Материал: 5721

140

Рис. 6.4 Карта-схема приземного барического поля за 16 часов местного времени 30.06.75.

141

6.3. Критерии оценки и классификация засух

Для определения засухи предложено много критериев для их оценки и эмпирических формул для их расчета, основанных на использовании динамических закономерностей. Их применение позволило составить характеристики для отдельных зон земной поверхности по оценке периодической засушливости, установить их роль в формировании урожайности сельскохозяйственных культур и распространении лесных пожаров.

Большинство научных работ по оценке засухи построено на использовании физических теорий динамических закономерностей применительно к определенным природноклиматическим зонам.

Некоторые авторы для оценки периода с атмосферной засухой используют отношение сумм осадков к испаряемости (Н.Н.Иванов,1948; В.П.Попов, 1960), другие - отношение осадков к дефициту влажности воздуха (П.И. Колосков, 1925; Д.И.Шашко, 1985) или отношение осадков к температуре воздуха (Г.Т.Селянинов,1928).

Ряд исследователей (В.М.Обухов,1949; А.В. Мещерская, 1978; О.А.Дроздов,1980) оценивают атмосферную засуху по сумме осадков в % к климатической норме. Очень сильная засуха наблюдается при сумме осадков менее 50% от нормы, сильная – 50-70% от нормы, средняя – при 71-80% от нормы.

Однако, оценка условий увлажнения только по количеству выпавших осадков недостаточна, так как в различных районах страны может выпадать одинаковое количество осадков, но влагообеспеченность посевов в течении периода вегетации будет разной. Так, на Кольском полуострове, в ряде районов юга Украины, Среднего Поволжья за год выпадает 300-400 мм осадков, но Кольский полуостров относится к зоне низких температур и избыточного увлажнения, а остальные перечисленные районы – к засушливой зоне и более высоким температурам воздуха, что обеспечивает разную испаряемость в этих районах. Поэтому при оценке условий увлажнения сельскохозяйственных культур используется отношение количества осадков к температуре или к дефициту влажности воздуха.

142

Так, в 1933 году Г.Т.Селянинов предложил показатель увлажнения – гидротермический коэффициент (ГТК):

ГТК

r

0.1 t 10 C

где: r – сумма осадков за период вегетации с температурой воздуха выше 10 °С; t>10 C – сумма температур за этот же период.

По Г.Т.Селянинову, увлажнение вегетационного периода бывает избыточным при ГТК > 2,0, засушливые условия наблюдаются при ГТК < 1,0 и сухие при ГТК < 0,5.

Однако этот метод имеет определенные ограничения. Метод оценки увлажненности вегетационного периода по ГТК нельзя применять для оценки условий увлажнения весны и осени, когда средняя суточная температура воздуха ниже 10 °С.

В 1955 году Д.И.Шашко в качестве показателя увлажнения предложил использовал (Md) – отношение суммы осадков за год (r) к сумме дефицитов влажности воздуха ( d) за год:

Md r

d

По показателю Md очень сильная засуха отмечается при значениях Md = 0,07 и менее, сильная засуха – при значениях Md=0,07-0,18; средняя засуха – при Md=0,18-0,25; слабая засуха – Md =0,25 и более.

В 1953г. М.С. Кулик оценивал засуху по запасам продуктивной влаги в пахотном слое почвы. Он предложил считать снижение запасов продуктивной влаги до 19 мм началом засушливого периода, а снижение запасов влаги до 9 мм – началом сухого периода.

Суховеи являются составной частью засухи. Е.А. Цубербиллер сформулировала критерии суховеев в следующем виде: суховей, характеризуется ненормально большим для данной географической точки и времени года дефицитом влажности воздуха, превышающим среднее месячное его значение в 13 часов в 1,5 раза (слабые суховеи), в 2 раза (интенсивные суховеи), в 3 раза (очень интенсивные суховеи).

Исследования Л.И. Сверловой (1983) показали, что при одном и том же дефиците влажности воздуха, например, 20 гПа

143

относительная влажность воздуха изменяется по территории России от 15 до 42%, а температура – от 18 до 28°С, что значительно влияет на транспирацию растений и испарению влаги над с поверхности почвы. Поэтому, более правильным атмосферную засуху оценивать не через дефицит влажности воздуха, а через показатель относительной влажности воздуха, используя критерий А.А. Каминского: «Воздух, имеющий относительную влажность 30% и менее, считается сухим, 30-70%

– влажным, 70-100% – избыточно влажным».

Известно, что растения могут сильно повреждаться и даже гибнуть при нормальных условиях увлажнения, но при температурах выше или ниже биологического минимума.

При высоких температурах (выше биологического максимума) в растениях, при нормальной влажности воздуха и почв, происходит подавление синтеза, окислительное разрушение структур и гибель растений (от жары). При температурах ниже биологического минимума все жизненные процессы в организме прекращаются, парциальное давление в клетках возрастает, происходит разрыв клеточных тканей и гибель растения (от заморозка). Поэтому при оценке влияния атмосферной засухи на растения необходимо учитывать температуру воздуха.

Для большинства культур умеренных широт северного полушария верхним пределом оптимальных температур является 25°С. Верхним пределом влияния на растения сухих ветров является скорость ветра 10 м/с.

По мнению Е.А. Цубербиллер (1966) ветер увеличивает вредное действие засухи на растения, особенно его скорость выше 10 м/сек в сухом воздухе. Поэтому возрастает влияние засухи и суховеев на растения, т.к. при суховеях при суховеях со скоростью более 10 м/сек осуществляется не только физическое, но и механическое их повреждение.

В 1983г. Л.И.Сверловой был предложен метод оценки атмосферной засухи, основанный на учете статистических закономерностей, т.е. расчете вероятностей появления засушливых и суховейных дней. По этому методу засушливость того или иного периода определяется путем расчета вероятностей появления дней с атмосферной засухой по формуле (КN ):

где: KN – коэффициент засушливости рассматриваемого периода (вероятность появления засушливых дней в %).

N1- число дней с засухой и суховеями за рассматриваемый период;

N- число календарных дней этого периода.

При оценке влияния засухи и суховеев на сельскохозяйственные растения во время засушливого периода учитываются два параметра:

1)количество дней с температурой воздуха 25°С и выше во время засушливого периода (Кt);

2)количество дней с суховеями, скорость которых 10 м/с и более (Кv).

Температурный показатель засухи (Кt):

где: Nt>25 C – количество дней в течение засушливого периода, когда во время снижения относительной влажности воздуха до 30% и менее температура воздуха была выше 25 С.

Ветровой показатель засухи (Кv):

Учет больших скоростей ветров во время засушливого периода предлагается осуществлять по ветровому показателю засухи (Кv):

где: NV>10 m/c – количество дней в течение засушливого периода, когда во время снижения относительной влажности воздуха до 30% и менее скорость суховея составляла 10 м/с и более.

Эти два параметра легли в основу расчета нового коэффициента – интенсивности засухи (Кi).

Кi= Кt + Кv

Таким образом, климатическую оценку атмосферной засухи во время засушливого периода предлагается давать на основе расчета показателей KN – вероятность появления засушливых дней и Кi – интенсивность засухи.