Изучение агроклиматической характеристики Петровского городского округа
статья по краеведению

РЕФЕРАТ

 Изучение агроклиматической характеристики Петровского городского округа

Выполнил: учитель технологии химии МКОУ СОШ №6 им. Г.В. Батищева Гриднева Н.И.

Гофицкое, 2019

Содержание

Введение

Агрометеорология, или сельскохозяйственная метеорология, — наука, изучающая метеорологические, климатические, гидрологические условия в их взаимодействии с объектами и процессами сельскохозяйственного производства. Иначе говоря, агрометеорология изучает климат и погоду применительно к запросам сельского хозяйства.

Особенность агрометеорологии как науки заключается в том, что она находится на стыке различных областей знаний: метеорологии, климатологии, биологии, почвоведения и других.

Объектами изучения агрометеорологии являются погода, климат, водный и тепловой режим почв, сельскохозяйственные культуры и животные, процессы сельскохозяйственного производства.

1.Общие сведения о хозяйстве

Петровский район расположен в центральной части Ставропольского края. Расстояние от райцентра г. Светлограда до г. Ставрополя составляет 90 км. Граничит с Грачёвским, Александровским, Ипатовским, Туркменским и Благодарненским районами.

СХП «Восход»   расположен в юго-восточной части Петровского района Ставропольского края, который граничит с Александровским, Благодарненским, Грачевским, Ипатовским, Туркменским и Труновским районами. Центральная часть находится в селе Гофицком, расположенном в 35 км на юго-восток от районного центра - г. Светлограда и в 128 км от краевого центра - г. Ставрополя. Хозяйство образовано 4 ноября 1951 года. Первоначально оно называлось колхоз «Большевик», объединивший 800 дворов и 2.2 тысячи человек. Введение севооборотов, применение удобрений, улучшение обработки земли обеспечили со временем рост урожайности зерновых культур продуктивности животноводства, подъем общественного хозяйства. В 70-80-е гг. колхоз «Большевик» перешел на внутрихозяйственную специализацию, новые технологии в растениеводстве, что позволило значительно укрепить экономику. хозяйство ежегодно получало – до 10 тыс.т зерна. В начале 90-х гг. колхоз был реорганизован в СХП «Восход».

2. Атмосферное давление

Атмосферное давление - это сила, с которой давит на единицу поверхности земли (см2,, м2)  столб воздуха, простирающийся от земной поверхности до верхней границы атмосферы (мм.рт.ст., мбар).

Давление воздуха, измеряемое высотой ртутного столба в 760 мм и основанием в 1 см2 при t0C = 00C, на широте 450 и на уровне моря, называется нормальным атмосферным давлением.

   С 1980 года в качестве международной единицы измерения атмосферного давления принят паскаль (Па) - давление, вызываемое силой в    1 ньютон на площадь 1м2, точнее не сам паскаль, а его производная - гектопаскаль (гПа): 1 Па = 1Н/м2; 1 гПа = 100 Па = 0,75 мм.рт.ст.

Поскольку для измерения атмосферного давления до сих пор применяют приборы, шкалы которых проградуированы в миллиметрах, то необходимо соотношение между старыми и новыми единицами:

1 мм рт.ст. = 1,33 гПа = 1,33 мбар.

Изменение давления с высотой характеризуется барической ступенью.                                                                                                      

   Она вычисляется по формуле:    

h =   8000 / P   (1+ qt), где

P - величина давления, мб ( 1 мб = 0,75 мм рт.ст);

q - коэффициент температурного расширения воздуха – 0,003366 = 0,004;

t - температура воздуха между нижней и верхней точками, оС.

t = t 1 + t2 /2;  

3. Солнечная радиация

Лучистая энергия Солнца, или солнечная радиация, служит основным источником энергии, приходящейся на деятельную  поверхность Земли. Солнечная радиация необходима для создания органического вещества в процессе фотосинтеза и оказывает влияние на рост и развитие растений, на продолжительность вегетации, в конечном счете определяет урожайность растений.

Солнечная радиация состоит из  трех составляющих: прямой солнечной радиации, рассеянной и суммарной.

Прямая солнечная радиация – S – это поток солнечных лучей, непосредственно падающих на поверхность Земли. Её интенсивность измеряется в калориях на см2. в минуту. Она зависит от высоты солнца и состояния атмосферы (облачность, пыль, водяной пар). Это коротковолновая часть спектра. Измеряется она актинометром.

S` = S sin ho 

Где  S`  - вертикальная составляющая прямой солнечной радиации,  S – прямая солнечная радиация на перпендикулярную поверхность, Вт/м2; ho – высота солнца над горизонтом, град.

