Сухие и влажные периоды

Характеристика лет по сухим и влажным периодам

Одним из агроклиматических показателей, характеризующих особенности вегетационного сезона, может быть число влажных и сухих дней и распределение их в сезоне. К влажным дням относятся такие, в которые выпавшие осадки полностью покрывают потребность посевов в воде. Дни, в которые потребность растений в воде на испарение покрывается в основном из запасов почвенной влаги, относятся к сухим.

Существенным дополнением к характеристике метеорологической структуры года может быть температурный режим периода вегетации растений. Отклонения температуры воздуха от нормального хода, особенно в первой половине вегетационного периода, находятся в довольно высокой связи с урожаями культур. Следует, однако, оговориться, что отклонения температуры в сторону повышения или понижения от многолетней средней находятся в известной связи с характером увлажнения года. Повышенная температура в большинстве случаев совпадает с засушливой погодой теплого периода, и наоборот, прохладная погода обычно сопровождается увеличенным количеством осадков по отношению к многолетнему среднему.

Температурный режим вегетационного периода характеризуется числом дней с отклонениями в положительную или отрицательную сторону на 5° и более от многолетней средней температуры, вычисленной для каждого дня, и распределением аномальных в температурном отношении дней по времени. Угнетающе на развитие растений влияет повышение максимальной температуры воздуха в дневные часы выше 30°.

В Саратове с апреля по октябрь каждого года (с 1891 по 1970) по указанной выше методике устанавливались сухие и влажные дни. В каждом году сухие и влажные дни группировались по периодам: май - июнь, июль - август и август - сентябрь. В первый период решается в основном судьба урожая главных зерновых хлебов Поволжья - озимых, яровой пшеницы, ячменя, овса, а также однолетних и многолетних трав, убираемых на сено. Метеорологические условия второго периода с наибольшей эффективностью используют поздние культуры - кукуруза, подсолнечник, просо, бахчевые, корнеклубнеплоды, овощи и др. Третий период выделен главным образом с целью характеристики условий для посева и осеннего развития озимых растений, что в Поволжье имеет очень важное значение для их урожая.

В основу группировки годов было положено число влажных дней в сумме за весь период. К группе влажных относились все годы, в которые количество влажных дней за период было не меньше 2/3 его продолжительности. Годы с числом влажных дней меньше Уз относились к сухим и остальные - к умеренно влажным. Поскольку все периоды по два месяца, число влажных дней за период во влажные годы должно составлять больше 40, в умеренно влажные - от 21 до 40 и в сухие - 20 и меньше. В табл. 28 приведено количество влажных дней по месяцам за каждый рассматриваемый год.

Наиболее важное значение для развития всех культур имеет увлажнение первого периода (май - июнь). На основании этого по числу влажных дней в мае и июне все годы разбиты на три группы: влажные, умеренно влажные и сухие. В зависимости от увлажнения второго периода (июль - август) каждая группа лет делится еще на три подгруппы. Таким образом, по орошенности весенне-летнего периода выделяется всего девять подгрупп.

В группировку включены 79 лет (с 1891 по 1973). Из-за отсутствия необходимых метеорологических данных не могли быть использованы 1893, 1894, 1901, 1902 гг. Саратов взят как один из наиболее характерных пунктов, который расположен в центральной части Поволжья, на стыке Правобережья и Заволжья. Естественно, здесь в отдельные годы могли быть и случайные отклонения, особенно по количеству выпавших осадков.

Первая группа - годы с хорошим увлажнением первой половины весенне-летнего сезона. К этой группе отнесли 12 лет из 79 (15%) с большим количеством влажных дней в мае и июне. Из них первая подгруппа с влажной погодой не только в первой, но и во второй половине вегетационного сезона, включает 5 лет (1915, 1928, 1941, 1942, 1945), вторая подгруппа с влажной погодой в первой и умеренно влажной во второй половине весенне-летнего сезона - также 5 лет (1896, 1919, 1926, 1937, 1944) и третья подгруппа с влажной погодой в первой и сухой во второй половине весенне-летнего сезона - 2 года (1913, 1930).

В первой группе лет с хорошим увлажнением первой половины весенне-летнего периода в мае и июне практически полностью отсутствуют резкие повышения температуры воздуха. Во второй половине сезона также бывает ограниченное число дней с температурой, превышающей в дневные часы 30° (табл. 29).

