МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИАЦИОННОГО БАЛАНСА ПОЧВЕННОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Гидрометеорология и экология №2 2024

УДК 551.521.1: 631.4

МРНТИ 44.37.01

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИАЦИОННОГО БАЛАНСА ПОЧВЕННОГО И

РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ

Ж.С. Мустафаев д.т.н., профессор

АО «Институт географии и водной безопасности», Алматы, Казахстан

E-mail: z-mustafa@rambler.ru

В данной статье проведен анализ расчетных методов определения радиационного

баланса и фотосинтетически активной радиации почвенного и растительного

покрова сельскохозяйственных угодий. Недостаток постоянных актинометрических

наблюдений солнечной радиации и радиационного баланса на метеорологических станциях стран Евразийского региона приводит к широкому использованию

эмпирических и полуэмпирических моделей, основанных на климатических и географических показателях. Математические модели, базирующиеся на климатических показателях, изменяющихся в пространственных и временных аспектах и формирующиеся на основе принципа природных аналогий, обеспечивают получение

данных высокой достоверности и надежности. Однако расчетные методы, использующие географические показатели, не имеют физического и математического смысла, что приводит к значительным погрешностям в данных. Цель исследования –

проанализировать косвенные методы для выявления их физической и математической обоснованности. Подчеркивается необходимость разработки количественных

методов оценки эффективного использования фотосинтетически активной радиации

для улучшения прогнозирования и управления сельскохозяйственными угодьями.

Ключевые слова: радиационный баланс, фотосинтетически активная радиация, сельскохозяйственные

угодья, эмпирические модели, полуэмпирические модели, климатические показатели, географические

показатели, математическое моделирование, природные аналогии.

Поступила: 27.12.23

DOI: 10.54668/2789-6323-2024-113-2-25-33

ВВЕДЕНИЕ

Радиационный баланс или фотосинтетически активная радиация почвенного и

растительного покрова сельскохозяйственных

угодий, харак-теризующие приток тепла в

виде лучистой энергии, являются важнейшей

составной частью процесса теплообмена. Под

влиянием радиационного баланса изменяются энергетические ресурсы атмосферы и

земной поверхности, выполняющие средообразующие или экологические функции, что

является научной основой для производства

сельскохозяйственной продукции. Эти

процессы напрямую влияют на рост и

развитие сельскохозяйственных культур,

что делает их важными для агрономии

и

управления

сельским

хозяйством.

Однако в настоящее время в странах

Евразийского региона актинометрическая

сеть,

которая

проводит

постоянное

наблюдение за солнечной радиацией и

радиационным балансом, невелика. В связи

с этим недостаток многолетних информационно-аналитических данных приводит к

необходимости использования косвенных

методов расчета радиационного баланса

или фотосинтетически активной радиации

почвенного и растительного покрова

сельскохозяйственных угодий.

В результате анализа исследований

расчетных методов определения радиационного баланса или фотосинтетически

активной радиации почвенного и растительного покрова сельскохозяйственных

угодий установлено, что для разработки

математических

моделей

в

основном

используется сумма температур воздуха выше

10°C, изменяющихся в пространственном

25

Научная статья

Мустафаев. Методы определения радиационного баланса...

и временном аспектах. Также существуют

методы, построенные на географических

показателях, которые практически пригодны

только для тех условий, для которых они

разработаны. Это требует необходимости

оценить их физическую обоснованность

с точки зрения принципов природных

аналогий, обеспечивающих воспроизведение

естественных процессов функционирования

компонентов природы.

Цель исследования – проанализировать

косвенные методы определения радиационного

баланса или фотосинтетически активной

радиации почвенного и растительного

покрова сельскохозяйственных угодий для

выявления их физического и математического

смысла, что обеспечивает обоснованность,

достоверность и надежность этих методов.

Объекты исследования – эмпирические

и полуэмпирические математические модели,

используемые для определения радиационного

баланса или фотосинтетически активной

радиации почвенного и растительного покрова

сельскохозяйственных угодий.

Методы исследования включают анализ

и сравнение существующих математических

моделей, эмпирических данных и климатических

показателей.

Ожидается,

что результаты исследования помогут

улучшить точность и надежность оценок

радиационного баланса, что в свою очередь,

будет способствовать более эффективному

управлению сельскохозяйственными ресурсами и повышению урожайности.

Таким образом, исследование внесет

значимый вклад в развитие методов оценки

радиационного баланса и их применение в

сельскохозяйственной практике, обеспечивая

научную базу для принятия обоснованных

решений в агрономии и мелиорации.