Рассеянная радиация – D – часть солнечной радиации в результате рассеяния атмосферой уходит обратно в космос, но значительная ее часть поступает на Землю в виде рассеянной радиации. Измеряется прибором пиранометром, затененным от прямой радиации. Это коротковолновая часть спектра. Длина волны 0.17-4мк.

Суммарная радиация- Q-  состоит из рассеянной и прямой радиации на горизонтальную поверхность.

Q = D+S

Суммарная радиация в пасмурную погоду состоит из одной рассеянной радиации.  Измеряется пиранометром без его затенения.

Отраженная солнечная радиация –Rk –часть суммарной радиации, которая отразилась деятельной поверхностью. Измеряется прибором альбедометром.

         Отражательную способность любой поверхности можно характеризовать величиной ее альбедо (Ак), под которым понимают отношение отраженной солнечной радиации к суммарной. Альбедо обычно выражают в процентах:

А = Rk /  Q * 100%.

         Тепловое излучение земли (деятельной поверхности) Ез - длинноволновая лучистая энергия, испускаемая деятельной поверхностью и направленная вверх, в атмосферу.

        Тепловое излучение атмосферы Еа – часть теплового излучения атмосферы, направленного к земле и поступающего на горизонтальную поверхность.

Разность между собственным излучением поверхности Земли и встречным излучением атмосферы называют эффективным излучением: Еэф.

Еэф= Е3-ЕА

Радиационный баланс деятельной поверхности В – разность между приходом и расходом лучистой энергии:

         В= S` + D+ Еа - Rk - Е3   (Для ясной погоды).

         В= D+ Еа - Rk - Е3   (При пасмурной погоде).

         В= Еа -  Е3   (В ночное время суток).

Часть лучистой энергии солнца, которую растения усваивают в процессе фотосинтеза, называют фотосинтетически активной радиацией (ФАР). ФАР располагается в волновом диапазоне от 0,38 до 0,71 мкм.  

4. Характеристика температурного режима

        Температура воздуха и почвы - важнейшие метеорологические элементы, определяющие условия роста растений. Поверхность почвы нагревается в основном за счет поглощения солнечной радиации. Определенная часть ее отражается. Отношение отраженной части радиации (RK) ко всей суммарной радиации (Q) называют отражательной способностью или альбедо (А), выражаемой обычно в процентах. Альбедо зависит от цвета, структуры и других свойств почвы, от растительности и многих других причин. Например, альбедо свежего снега нередко достигает 95 %, сухой глинистой почвы колеблется в пределах 20 -35 %, альбедо поверхности полей большинства зерновых культур, как правило, составляет 10 -25 %. Часть энергии земная поверхность (как любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля -273 °С) теряет за счет собственного теплового излучения. Та его часть, которая не задерживается атмосферой и уходит в космическое пространство, называется эффективным излучением, которое зависит от температуры поверхности, температуры и влажности воздуха, облачности, некоторых других характеристик атмосферы. Соотношение между приходящей на поверхность Земли и уходящей обратно в космос радиацией называется радиационным балансом:

B =Q – RK – EЭФ

где В - радиационный баланс; Q - суммарная радиация; RK - отраженная часть радиации; Еэф - эффективная радиация. Если радиационный баланс положительный, верхний слой почвы нагревается, если он отрицательный, то земная поверхность охлаждается.

Часть тепла, полученного поверхностью почвы от Солнца, затрачивается на нагревание приземного слоя воздуха, растений, расходуется на испарение воды. Другая часть тепла передается в нижележащие слои почвы. Температура почвы на разных глубинах - важнейший фактор, влияющий на рост и развитие растений, а также условия их перезимовки, - в немалой степени зависит от теплоемкости и теплопроводности различных типов почв, их физических характеристик.

При оценке температурного режима территории применяют характеристики, дающие наиболее полное представление об общем количестве тепла за год или за отдельные периоды (вегетационный период, сезон, месяц и т. д.), а также о годовом и суточном ходе температуры воздуха. Знание этих характеристик  помогает определить оптимальные сроки сева, уборки, сроков проведения других сельскохозяйственных работ.

   Средняя суточная температура - среднее арифметическое из температур, измеренных во все сроки наблюдений.

       Средняя месячная температура - среднее арифметическое из средних суточных температур за все сутки месяца.

      Средняя годовая температура - это среднее арифметическое из средних суточных (или средних месячных) температур за весь год.

