Неперіодичні зміни температури повітря

Неперіодичні зміни температури повітря – це зміни, які не узгоджуються з часом доби. Такі зміни можуть бути дуже великими, особливо похолодання взимку, коли температура повітря у будь-який час може знизитись за короткий час на 10-20⁰С. Тому добовий хід температури добре проявляється лише в окремі дні стійкої малохмарної антициклональної погоди. Неперіодичні зміни найкраще виражені у помірних та високих широтах.

Неперіодичні зміни температури викликаються перенесенням повітряних мас з інших районів Землі. Особливо значно знижується температура в помірних широтах у зв’язку з вторгненням холодного повітря з Арктики та Антарктики. У східній Європі температура також різко знижується, коли сюди надходить холодне континентальне повітря у виступі Сибірського антициклону.

Перенесення морського повітря в Європу із середніх широт Атлантичного океану викликає різке підвищення температури взимку та зниження її влітку. Чим далі від Атлантики, тим менше повторюються вторгнення цих повітряних мас. Все ж таки атлантичне повітря впливає на клімат аж до Середньосибірського плоскогір’я.

Холодне арктичне повітря часто проникає в район Середземного моря і навіть досягає Північної Африки та Передньої Азії. Але частіше воно затримується гірськими хребтами Європи та Азії, які витягнуті в широтному напрямку. На території Північної Америки немає широтно витягнутих хребтів, тому тут арктичне повітря може досягати Флориди та Мексиканської затоки. Над океанами арктичне повітря може досягати тропіків, хоч над водними просторами воно досить добре прогрівається.

Тропічне повітря переноситься у Європу і влітку і взимку із Північної Африки та з низьких широт Атлантичного океану. В окремих випадках тропічне повітря влітку обумовлює температуру до 30⁰С навіть на північному узбережжі Євразії. Особливо сприятливі умови для перенесення вологого тропічного повітря на територію Північної Америки з Мексиканської затоки.

Неперіодичні зміни температури повітря можна характеризувати за допомогою міждобової зміни температури, тобто зміною середньої добової температури повітря від попередньої доби до наступної. При цьому беруть лише абсолютну величину зміни температури не звертаючи уваги на знак цієї зміни. Міждобова зміна температури тим більша, чим частіші і більші неперіодичні зміни температури бувають у цій місцевості.

Найменші міждобові зміни температури спостерігаються в тропічних широтах. При зростанні географічної широти вони збільшуються. Особливо великі міждобові зміни температури спостерігаються на півночі Західного Сибіру, на Печорі, в середині Північної Америки. Тут в середньому за рік вона досягає 3,5⁰ С, а взимку становить 5-6⁰ С. У Східній Європі вона складає близько 2,5⁰С, у Західній Європі близько 2⁰С, а в південній Європі навіть менше 1,5⁰С. Звичайно, в окремих випадках в середніх широтах міждобова зміна температури може досягати 30-35⁰С.

Приморозки

Приморозком називають зниження температури приземного шару повітря або поверхні грунту до 0⁰ С і нижче в час вегетації рослин на фоні позитивних середніх добових температур повітря. Приморозки зумовлюються як добовим ходом температури повітря, так і неперіодичними її змінами. Обидві ці причини зазвичай діють спільно.

Приморозки спостерігаються в перехідні сезони року − весною і восени, а на півночі вони бувають і влітку. Весняні та осінні приморозки у помірній зоні бувають щороку, або іншими словами це нормальне кліматичне явище, а не виняток. Інша справа, що вони наносять великої шкоди лише у ті роки, коли значне зниження температури буває досить пізньої весни або ранньої осені, коли рослини активно вегетують.

Залежно від процесів, які сприяють виникненню приморозків, їх поділяють на три типи: адвективні, радіаційні та адвективно-радіаційні бо змішані.

Адвективні приморозки виникають в результаті адвекції холодного повітря. Температура цього повітря вдень в приземному шарі, як правило, вища за нуль, а вночі в добовому ході опускається нижче нуля. Виникають ранньої весни та пізньої осені при загальному низькому рівні температур, охоплюють великі площі, мало залежать від місцевих умов, бувають і при хмарній вітряній погоді. При додатковому радіаційному вихолоджуванні нічні зниження температури можуть досягати -7 -10⁰ С. Найчастіше вони спостерігаються протягом 3-4 днів підряд.

Радіаційні приморозки виникають при радіаційному вихолоджуванні грунту та прилеглого до земної поверхні повітря в результаті добового ходу температури при відносно низьких середньодобових температурах. Рівень середньодобових температур, при яких ще спостерігаються приморозки цього типу, залежить від кліматичних умов місцевості. У приморських районах вони закінчуються при середньодобових температурах 5-6⁰ С, а в замкнених долинах в умовах континентального клімату при 14-15⁰ С.

Радіаційним приморозкам сприяє тиха безхмарна погода вночі, яка спостерігається в областях підвищеного атмосферного тиску – в антициклонах, гребенях. Хмарність зменшує ефективне випромінювання земної поверхні і це зменшує ймовірність приморозку. Вітер так само перешкоджає виникненню радіаційних приморозків, оскільки він посилює турбулентне перемішування повітря, що збільшує надходження тепла від вищих шарів до грунту. При малій швидкості вітру або його відсутності повітря не перемішується і при радіаційних приморозках утворюються великі приземні інверсії температури. Температура повітря в метеорологічній будці в середньому на 2,5-3⁰ С, а в континентальному кліматі в Сибіру та Казахстані на 4-4,5⁰ С вища, ніж на земній поверхні чи на траві. Виникають радіаційні приморозки ранньої весни та пізньої осені і температура також може бути дуже низькою.