МАТЕРИАЛЫ

И

МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ

Одним из фундаментальных направлений по оценке радиационного баланса или

фотосинтетически активной радиации почвенного

и растительного покрова сельскохозяйственных

угодий является направление, развиваемое в

работах В.С. Мезенцева, И.В. Карнацевича,

Г.В. Беленко, Ю.Н. Плотникова, С.Д. Полисадова,

Ю.Н. Никольского и В.В. Шабанова. В этих

работах для оценки радиационного баланса

используются климатические показатели,

изменяющиеся в пространственных и

временных аспектах.

Существует

большое

количество

исследований, среди которых можно выделить

работы Б.М. Братченко, В.М. Левшунова,

Ю.Г. Безбородова, Н.Н. Хожанова, Ж.С. Ауганбаева,

К.К. Мусабекова, А.С. Сейтказиева, К.А. Естаева,

П.И. Есенгельдиевой, Г.Н. Хожановой, Н.К. Дудкова,

Х.И. Турсунбаева и. В этих работах проводится оценка радиационного баланса или фотосинтетически активной радиации почвенного и

растительного покрова сельскохозяйственных

угодий с использованием географических

показателей местности.

Методологической основой исследования

является

системный

подход,

базирующийся

на

материалистической

теории познания, согласно которой фундаментом познания и критерием истины

признаются законы природы и принципы

природопользования.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для

оценки

влагои

теплообеспеченности и природно-климатического

районирования территорий природной системы

в странах Евразийского региона используются

коэффициент естественного увлажнения и

«индекс сухости», характеризующие обмен

веществ и энергии в окружающей среде.

– коэффициент естественного увлажнения (Kyi) Н. Н. Иванова (1978):

Kyi=Oci/Eoci,

(1)

где Oci – атмосферный осадок, мм;

Eосi=∑i=1Eмi – суммарная испаряемость с водной

поверхности, мм; n - количество месяцев в

период температур воздуха выше 10 оС; Eмi –

месячная испаряемость с водной поверхности

(мм), которая определяется по формуле:

Eмi=0,0018×(ti+25)2×(100-αi ),

(2)

здесь ti – среднемесячная температура

воздуха, оС; αi – среднемесячная относительная

влажность воздуха, %;

26

Гидрометеорология и экология №2 2024

– «индекс сухости» или гидротермиче- кроклиматический коэффициент, характеский коэффициент (Ri) М. И. Будыко (1956):

ризующий уменьшение влагопоглощающей

способности приземного слоя атмосферы над

Ri=Ri/L×Oci,

(3) сельскохозяйственным полем под влиянием

орошения; Kvi – биологический коэффициент,

где Ri – радиационный баланс, опре- учитывающий биологические свойства сельделяющий приток солнечной энергии и ко- скохозяйственных культур и ее влияние на реличество фотосинтетически активной радиа- жим потребления воды.

ции, ккал/см2 или кДж/см2 в год; L – скрытая

Используя зависимость между испарятеплота парообразования, равно 0,6 ккал или емостью с водной поверхности (Eoi) и суммар2,5 кДж.

ное водопотребление сельскохозяйственных

Коэффициент естественного увлаж- культур (Evi), можно получит математическую

нения (Kyi) и «индекс сухости» (Ri) не только модель для определения суммарного водопохарактеризуют естественную влагообеспечен- требления сельскохозяйственных угодий (Eali),

ность и теплообеспеченность, но и являются базирующихся на испаряемости с водной поодними из основных средообразующих фак- верхности (Eoi), которые не меняют структуры

торов, определяющих связь климатических математического выражения:

условий практически со всеми природными

элементами и подчиняющихся законам геоEali=Khpi×Eoi,

(6)

графической и широтной зональности от экватора к полюсам, имеющихся физический

где Khpi– гидрофизический коэффиции математический смысл (Ж.С. Мустафаев, ент, учитывающий испаряющую способность

2022; 2023).

сельскохозяйственных угодий.

Математическое выражение «индекса

Параметр уравнения Khpi отражает

сухости» (Ri) М.И. Будыко и коэффициента общность между суммарным водопотреблеестественного увлажнения (Kyi) Н.Н. Иванова нием сельскохозяйственных угодий (Eali) и

имеют одинаковый смысл, так как «индекс су- испарением с водной поверхности (Eoi), что

хости» является обратной величиной коэффи- характеризует взаимосвязанность и взаимообциента естественного увлажнения:

условленность коэффициента естественного

увлажнения и «индекса сухости»:

Kyi=1/Ri→Oci/Eoci=L×Oci/Ri→Oci/Eoci=Oci/Ei ,(4)

Khpi×(Oci/Eoci)=Oci/Ei .

(7)

где Ei=Ri/L – суммарное испарение с

почвенного и растительного покрова сельскоВ связи с отсутствием постоянных

хозяйственных угодий, мм.

