Страница 4 из 28
С удалением от Атлантики с запада на восток возрастает континентальность климата. При этом из–за низких зимних температур сокращается вегетационный период, так как необходимые для развития растений минимальные температуры весной устанавливаются позднее, а осенью сменяются низкими температурами раньше. Хотя вследствие более сильного нагревания суши летом сумма температур частично компенсирует сокращение вегетационного периода.
Для плодовых культур недостатком теплового режима в континентальных районах в период вегетации являются перепады температур, приводящие к оттепелям и заморозкам, из–за которых гибнет урожай. Особенно сильный вред причиняют резкие понижения температуры воздуха в зимнее время, тем более если эти понижения продолжительны и сопровождаются сухими и сильными ветрами. Чем чаще наблюдаются в какой–либо местности абсолютные минимумы температур воздуха, тем менее пригодна эта местность для выращивания плодовых культур. Количество безморозных дней в году и частота появления абсолютных минимумов температур воздуха увеличивается в Восточной Европе с юго–запада на северо–восток, а в Сибири — на восток, ограничивая распространение недостаточно морозостойких сортов и культур.
Вода
Вода в атмосфере и почве входит в число важнейших природных ресурсов, необходимых для человечества. Значительная часть солнечной радиации, приходящая на земную поверхность, расходуется на испарение воды. Скорость испарения с поверхности почвы зависит от её температуры, а также от влажности воздуха, скорости ветра, содержания воды в почве, её физических свойств, состояния поверхности, наличия растительности. Влажные и тёмные почвы испаряют больше влаги, чем сухие и светлые. Растительность, затеняя почву от солнечных лучей послабляя перемешивание воздуха, значительно уменьшает скорость испарения с поверхности почвы. Скорость испарения воды растениями — транспирация — определяется в основном теми же факторами, что и скорость испарения с поверхности почвы, но благодаря своим регулирующим системам растения могут экономить воду, уменьшая транспирацию. Однако общий расход воды на транспирацию очень велик. На образование 1 кг сухого вещества растения тратят от 300 до 800 кг воды. Сами растения, да и человек, в значительной мере состоят из воды, и их жизненные процессы протекают в водной среде.
Испарившаяся вода затем конденсируется в высоких слоях атмосферы и возвращается на землю в виде осадков. В кругообороте воды в северном полушарии на сушу выпадает в среднем за год 630 мм осадков, из которых 410 мм через транспирацию и испарение снова уходит в атмосферу, а 220 мм стекает в море. Максимум осадков приходится на лето, минимум — на зиму. Годовые суммы осадков на востоке Европы убывают с северо–западного балтийского региона (650-700 мм) до юго–восточного прикаспийского региона (250-300 мм). При этом колебания годовых сумм осадков весьма значительны. Максимальные годовые суммы осадков превышают минимальные суммы в два–три раза и более. Сумма осадков на нашем континенте уменьшается по мере удаления от побережья в глубь материка. Это уменьшение особенно заметно зимой, когда в глубине Евразии под влиянием восточносибирского района холода с высоким давлением наблюдается резкое уменьшение осадков, в то время как на Атлантическом и Тихоокеанском побережьях под воздействием области низкого давления выпадает основная часть годового количества осадков. Как и в случае с температурой, вследствие общей циркуляции атмосферы морское влияние Атлантики проникает в глубь континента дальше, чем влияние Тихого океана. Летом, особенно во второй половине вегетационного периода, соотношение выпавших осадков ровнее, но в глубине континента по сравнению с побережьем их также меньше.