      Амплитуда годовых колебаний температуры – разность между среднемесячными температурами наиболее теплого и холодного месяцев.

      Активная температура - это среднесуточная температура воздуха (или почвы) выше биологического минимума развития культуры.

     Эффективная температура - это среднесуточная температура воздуха (или почвы), уменьшенная на значение биологического минимум.

     Сумма активных температур – это сумма средних суточных температур выше 10°С.

     Сумма эффективных температур – это сумма средних суточных температур отсчитанных от биологического минимума, при котором развивается растение.

Температурные интервалы прорастания семян в почве (в °С)

Таблица 1        

Потребность сельскохозяйственных культур в тепле (в °С)

Таблица 2

Для Петровского  городского округа характерна следующая среднемесячная и годовая температура (°С)

Среднемесячная температура воздуха

Таблица 3

Коэффициент увлажнения составляет 0.32, а величина испарения достигает 1000 мм. В среднем за летний период бывает около 90 дней с атмосферными засухами. Количество осадков за вегетационный период составляет 196 мм. Продуктивная влага в почве в начале весенней вегетации в слое 0-100 см составляет 130 мм.

        5. Влагообеспеченность района

Влажность воздуха оказывает большое и разнообразное влияние на развитие растений. При понижении влажности воздуха и высокой температуре развитие растений, как правило, ускоряется, повышается сахаристость их плодов, в зерне хлебных злаков увеличивается содержание белка. Однако при этом испарение воды почвой и растениями возрастает, почва быстрее иссушается, что при отсутствии достаточного количества осадков может привести к существенному недобору урожая, поэтому в районах с засушливым климатом используют приемы, уменьшающие «непроизводительное» испарение воды почвой (весеннее боронование зяби, рыхление междурядий пропашных культур, безотвальная вспашка и др.).

Влажность воздуха влияет также на распространение многих вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. Ее необходимо учитывать при уборке и хранении сельскохозяйственной продукции. Кроме того, влажность воздуха воздействует на температурный режим, ведь при конденсации водяного пара, а также при его сублимации (переходе в твердое состояние - лед) выделяется значительное количество тепла.

Основные характеристики влажности воздуха - абсолютная влажность - количество водяного пара в определенном объеме воздуха, выражающееся в граммах на кубический метр - г/м3 (а), упругость водяного пара, или парциальное давление пара, находящегося в воздухе (е), упругость насыщения - максимально возможное при данной температуре насыщение воздуха водяным паром (Е), относительная влажность - отношение упругости пара к упругости насыщения, выраженное в процентах (f):                f  = e*100% / E

Наиболее важное значение для оценки благоприятности условий произрастания сельскохозяйственных культур имеет относительная влажность воздуха. Ее измеряют с помощью психрометров (стационарного и аспирационного) и гигрометра. Для непрерывной записи величины относительной влажности воздуха используют гигрограф.

Осадки - основной источник влаги для сельскохозяйственных угодий. Они бывают жидкими (дождь), твердыми (снег, снежная крупа, град и т.д.), смешанными (мокрый снег). По характеру выпадения осадки подразделяют на обложные, ливневые и моросящие. С точки зрения сельскохозяйственного производства наиболее благоприятны обложные дожди, которые хорошо впитываются почвой, не вызывают водной эрозии почвы и полегания посевов сельскохозяйственных культур, однако обильные осадки во время уборки урожая могут привести к большим потерям и ухудшить качество сельскохозяйственной продукции. Длительное отсутствие осадков в летний период приводит к иссушению почвы, создавая неблагоприятные условия для развития растений.

Количество осадков выражают высотой слоя воды (в мм), который образовался бы на поверхности, если бы выпавшие осадки не просачивались в почву, не испарялись и не стекали.

Среднемесячное и годовое количество осадков (мм)

Таблица 4

6. Ветер и его влияние на сельскохозяйственное производство

Ветром называют горизонтальное перемещение воздуха относительно земной поверхности.

Ветер способствует обмену массами воздуха, поддерживая постоянство газового состава атмосферы. Отрицательное действие ветра - усиление непродуктивного испарения с поверхности почвы, способствует проявлению почвенной засухи, ветровой эрозии почв, усиление повреждений растений во время суховеев. Скорость ветра и его направление необходимо учитывать при внесении удобрений, при проведении химических обработок от вредителей, особенно если они проводятся с самолетов или вертолетов. Направление господствующих ветров необходимо знать пори закладке лесополос, посева кулисных растений, при выпасе скота на отгонных пастбищах, при строительстве заводов, фабрик. Ветер характеризуется направлением, скоростью и порывистостью.