актинометрических исследований и наблюПо Н.В. Данильченко (1999) суммар- дений по солнечной радиации и радиациное водопотребление или суммарный расход онному балансу во всех метеорологических

воды на транспирацию растений и испарение станциях по причине их сложности и, для их

с поверхности почвы, являющихся основ- определения используется метод косвенного

ным элементом водного баланса орошаемых расчета радиационного баланса с использоваземель, принимается равным испаряемости, нием полуэмпирических и эмпирических свяскорректированной с учетом биологической зей радиационного баланса с его факторами

особенности сельскохозяйственных культур и (В.С. Мезенцев, 1974).

изменением термического состояния территоЭмпирическая связь радиационного

рии под влиянием орошения, которое опреде- баланса (Ri, ккал/см2) с суммой температур

ляется по формуле:

воздуха (∑tсi>10 oC) выше 10 оС:

– для районов избыточного увлажнеEvi=Koi×Kv×Eoi ,

(5) ния:

где Evi – суммарное водопотребление

сельскохозяйственных культур, мм; Koi – ми-

Ri=0,01042×(∑tсi>10 oC+8,52);

(8)

27

Научная статья

Мустафаев. Методы определения радиационного баланса...

– для Урала:

телях, которые не относиться к физическим

факторам, обладающих изменчивостью во

Ri=0,011×(∑tсi>10 oC+7,0);

(9) временных аспектах.

Н.Н. Хожановым и др. (2017), для углу– для Беларусии:

бленного изучения формирования радиационного баланса почвенного и растительного поo

Ri=0,0093×(∑tсi>10 C+10,80); (10) крова сельскохозяйственных угодий с учетом

географии местности, получены корреляци– для юго-востока Западной Сибири:

онные зависимости отметки местности (Hi) с

индексом сухости (Ri):

Ri=2,25×(∑tсi>10oC/1000)2+0,60×

– для Туркестанской (Южно-Казах×(∑tсi>10oC/1000)+20,4.

(11) станской) области:

– для аридной зоны России и Центральной

Азии (Ю.Н. Никольский, В.В. Шабанов,1986):

Ri=0,0079×(∑tсi>10 oC+13,39);

(12)

Полуэмпирические связи радиационного баланса (Ri) с широтой (φi) и высотнойместности (Hi) (В.С. Мезенцев, 1974):

– для станций СНГ (Б.М. Барченко,

1967):

Hi=1000-250×Ri→Ri=4-(Hi/250);

(16)

– для Северо-Казахстанской области:

Hi=1270-794×Ri→Ri=1,6-(Hi/794); (17)

– для Западно-Казахстанской области:

Hi=250-113,6×Ri→Ri=2,2-(Hi/113,6). (18)

Далее, с использованием линейно-корRi=88,3-1,06×φi-0,0324×Hi0,8+0,15×αi , (13) реляционной модели «индекса сухости» в зависимости от отметки местности в виде Ri=bгде α – продолжительность солнечного -(H /α) и приравнивая их показатели к индексу

i

сияния за май...август в процентах от возмож- сухости R =R /L×O , Н. Н. Хожанов и др.

i

i

ci

ного;

(2017) доказывают возможность установить

– для Средней Сибири (В.М. Левшунов, фактические показатели радиационного ба1971):

ланса (Ri) конкретной территории с большей

Ri=92,16-1,122×φi-0,0367×Hi.

(14) достоверностью:

– для Туркестанской (Южно-КазахДля

определения

радиационно- станской) области:

го баланса на территориях Центральной

Азии, Ю.Г. Безбородов, Н.Н. Хожанов,

Ri/L×Oci=4-(Hi/250)→Ri=[L×Oci×

Ж.С. Ауганбаев (2020), рекомендуют линей×(1000-Hi)]/250;

(19)

но-корреляционную модель в зависимости от

высота местности (Hi), и имеют следующий

– для Северо-Казахстанской области:

вид:

Ri=0,190×Hi+113,6, кДж/см2. (15)

Ri/L×Oci=1,6-(Hi/794)→Ri=[L×Oci×

×(1270-Hi )]/794;

(20)

Полуэмпирические уравнения построенные на основе линейно-корреляционной мо– для Западно-Казахстанской области:

дели для определения радиационного баланса

(Ri) с широтой (φi) и высотной местности (Hi)

Ri/L×Oci=2,2-(Hi/113,6)→Ri=[L×Oci×

Б.М. Братченко (1967), В.М. Левшунова

×(250-Hi )]/113,6.

