145
Классификация дней с атмосферной засухой с учетом её влияния на урожайность сельскохозяйственных культур представлена в таблице 6.1.
Таблица 6.1
Классификация атмосферной засухи
Характери- |
Отклонение |
Снижение |
Коэффициенты |
|
стика |
осадков от |
урожайности |
засухи |
|
|
нормы |
сельскохозяйствен |
KN |
Ki |
|
(в %) |
ных культур (в %) |
|
|
Слабая |
90-81 |
- |
20-40 |
0,30-0,65 |
Умеренная |
80-71 |
2-20 |
41-60 |
0,66-1,40 |
Сильная |
70-51 |
21-40 |
61-80 |
1,41-2,20 |
Очень |
50-40 |
41-60 и более |
81-90 |
2,21-3,40 |
сильная |
и менее |
|
и более |
и более |
К установлению корреляционной связи показателей засушливости KN, Ki и урожайности привлекались материалы наблюдений ГМС, расположенных в избыточно-влажной (Амурская область, Хабаровский край) и сухой (Туркменистан) зонах увлажнения.
Статистическая связь значений KN и Ki устанавливалась по материалам ГМС Амурской области и Хабаровского края (Братолюбовка, Завитая, Поярково, Константиновка Амурской области и Екатерино-Никольское, Ленинское, Надеждинское ЕАО, Хабаровск, Вяземская, Лермонтовка Хабаровского края) и урожайности яровой пшеницы, ячменя, овса, по Амурской области и Хабаровскому краю.
В 1981г. Н.И. Калинин в результате проведенных исследований пришел к выводу, что для большинства культур во все фазы развития запасы продуктивной влаги не должны быть ниже 65-70% наименьшей полевой влагоёмкости. Наличие влагозапасов ниже указанных уровней свидетельствует о недостаточном увлажнении почвы.
Наименьшая полевая влагоёмкость (НПВ) это максимальное количество воды, удерживаемое почвой в природных условиях
146
над уровнем грунтовых вод, когда устранены испарения и дополнительный приток воды.
Полная полевая влагоёмкость (ППВ) – наибольшее количество влаги, которое может содержаться в почве при условии заполнения всех пор. При обработке почв сельскохозяйственной техникой к оценке увлажненности почв агрономы подходят путем расчета процента как от НПВ, так от ППВ.
Агрегатный состав успешно работает на полях при влажности почвы 35-70% о ППВ или 79-140% от НПВ. Пересохшими считаются почвы при запасах продуктивной влаги 5-34% от ППВ или 10-69% от НПВ. Запасы продуктивной влаги НПВ и ППВ принимаются за 100%.
Л.И. Сверловой в 1985-1990 годах проведены исследования по уточнению критериев почвенной засухи и избыточного увлажнения почв. Работа проводилась на материалах по запасам продуктивной влаги в течение периода вегетации яровых культур и их урожайности по 56 ГМС Читинской и Амурской областям, Якутии и Хабаровского края. Проведенные исследования позволили автору систематизировать данные по запасам продуктивной влаги и провести их классификацию (табл. 6.2).
|
|
|
Таблица 6.2. |
|
Классификация почвенной влаги |
||
|
|
|
|
Характеристика влаги в почве |
Запасы продуктивной влаги |
||
|
|
В % от НПВ |
в % от ППВ |
Засуха |
Сильная |
0-30 |
0-15 |
|
Умеренная |
31-50 |
16-25 |
|
Слабая |
51-70 |
26-35 |
Нормальное |
Оптимальное |
71-119 |
36-64 |
увлажнение |
Повышенное |
120-139 |
65-70 |
Избыточное |
Слабое |
140-159 |
71-80 |
увлажнение |
Сильное |
160-179 |
81-88 |
|
Очень сильное |
180-200 |
89-100 |
В отличие от классификации А.А.Роде (1965) и М.С.Кулика (1966) классификация Л.И.Сверловой расширяет пределы
147
использования критерия «наименьшей полевой влагоемкости» для оценки почвенной засухи и избыточного увлажнения.
Взаимосвязь критериев атмосферной и почвенной засух представлена в таблице 6.3.
Таблица 6.3. Сопряженность атмосферной и почвенной засух для
умеренных широт северного полушария
Характеристика |
|
Характеристика почвенной засухи |
||
атмосферной засухи (КN) |
Число декад с почвенной засух в слоях |
|||
|
|
0-20 см |
0-50 см |
0-100 см |
Слабая |
< 40 |
0-2 |
- |
- |
Умеренная |
41-60 |
3-5 |
0-2 |
- |
Сильная |
61-80 |
6-8 |
3- 6 |
0-2 |
Очень сильная |
> 80 |
9-12 |
7-9 |
3-6 |
Во время засухи при антициклональном режиме погоды холодные и сухие воздушные массы спиралью по часовой стрелке опускаются с больших высот и растекаются у земной поверхности. Скорости суховеев зависят от интенсивности турбулентного обмена между высокими и низкими слоями воздуха. Классификация суховейных дней со скоростями ветра представлена в таблице 6.4.
