхности характеризуют величиной её альбедо. Альбедо – отношение величины потока, отраженного данной поверхностью по всем направлениям, к потоку лучистой энергии упавшему на эту поверхность.

111

Обозначив альбедо через (А) земной поверхности, а

противоизлучения атмосферы и собственного излучения земной поверхности.

Так как Eз - Ea = Fо – эффективное излучение (поток или сумма) подстилающей поверхности, то: R = (Q + q) (1 – A) - Fо

На величине радиационного баланса сказывается характер и состояние земной поверхности, мутность атмосферы, содержание в ней водяного пара, облачность.

Радиационный баланс может быть как положительным, если приход тепла превышает расход, так и отрицательным, в обратном случае. В суточном ходе баланс обычно бывает положительным в дневное время и отрицательным ночью. Днем радиационный баланс изменяется примерно параллельно с изменением прямой солнечной радиации. В ночные часы ход баланса совпадает с ходом эффективного излучения, которое изменяется мало, поэтому и радиационный баланс остается почти неизменным. Естественно, что как в дневные, так и в ночные часы суточный ход радиационного баланса может подвергаться сильным изменениям под влиянием облачности. Как правило, появление облачности всегда вызывает уменьшение абсолютных величин радиационного баланса, причем в летнее время происходит значительное уменьшение положительного суточного радиационного баланса. В зимнее же время облачность вызывает уменьшение отрицательного суточного баланса.

Переход от отрицательного баланса в ночные часы к положительному в дневное время и обратно в условиях ясного неба происходит при высотах солнца порядка 10-15°, а в условиях облачного неба – при несколько меньших высотах (даже меньших 5°). Радиационный баланс за сутки может изменяться в очень широких пределах – от больших отрицательных значений в зимнее время до больших положительных значений летом.

Радиационный баланс снежного покрова обычно мало изменяется в течение суток и, как правило, при ясном небе отрицателен; это объясняется высоким альбедо снега и большим

112

эффективным излучением снежного покрова. Орошение значительно (в некоторых случаях на 60%) увеличивает радиационный баланс, так как в результате орошения имеет место уменьшение альбедо и температуры подстилающей поверхности.

Отрицательные значения баланса на севере в течение года наблюдаются более длительное время, чем на юге. Так, в бухте Тихой положительный баланс отмечается только в течение четырех летних месяцев, в то время как в Саратове отрицательный баланс сохраняется только три месяца, а в Ташкенте – ещё меньше. Что касается географического распределения годовых сумм радиационного баланса, то о нем можно судить по данным, приведенным в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Годовые суммы радиационного баланса

земной поверхности в ккал/см2 год (М.И. Будыко)

Из таблицы следует, что годовые суммы закономерно возрастают с уменьшением широты, и на поверхности океанов распределение является примерно зональным, в то время как на суше оно несколько сложнее. Максимальные значения на

113

поверхности земли (> 140 ккал/см2 год) наблюдаются на севере Аравийского моря, а на суше (около 100 ккал/см2 год) – во влажных тропических областях.

В пределах территории России радиационный баланс в среднем за год изменяется от 40-45 ккал/см2 год на юге, до 5- 10 ккал/см2 год на севере. Это изменение баланса от юга к северу происходит довольно равномерно для равнинных территорий, за исключением района около полярного круга, где наблюдается очень быстрое убывание баланса к северу, особенно в горной местности.

Для всего земного шара радиационный баланс, по Н.А. Багрову составляет 0,95 ккал/см2 сут. Радиационный баланс, помимо изменений в зависимости от суммарной изменчивости радиации по широтам зависит от долготы, подстилающей поверхности, высоты над уровнем моря и экспозиции склонов.

5.2.Тепловой режим земной поверхности

Пространственное распределение температуры воздуха у земной поверхности. Для рассмотрения общего характера распределения температуры по земному шару в настоящее время используют осредненные данные за некоторый промежуток времени (сутки, месяц, сезон, год) значения температуры. На основании средних данных строят карты, на которых проводят изотермы – плавные линии, проходящие через точки с одинаковыми значениями средних температур. По ним определяют тепловые пояса Земли.

Термические ресурсы вегетационного периода характеризуются большим диапазоном, определяющим возможность произрастания многих видов культурных растений на Земле – от весьма холодостойких до исключительно теплолюбивых, от вегетирующих менее одного месяца до возделываемых в течение круглого года, не только однолетних и двулетних, но и многолетних. В одних местах Земли собирают лишь один урожай в году, в других – два-три за один год. Важнейшим фактором, определяющим разнообразие культурных растений, является разное количество тепла в период вегетации.

114

Вегетация большинства сельскохозяйственных культур осуществляется при температуре выше 10°С. Поэтому для оценки территории по возможности выращивания тех, либо иных культур используют такой агроклиматический показатель как сумма активных (среднесуточных) температур воздуха выше 10°С.

Сумма активных температур за время со средней суточной температурой воздуха выше 10°С (период активной вегетации растений) изменяется в зависимости от широты места и высоты над уровнем моря, а в прибрежных районах также от влияния океанов и морских течений (рис. 5.1.).

Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха выше 10°С в России колеблется от 60 дней и менее на севере до 240 дней и более на юге Средней Азии.

Рис. 5.1. Карта сумм активных температур выше 10°С. (С.А.Сапожникова, 1956)

На севере земледельческой территории сумма активных температур меньше 300°С, а в экваториальных широтах достигает 10000°С и выше, т.е. увеличивается более чем в 20 раз; в Средней Азии она возрастает от 300 до 5000°С.