Влажность воздуха, т. е. содержание в воздухе водяного пара, обычно выражают давлением пара (упругостью пара), которое измеряется величиной парциального давления водяного пара в миллиметрах ртутного столба (в гектопаскалях) или реже — через абсолютную влажность, измеряемую в граммах водяного пара в 1 м3 воздуха. Для садоводов важно знать относительную влажность воздуха, т. е. фактическое содержание водяного пара, выраженное в % к максимально возможному содержанию при данной температуре воздуха. Вместе с содержанием воды в почве и количеством осадков она помогает судить о состоянии водного режима растений, оценивать благоприятность условий их произрастания в засушливых районах. При этом необходимо иметь в виду, что относительная влажность воздуха (вследствие зависимости от максимально возможного содержания водяного пара в воздухе и тем самым от его температуры) не представляет собой единственно бесспорный показатель интенсивности испарения. Низкая относительная влажность воздуха при высокой температуре вызывает больший расход воды, чем при более низкой температуре. Величина вертикального обмена масс воздуха также должна учитываться: она увеличивается с повышением скорости ветра.
В суточном ходе абсолютная влажность воздуха в умеренных широтах зимой следует за суточным ходом температуры воздуха. Летом отмечают два максимальных и два минимальных значения: максимумы — утром и вечером, минимумы — в моменты максимума и минимума температуры воздуха. Минимум в первой половине дня является следствием сильно выраженного вертикального обмена масс, благодаря которому сухой воздух из высоких слоёв попадает на поверхность почвы, тогда как влажные массы воздуха перемещаются вверх.
Относительная влажность воздуха изменяется повсеместно там, где её суточный ход не нарушается периодическими ветрами (ветры с суши и моря, с гор и долин) в направлении, обратном ходу температуры воздуха. При этом суточные колебания над морем и в прибрежных районах меньше, чем в глубине материка, так как на суше в середине дня устанавливается значительно меньшая относительная влажность воздуха. В горах с увеличением высоты над уровнем моря амплитуда колебаний также уменьшается и одновременно становится заметным смещение сроков крайних значений, твёрдо установленных годовым ходом температуры. В лощинах и понижениях суточные колебания относительной влажности, как и температуры воздуха, больше. В годовом цикле максимальное значение относительной влажности воздуха над сушей отмечается зимой, а минимальное — летом.
Воздух с максимально возможным содержанием водяного пара называют насыщенным; относительная влажность его равна 100%. При определённых условиях водяной пар конденсируется, т. е. переходит в жидкое состояние. При этом выделяется теплота, которая расходуется на испарение. Температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы. При дальнейшем охлаждении наступает перенасыщение и конденсация избыточного водяного пара, если имеются так называемые ядра конденсации — твёрдые и жидкие частички, взвешенные в воздухе. Обычно это мельчайшие частички горных пород и почвы, попадающие в атмосферу в результате выветривания, кристаллы морской соли, пыльца растений, бактерии, а также продукты вулканической и человеческой деятельности. В результате вода из невидимой парообразной фазы переходит в виде капелек в видимую жидкую фазу. При соответствующих условиях температуры пар также путём сублимации может переходить непосредственно в твёрдую фазу, в кристаллы льда. В обоих случаях наблюдается образование таких продуктов конденсации или сублимации, как туман или облака. Значительная часть водяного пара конденсируется (или сублимируется) в свободной атмосфере, образуя системы взвешенных продуктов — облака. Как и туманы, облака состоят из мелких капель воды или ледяных кристаллов. Облака имеют разнообразные, быстро меняющиеся формы. Наиболее важной причиной образования облаков и осадков в атмосфере является охлаждение воздуха при подъёме.
Вода, которая выпадает на земную поверхность в жидкой, твёрдой или смешанной форме или осаждается на предметах, называется осадками. Единицей измерения осадков является 1 мм слоя воды, что соответствует 1л на 1 м2 поверхности земли. Различают выпадающие осадки — дождь, снег, снежную крупу, ледяную крупу, снежные зёрна, ледяной дождь, град, и осаждающиеся осадки — росу, иней, изморозь, гололедицу. По характеру выпадения атмосферные осадки подразделяются на обложные, ливневые и моросящие. Интенсивность осадков наряду с количеством пара, способного к конденсации, тесно связаны с величиной восходящих потоков воздуха. При интенсивном восхождении воздуха возникают ливни и грозы, а при слабом восходящем потоке — затяжные дожди невысокой интенсивности, а зимой — снегопады.