Таблица 6.4. Классификация суховеев по скорости ветров
Характеристика суховеев |
Скорость ветра (м/сек) |
|
|
От |
До |
Слабый |
<5 |
|
Умеренный |
5,1 |
10 |
Сильный |
10,1 |
14 |
Крепкий |
14,1 |
17 |
Штормовой |
17,1 |
20 |
Сильный штормовой |
20,1 |
25 |
Буря |
25,1 |
28 |
Сильная буря |
28,1 |
32 |
Ураган |
> 32 |
|
148
Во время сильных суховеев и пыльных бурь гибнут не только растения, но и возникают очаги пожаров. Огнем уничтожается все, что может гореть: лесная подстилка, сухостой, молодые деревца, крупные деревья и весь животный мир.
Скорость распространения огня зависит от скорости суховеев во время засухи. Суховей является стимулятором распространения лесных пожаров. Сухие массы воздуха усиливают транспирацию растений и высыхание горючих материалов. Большая скорость суховеев способствует проникновению сухих воздушных масс в глубину леса и иссушению лесного материала.
Под пологом древостоя скорость ветра в 6 раз меньше, чем на открытом пространстве. Ветер со скоростью 4 м/с проникает в сосновый древостой до 250 м. При скорости ветра 3-5 м/с скорость распространения огня в древостое при высоте пламени 0,6 м составляет 0,1 км/ч, а при скорости ветра свыше 32 м/с и высоте пламени 3,6 м скорость движения огня может достигать 3 км/ч. Искры могут разлетаться на расстояние до 400 м и вызывать новые очаги пожаров.
Взасушливый период огонь от источника распространяется
всторону преобладающего направления суховеев. В горах очаги пожаров распространяются вдоль склонов. В случае расположения хребтов поперек преобладающего направления суховеев пожар перемещается от подножья к вершине с перехлестыванием на противоположную сторону хребта.
Внижних слоях атмосферы при установившимся режиме погоды отчетливо проявляется характерный ход скорости ветра. Над сушей в самых нижних слоях воздуха (обычно до высот порядка нескольких метров) максимальное значение ветра наблюдается в дневные часы, а минимальное – в ночное время.
Ввышележащих слоях (до высот порядка 1 км) наоборот, максимальное значение скорости ветров наблюдается ночью, а минимальные – днем. Амплитуда суточного хода ветров в умеренных широтах составляет 3-5 м/с.
Вночные часы, при увеличении относительной влажности воздуха и уменьшении скорости ветра пожар обычно ослабевает. Ослабление огня начинается после 17-00 и наблюдается до 4-00 утра, а затем усиливается в утренние часы.
149
6.4. Характеристика засушливости территории России и ближнего Зарубежья
Засушливость, как аномальное атмосферное явление погоды
вусловиях умеренно влажного климата можно рассматривать как
впространственном, так и во временном аспектах. Засушливаость наиболее исследованна на территории Украины, Ставрополья России, Северного Казахстана, а на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока вопрос о появлении засух и суховеев практически не изучался.
Долгое время ставилось под сомнение наличие засухи в условиях муссонного климата. Впервые, кто обратил внимание на наличие большой сухости воздуха в зонах достаточного и избыточного увлажнения Дальнего Востока, был И.Ф.Соколов
(1954 г.).
Взоне достаточного и избыточного увлажнения появление засушливых и суховейных дней в начале оказывают положительное влияние на формирование вегетативных и репродуктивных органов растений.
Они активно освобождают растения от избытка влаги, улучшают их дыхание, нормализуют биологические процессы. Но, когда их количество превышает 40% от общей длительности периода вегетации, то пахотные слои почвы настолько иссушаются, что оказываются не в состоянии обеспечивать растения почвенной влагой. Здесь то и возникает нарушение водного баланса растений, приводящего к снижению биологической продуктивности.
Наиболее детальные исследования засух и суховеев на Дальнем Востоке и в целом на территории СССР были проведены
в1973-1993 годах отделом агрометеорологических исследований Гидрометцентра СССР под руководством доктора географических наук Л.И. Сверловой. Исследования проводились на основе анализа материалов наблюдений за 40 летний период (1946-1986) 850 гидрометеостанций равномерно расположенных на территории СССР. Выборку информации по атмосферной засухи и суховеям по ГМС осуществлял Новосибирский счетновычислительный центр Госкомгидромета СССР.