Скоростью ветра называют горизонтальную составляющую скорости перемещения воздуха относительно неподвижной точки земной поверхности. Скорость ветра является вектором и характеризуется числовыми значениями и направлением. Единица измерения скорости м/сек, км/час.

Направление ветра - часть горизонта, откуда дует ветер. Направление ветра обычно определяют по восьми румбам горизонта (странам света) или в градусах, начиная от северного румба по часовой стрелке.

Ветровые коридоры - это вытянутые понижения и прилегающие склоны, продуваемые ветром, в которых при определенных направлениях ветра происходит усиление его скорости и формирование пылевато-воздушных потоков. В ветровом коридоре скорость ветра усиливается в 1,5-2,5 раза в сравнении с окружающими ровными поднятиями.

       В Ставропольском крае выделяют следующие ветровые коридоры:

1. Армавирский – Армавир-Невинномысск, по течению Кубани

2.Черкесский–Пятигорск-Суворовская-Кубанское водохранилище

3.Невинномысский (Правокубанский) – от Воровсколесской к Невинномысску

4.На западной части Ставропольской возвышенности - Сенгилеевский,  Новомарьевский,  Рождественский, Темнолесский

5. На северной части Ставропольской возвышенности – Дубовский.

Ветер оказывает огромное влияние на растения. Кроме того, направление и сила ветра во многом обусловливают формирование других метеорологических элементов. Например, ветер переносит влажный воздух с океанов и морей вглубь материков, обеспечивая растения влагой, перемешивает воздух, создавая благоприятный температурный режим. В то же время он может усиливать непродуктивное испарение воды с поверхности почвы, вызывая почвенную засуху. Ветер способствует опылению многих сельскохозяйственных растений, однако сильный ветер осложняет выполнение многих сельскохозяйственных работ, может приводить к полеганию посевов, ветровой эрозии почвы, сдуванию снега с полей. Ураганы способны разрушать постройки, выворачивать деревья.

Ветром принято называть движение воздуха относительно земной поверхности, возникающее из-за неравномерного горизонтального распределения атмосферного давления. Он характеризуется скоростью, выражаемой в метрах в секунду (м/с) и направлением (западный, северо-западный и т.п.), а также порывистостью. На метеостанциях для измерения скорости и направления ветра применяют флюгер. В полевых условиях наиболее удобен ручной анемометр. Для изучения повторяемости ветров различных направлений в течение года и определения господствующего направления ветра используют специальный график, называемый розой ветров. Знание розы ветров для определенной территории позволяет правильно высаживать лесополосы, кулисы и т.д.

Ветровой режим Петровского городского округа  довольно  разнообразен: здесь бывают ветры как восточных, так и западных направлений, что в значительной мере определяется разнообразием уклонов поверхности. Скорость ветров также изменяется в очень широких пределах от 2-3 м/с до 21-25 м/с и даже достигает 40 м/с.

В году насчитывается до 50 дней с ветрами, имеющими скорость выше 10 м/с.

Роза скоростей ветра

Заключение

По результатам сопряженных агроклиматических и чисто метеорологических наблюдений можно оценить влияние условий погоды на развитие и состояние посевов и насаждений сельскохозяйственных культур, на развитие болезней и размножения вредителей, условия проведения сельскохозяйственных работ. Данные агроклиматических наблюдений можно использовать для составления агроклиматических прогнозов. Из них наиболее важны прогнозы агрометеорологических условий (теплообеспеченность вегетационного периода, сроки оттаивания и промерзания почвы, запасы продуктивной влаги в почве и т.д.); фенологические прогнозы (сроки начала весенних полевых работ, сроки наступления основных фаз развития растений и их вредителей); прогноз урожайности основных сельскохозяйственных культур и их качества; прогноз состояния озимых культур, а также плодовых деревьев в зимний период.

Список использованной литературы

1. Абдюкова Г.М. Почвоведение, Ландшафтоведение, Климатология и Метеорология;  Москва, 2007. - 441 c.
2. Захаровская Н.Н., Ильинич В.В. Метеорология и климатология. Москва «КолосС», 2004
3. Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и климатология; Издательство МГУ - Москва, 2012. - 584 c.
4. Оболенский, В.Н. Метеорология; М.-Л.: ГИДРОМЕТИЗДАТ - Москва, 1997. - 638 c
5. Агрономия: Учебное пособие для учреждений сред. проф. образования / Н. Н. Третьяков, Б. А. Ягодин, А.М. Туликов и др.; Под ред. Н. Н. Третьякова. - М.: Академия, 2004. С. 27-38.