Прогноз забезпеченості теплом вегетаційного періоду

Лабораторна робота № 15

Агрометеорологічні прогнози

Мета роботи: Засвоїти поняття і види агрометеорологічних прогнозів; порядок складання прогнозу тепло забезпеченості та вологозабезпеченості вегетаційного періоду, розрахунку гідротермічного коефіцієнту Г. Т. Селянінова і коефіцієнту зволоженості Д. І. Шашко.

Матеріали: Вихідні дані для розрахунку теплозабезпеченості і вологозабезпеченості вегетаційного періоду, таблиці для складання прогнозу.

 

Одним із найважливіших видів агрометеорологічного обслуговування сільського господарства є агрометеорологічні прогнози – науково обґрунтовані передбачення впливу очікуваних агрометеорологічних умов на стан і продуктивність сільськогосподарських рослин.

Вихідними даними для агрометеорологічних прогнозів являються спостереження за метеорологічними умовами і станом посівів у поточному році, які виконуються на мережі агро і метеорологічних станцій і постів, довгострокові прогнози погоди, агро кліматичні довідники і атласи.

Агрометеорологічні прогнози складаються звичайно з передчасністю не менше одного місяця, а в окремих випадках 2-3 місяці. Виправдовуваність агрометеорологічних прогнозів частіше за все достатньо висока (80-90% і більше). Агрометеорологічні прогнози складаються в основному у обласних гідрометцентрах. Вони не є універсальними, кожен метод прогнозу може бути застосований тільки для певних кліматичних зон, ґрунтових умов, сортів рослин і т. ін.

Агрометеорологічні прогнози по змісту можливо розділити на 5 основних груп:

1. прогнози агрометеорологічних умов;

2. фенологічні прогнози;

3. стану зимуючих культур весною;

4. врожайності основних сільськогосподарських культур, трав, рослинності пасовищ і якості врожаю;

5. ефективності окремих агрометеорологічних і меліоративних заходів.

 

Прогнози агрометеорологічних умов

Прогноз забезпеченості теплом вегетаційного періоду

Визрівання сільськогосподарських культур залежить від тепло- та вологозабезпеченості вегетаційного періоду. У районах достатнього зволоження - тільки від забезпеченості теплом. Особливо це стосується теплолюбних культур. Зараз існує метод розрахунку забезпеченості теплом періоду вегетації уже навесні.

Теоретичні положення щодо можливості складення прогнозу забезпеченості теплом вегетаційного періоду розроблені Ф.Ф.Давітая та мають за основу зв'язок між строком початку весни і загальною кількістю тепла влітку. За початок вегетаційного періоду (для теплолюбивих культур) умовно прийнята дата стійкого переходу температури повітря через 10°С навесні. Чим раніше настає ця дата, тим більша сума температур накопичується за вегетаційний період, тобто за період між датами переходу температури повітря через 10°С навесні і восени.

Характер залежності сум температур вище 10°С від початку весняних процесів неоднаковий у різні відрізки вегетаційного періоду. У другій половині вегетаційного періоду зв'язок ∑t_>10°С з датою початку вегетаційного періоду ще більш тісний, ніж у першій.

Крім того, Ф.Ф. Давітая також установив та обґрунтував залежність між початком весни та тривалістю вегетаційного періоду. Таким чином, розробки Ф.Ф. Давітая дають можливість за датами переходу температури повітря через 10°С розраховувати:

- очікувану суму температур вище 10°С за вегетаційний період;

- тривалість вегетаційного періоду.

Залежність сум температур за період від переходу температури повітря через 10°С весною та восени у загальній формі має вигляд:

 

, (15.1)

 

де ∑t _>10°С – прогнозована сума активних температур, °С

А і а₁ – числові коефіцієнти, які залежать від місця розташування району (станції);

D - дата переходу температури повітря через 10°С або кількість днів від 01.03, 01.04 в залежності від того на який місяць припадає сама рання дата переходу температури через +10°С.

У табл. 1 наведені значення коефіцієнтів А та а₁ з рівняння (15.1), які використовуються при обчисленні сум температур. В цій же таблиці відмічено місяць, у якому спостерігається самий ранній перехід температури повітря через 10° С весною для метеорологічних станцій України – квітень.