Адвективно-радіаційні або змішані приморозки утворюються в результаті вторгнення холодного арктичного повітря з температурою вище 0⁰ С і наступного його охолодження за рахунок нічного ефективного випромінювання при проясненнях. Зниження температури при цьому типі приморозків рідко перевищує -2 -3⁰ С і часто буває лише в приземному шарі при позитивній температурі в метеорологічній будці. Приморозки цього типу спостерігаються при досить високому рівні середньодобових температур (навіть вище 15⁰ С) в кінці весни, ранньої осені, а на півночі навіть влітку. Вони можуть спостерігатись 1-2 ночі підряд з від’ємною температурою протягом 3-4 годин перед сходом Сонця. Приморозки цього типу найнебезпечніші, оскільки спостерігаються в період активної вегетації сільськогосподарських культур.

При радіаційних та адвективно-радіаційних приморозках велику роль відіграють мікрокліматичні умови місцевості. Вони частіше спостерігаються в різних долинах, куди стікає холодне повітря з височин і пагорбів. Тут воно продовжує вихолоджуватись за рахунок ефективного випромінювання і тому спостерігається найнижча температура повітря. Взагалі в долинах, особливо замкнених, на полянах безморозний період коротший на 15-40 днів, ніж на рівному відкритому місці. Навпаки, на вершинах пагорбів, у містах, у долинах великих річок, на берегах моря та на островах у морі безморозний період на 15-35 днів довший, ніж на відкритому рівному просторі.

Приморозки на поверхні грунту в Україні весною закінчуються в середньому на 12 днів пізніше, а восени починаються на 9 днів раніше, ніж у повітрі.

Приморозки завдають великої шкоди сільськогосподарському виробництву, вражаючи сади, городи, виноградники. Вони протягом кількох годин можуть повністю знищити врожай на великих площах. Зараз державна гідрометеорологічна служба завчасно досить точно інформує населення та керівні органи влади про можливість виникнення приморозків найближчим часом.

Для зменшення негативного впливу приморозків людство уже давно вживає цілий арсенал заходів залежно від можливостей господарства. Усі вони пов’язані з великими матеріальними витратами, тому захищають лише найцінніші культури. Як правило, захищають лише сади, виноградники та овочеві культури. В основі більшості методів захисту рослин лежить затримка подальшого зниження температури або навіть її підвищення.

Створення димової завіси. Метод використовувався ще до нашої ери римлянами та жителями Перу. Раніше існувала думка, що температура підвищується в результаті зниження ефективного випромінювання з поверхні грунту під завісою диму. Але дослідження показали, що різниця між ефективним випромінювання на території з димом і без нього дуже мала і не має практичного значення. Головним є виділення тепла при спалюванні різних підручних матеріалів. Димова завіса вранці при сході Сонця захищає рослини від прямої дії сонячних променів, що сприяє поступовому таненню льоду, який утворився в рослинах. Тому вночі потрібно спалювати матеріали, які дають більше тепла, а ще 30-60 хв. після сходу Сонця спалюють ті матеріали, які дають більше диму (солома, торф, листя, хвоя тощо).

Крім того, при горінні у повітря надходить водяна пара та гігроскопічні частинки, які сприяють конденсації водяної пари і при цьому виділяється тепло. При спалюванні димових куп у кількості 1 т на 1 га протягом 1 год. при швидкості вітру 1 м/с температура приземного шару підвищується на 0,5-0,8⁰ С, а при меншому вітрі на 1 – 1,5⁰ С. Димова завіса не захищає рослини при інтенсивних приморозках, при вітрі 3-4 м/с, а також в умовах, коли холодне повітря підтікає під димову завісу із сусідніх схилів. Можна використовувати також димові шашки.

Відкрите нагрівання повітря за рахунок тепла, яке виділяється при згорянні різних матеріалів у спеціальних грілках (грубках). Якщо на площі 1 га розмістити 500 грілок, то при вітрі 1 м/с температура повітря може підвищитись на 2,5⁰ С. Метод дуже дорогий, може себе виправдати в субтропіках при захисті цитрусових культур.

Зрошення. Використовується в районі дії зрошувальних систем. Краще зволожити територію за кілька днів до появи приморозків, оскільки збагачене водою повітря менше охолоджується. Особливо ефективне дощування в садах і виноградниках, коли у повітрі розпилюють воду. Дрібні крапельки, що плавають у повітрі, значно зменшують ефективне випромінювання. Крім того, якщо на рослинах вода замерзає, то шар льоду захищає рослини від подальшого зниження температури.

Укриття рослин плівками та іншими матеріалами. Сходи теплолюбних рослин можна присипати землею, при чому в подальшому їх не потрібно розгрібати, вони вдруге проростуть крізь цей шар землі.

Розмноження рослин розсадою. Теплолюбні рослини вирощують у теплицях та парниках, а після закінчення морозонебезпечного періоду їх висаджують у відкритий грунт. Це дуже давній та ефективний метод.

Вибір місця. Ми вже говорили про те, що у зниженнях рельєфу найбільша ймовірність приморозків і найбільша їх інтенсивність. У кожному селі із досвіду відомо, що в якійсь там „Панасовій балці” рослини пошкоджуються найчастіше, тому там не місце саду чи іншим теплолюбивим культурам.