Почти все годы первой группы отличались повышенной урожайностью зерновых культур. Исключение составляют 1941 и 1942 гг., когда на уровень урожая большое влияние оказали интенсивное развитие сорняков, повреждение посевов черепашкой, шведской и гессенской мухами, сильное распространение ржавчины и частичный захват сильно изнеженных растений в суховейную погоду во время налива зерна.

Вторая группа - годы с умеренным увлажнением первой половины весенне-летнего сезона. К этой группе отнесены 31 год из 79 (39%) с количеством влажных дней в мае и июне от 21 до 40. По характеру увлажнения второй половины весенне-летнего периода (июль - август) они разбиты так же, как и в первой группе, на три подгруппы. Четвертая подгруппа включает 5 лет с повышенным увлажнением второй половины весенне-летнего периода (число влажных дней за июль-август больше 40). Из них три года относятся к группе урожайных лет (1947, 1964 и 1973) и два года - со средним урожаем культур (1916, 1925).

В пятую подгруппу с умеренным увлажнением как первой, так и второй половины весенне-летнего сезона входят 12 лет. Из них урожайных пять лет (1892, 1952, 1958, 1968, 1970), остальные - со средним урожаем (1918, 1922, 1929, 1933, 1935, 1956, 1967).

Самая многочисленная во второй группе - шестая подгруппа лет с умеренным увлажнением первой половины и засушливой погодой во второй половине весенне-летнего периода. В нее входят 16 лет, из которых 7 были урожайными (1904, 1909, 1910, 1940, 1962, 1963, 1968), 4 года неурожайными (1897, 1908, 1954, 1965) и остальные - со средним урожаем (1903, 1931, 1932, 1934, 1949).

В годы с умеренным увлажнением мая и июня вторая половина лет чаще всего бывает сухой (53,3% всех лет) или же умеренно увлажненной (33,3%) (табл. 30). Только в виде очень редких исключений после умеренно увлажненной первой половины лета в июле и августе наступает влажная погода. Такие годы составляют 13,3% всех лет.

Третья группа - годы с засушливой погодой в первой половине весенне-летнего сезона. Эта группа лет с числом влажных дней за май и июнь меньше 20 включает 36 лет, или 46%. Как и в предыдущих группах, по характеру орошения июля и августа они подразделены на три подгруппы: с повышенной, умеренной и слабой увлажненностью.

Большинство лет третьей группы отличалось низкой урожайностью зерновых культур. Годы выдающихся засух в Поволжье имели засушливую погоду в первой половине вегетационного сезона. В данной группе не было ни одного урожайного года. Из 36 лет неурожайными были 27 и остальные со средним урожаем.

Годы, когда засушливая погода в мае и июне сменялась бы повышенным увлажнением июля и августа, практически не бывают в Поволжье. Из рассматриваемых 79 лет к данной подгруппе, в некоторой мере условно, может быть отнесен только 1927 год. Условно потому, что по количеству влажных дней в мае и июне он находится на грани между второй и третьей группами.

Восьмая подгруппа с сухой погодой в мае и июне и умеренным увлажнением в июле и августе включает 13 лет. Из них урожайным был только 1960 г., 4 года со средним урожаем (1899, 1950, 1955, 1971) и 8 лет неурожайных (1905, 1906, 1912, 1917, 1924, 1943, 1948, 1969).

И, наконец, девятая подгруппа с засушливой погодой в течение всего весенне-летнего периода объединяет 20 наиболее тяжелых в метеорологическом отношении лет. Подавляющее большинство их были неурожайными (1891, 1895, 1898, 1907, 19111,. 1920, 1921, 1923, 1936, 1938, 1939, 1946, 1953, 1957, 1959, 1961) и только 4 года со средним урожаем (1900, 1914, 1951, 1966).

Третья группа лет отличается большим числом дней с «вредной» температурой. В восьмой подгруппе в среднем за год таких дней бывает 23 и в девятой - 35.

Влагообеспеченность посевов

Характеристика засушливости вегетационного периода дается нами применительно к условиям развития зерновых культур, то есть для первой половины теплого периода года.