Таблиця 1

 

Значення коефіцієнтів А та а₁ з рівняння (15.1 ) та середньоквадратичні відхилення сум температур (σ)

Станція	Самий ранній перехід темпера­туря повітря через 10°С, місяць	А	а1	±σ
Чернігів	квітень		25,43
Київ	«-»		23,07
Житомир	«-»		22,11
Тернопіль	«-»		16,62
Львів	«-»		23,75
Чернівці	«-»		18,65
Південно-
Дністровськ	«-»		22,25
Умань	«-»		23,82
Полтава	«-»		21,71
Харків	«-»		22,06
Луганськ	«-»		17,91
Дніпропетровськ	«-»		18,65
Кіровоград	«-»		18,16
Запоріжжя	«-»		22,70
Херсон	«-»		18,01
Одеса	«-»		20,45
Кишинів	«-»		23,68

 

Прогноз забезпеченості теплом вегетаційного періоду (∑t_>10°С) складається відразу ж після стійкого переходу температури повітря через 10°С навесні. Дата такого переходу визначається за середніми за декаду температурами повітря графічним способом або за формулою (15.2) навесні та восени:

 

, (15.2)

де S – кількість днів, яка дозволяє визначити дату переходу;

k - температура, дату стійкого переходу через яку необхідно визначити (поріг);

а - середньодекадна температура нижча к,°С;

b - середньодекадна температура вища к, °С;

d - кількість днів у декаді.

 

Отримана у розрахунках кількість днів (S) підраховується від початку тієї декади, у якій температура була нижче k. І визначається D – дата переходу температури через поріг з урахуванням місяця, на який для даної станції припадає сама рання дата переходу температури через 10°С.

 

Приклад розрахунку: Визначити дату стійкого переходу температури повітря через 10 С за середніми значеннями температури за декаду:

 

Місяць	квітень	травень
Декада
Середня температура	7,4	9,2	9,3	11,8	10,9	14,3

Самий ранній місяць переходу середньодобової температури через 10°С – квітень.

Підставляються значення температури з 3-ої декади квітня та 1-ої травня у формулу (15.2)

 

днів.

 

Таким чином, дата переходу температури повітря через 10°С - 28 квітня.

Дату переходу температури повітря через будь-яку межу можна визначити графічно. Визначення дати переходу температури повітря через 10°С графічно проводиться так. Вибираються дві декади з середньою температурою нижче 10° С та вище 10°С. Ці середні декадні значення наносяться на міліметровий папір, де на осі абсцис відкладаються дати, на осі ординат – середні за декаду температури повітря. Значення температур наносяться на середину декади. Отримані точки з'єднуються прямою лінією. Потім з осі ординат з точки із значенням температури 10°С проводиться пряма, паралельна осі абсцис, до перетину з прямою у полі графіка. З точки перетину знімається дата переходу температури повітря через 10°С.

Після визначення дати стійкого переходу температури повітря через 10 С весною (тобто кількості днів від першого квітня до 28-го квітня) одержане значення D і відповідні значення А та a₁ даної гідрометеостанції підставляються у рівняння (15.1) та розраховується сума температур вище 10°С за вегетаційний період.

Приклад розрахунку. Скласти прогноз Σt_>10°С для ст. Чернігів. На цій станції у 1996р. середньодекадна температура повітря за третю декаду квітня становила 8,8°С, за першу травня - 13,3°С. Дату переходу температури повітря через 10°С дістанемо з рівняння (15.2), з урахуванням того, що самий ранній місяць переходу температури через 10°С для станції Чернігів, вона буде 28-го квітня.

 

Розрахунок Σt_>10°С виконується по рівнянню (15.1) з урахуванням коефіцієнтів А і а₁ приведених у табл. 1. Коефіцієнти А і а₁ для станції Чернігів складають відповідно 3390 і 25,43. Підставляємо одержані значення у формулу (15.1).

 

,

або

 

Таким чином, очікувана сума температур у 1996 р. для станції Чернігів становила 2680°С. Фактична сума температур складала 2510°С.

Суми температур – показник, який характеризує в умовних одиницях кількість тепла у даній місцевості за певний період і є показником забезпеченості теплом періоду активної вегетації сільськогосподарських культур. Оцінка розподілу сум активних температур на земній кулі дозволяє уточнювати термічні ресурси різних кліматичних зон для цілей сільського господарства.