Коэффициент влагообеспеченности вычисляется по формуле:

где К - коэффициент влагообеспеченности; Р - сумма осадков за май - июль, мм; W - весенний запас доступной растениям воды в метровом слое почвы, мм; ED - сумма средних суточных дефицитов влажности воздуха, мб.

Оптимальные условия влагообеспеченности зерновых культур складываются при коэффициенте, равном 1. При избыточном увлажнении коэффициент больше единицы, при недостаточном - меньше единицы. Чем влажнее или засушливее погода, тем больше отклонения от единицы в ту или другую сторону.

По многолетним средним показателям весенних запасов доступной растениям воды в почве, количества осадков весенне-летнего периода и испаряемости, в лесостепных районах Поволжья имеющиеся ресурсы влаги полностью покрывают потребность зерновых культур в воде (табл. 32). Нехватку влаги они испытывают преимущественно в засушливые годы вследствие повышенной испаряемости в весенне-летний период, недостатка осадков или неудовлетворительного весеннего увлажнения почвы. В ряде случаев зерновые культуры не используют все ресурсы воды и после уборки урожая оставляют в корнеобитаемом слое почвы большее или меньшее количество активной влаги.

В степных районах имеющиеся ресурсы влаги не покрывают испаряемости за рассматриваемый период. По мере движения на юг и восток интенсивно нарастает разница между испаряемостью и ресурсами влаги. Происходит это, с одной стороны, за счет уменьшения количества осадков и весенних запасов влаги в почве, а с другой - в результате резкого возрастания испаряемости из-за повышения температуры и снижения влажности воздуха. Величина разрыва достигает в районах сухой степи 270 (Александров Гай) - 300 (Новоузенск) мм. В этих условиях особенно остро стоит вопрос о наиболее рациональном использовании имеющихся ресурсов воды.

Наряду с большими изменениями характера влагообеспеченности зерновых культур в географическом разрезе этот агроклиматический показатель сильно меняется по годам. По Саратову мы проанализировали влагообеспеченность периода весенне-летней вегетации зерновых культур за 60 лет (1913-1972). Из них 10 лет были с повышенной влагообеспеченностью (коэффициент влагообеспеченности больше 1,0), 14 лет - с умеренной (коэффициент влагообеспеченности от 0,75 до 1,00), 15 лет - с пониженной (коэффициент влагообеспеченности от 0,50 до 0,75), 21 год - со слабой (коэффициент влагообеспеченности меньше 0,50). Распределяются годы по группам влагообеспеченности следующим образом (годы распределены в порядке нарастания засушливости):

годы повышенного увлажнения - 1942, 1941, 1945, 1944, 1915, 1937, 1913, 1930;

годы умеренного увлажнения - 1926, 1964, 1968, 1916, 1919, 1940, 1958, 1922, 1932, 1918, 1963, 1927, 1947;

годы пониженного увлажнения - 1960, 1970, 1934, 1935, 1956, 1962, 1948, 1952, 1965, 1923, 1943, 1961, 1955, 1931, 1969;

годы слабого увлажнения - 1953, 1920, 1917, 1924, 1950, 1971, 1967, 1933, 1914, 1936, 1938, 1966, 1946, 1939, 1949, 1959, 1951, 1954, 1957, 1921, 1972.

Из приведенных данных видно, что за последние 60 лет самым влажным годом в Саратове был 1942-й, а самым засушливым - 1972-й. Годы, близкие по степени засушливости, могут сильно отличаться друг от друга по характеру засухи. Например, по интенсивности засухи весенне-летнего периода 1957 г. был более жестким, чем 1921 г. Но в 1957 г. весенняя влагозарядка почвы была в два раза больше, чем в 1921 г. Кроме того, последствия засух на урожай культур зависят не только от количества осадков, но и от времени их выпадения.

Влагообеспеченность теплого периода года

Во всех районах Поволжья осадки теплого периода с апреля по октябрь не покрывают потребности в воде на испарение. Разрыв между испаряемостью и осадками резко увеличивается от лесостепной части зоны к засушливой и сухой степи. В табл. 33 даются показатели средней влагообеспеченности теплого периода по соотношению осадков и испаряемости.

В умеренно засушливых районах выпадающие за теплый период осадки покрывают более 70% потребности в воде на испарение, а в острозасушливых - не более 30% (рис. 5).