(21)

(1971), Ю.Г. Безбородова, Н.Н. Хожанова,

Ж.С. Ауганбаева (2020) не имеют физический

Таким образом, сравнительный анализ

и математический смысл, так как они постро- формальных признаков модели и физического

ены на постоянных географических показа- содержания параметров модели для определения

28

Гидрометеорология и экология №2 2024

радиационного баланса почвенного и растительного покрова сельскохозяйственных угодий показывает наличие их значимой корреляционной

связи с атмосферными осадками и отметками

местности, которые использованы для определения радиационного баланса различных областей

Республики Казахстан, где их количественное

значение в пространственных аспектах колеблется на территории Туркестанской области

– 305,3…636,1 кДж/см2, Северо-Казахстанской

области – 270,8…307,7 кДж/см2 и Западно-Казахстанской области – 269,9…473,7 кДж/см2

(Н.Н. Хожанов; 2017).

Отсюда следует, что суммарное водопотребление сельскохозяйственных угодий, которое определяется по формуле

М.И. Будыко (1956) имеет следующей вид –

Ei=Ri/L, и тогда при скрытой теплоте парообразования (L), равной 2,5 кДж/см2 их количественное значение на территории Туркестанской

области – 1221,2…2544,4 мм, Северо-Казахстанской области – 1083,2…1230,8 мм и Западно-Казахстанской области – 1079,6…1894,8 мм,

что не реально и не подтверждается логическими выводами вытекающие из познавательного,

а не действительного отношения, и претендующие на объективную и абсолютную истину.

На основе полученной линейно-корреляционной модели для определения радиационного баланса (Ri), Ю.Г. Безбородовым,

Н.Н. Хожановым, Ж.С. Ауганбаевым (2020),

выведен радиационный индекс абсолютной высоты местности, имеющий следующей вид:

RHi=Ri/Hi .

(22)

Развивая идею построения «универсальной» модели для оценки воздействия энергетических ресурсов на рост и

развитие сельскохозяйственных культур,

Ю.Г. Безбородовым, Н.Н. Хожановым,

Н.К. Дудковым (2023) выявлена связь коэффициента естественного увлажнения (Kyi)

с радиационным индексом абсолютной отметки местности (RHi):

чение временного ряда.

Подставляя в уравнение (23) математическое значение Kyi=Oci/Eoci и RHi=Ri/Hi, а

также после некоторых преобразований получим коэффициент солнечной радиации, характеризующий ослабление солнечной энергии

(Ю.Г. Безбородов, Н.Н. Хожанов, Н.К. Дудков,

2023):

KRi=Ri×Eci/Oci×Hi.

(24)

Итак, на наш взгляд уравнение (24) невозможно получить путем математического

преобразования уравнения (23), так как после

вставления уравнения (23) математических значений Kyi=Oci/Eoci и RHi=Ri/Hi, получаем следующее выражение:

Oci/Eoci=0,281×Ri/Hi+0,098.

(25)

На основе уравнения (25) после некоторых

математических

преобразований можно получить уравнение, не имеющий физический и математический смысл:

Oci/Eoci=0,281×Ri/Hi+0,098→Ri×

×Eoci/Oci×Hi=[3,559-0,3488×(Eoci/Oci)]. (26)

Как видно из уравнения (26), его

правая часть не имеет физического смысла и не может характеризовать в явном

виде коэффициент солнечной энергии.

Для многофакторного анализа широко используется квалиметрическая модель,

базирующаяся на методах качественного анализа, которая дает понимание упорядоченного количества множеств статистических показателей, посредством количественных мер,

определяющих состояние компонентов природной системы, и позволяющий формально

получить коэффициент солнечной энергии:

KRi=Kyi×RHi=(Oci/Eoci)×(Ri/Hi)=Ri×

×Eoci/Oci×Hi .

(27)

Для природно-сельскохозяйственного

районирования

земельного фонда в странах

Kyi=α×RHi+b=0,281×RHi+0.098, (23)

Евразийского региона используется энергетигде α – коэффициент регрессии; b – сво- ческий коэффициент (Kti) Д.И. Шашко (1967):

бодный член, отражающий минимальное зна29

Научная статья

Мустафаев. Методы определения радиационного баланса...

(28) личную геометрическую структуру и среду, при этом листовая поверхность в посеве

где ∑tсi>10 oC – сумма температур выше играет основной роль для использования фо+10 оС, отражающая поступление солнечной тосинтетически активной радиации (PARi)

энергии и теплообеспеченность сельскохо- за период вегетации сельскохозяйственных

зяйственных культур; 1000 оС – число, равное культур (Х.Г. Тооминг, 1984). Следовательно,

сумме температур на современной границе коэффициент использования фотосинтетически активной радиации (PARi) в реальных

поливного земледелия.

На основе энергетического коэффици- посевах во многом зависит от ориентации

ента Kti) Д.И. Шашко (1967), Ю.Г. Безбородова, листьев сельскохозяйственных культур, то

Н.Н. Хожанова, Н.К. Дудкова (2023) получен есть в сравнения с горизонтальной ориентакоэффициент теплообеспеченности сельско- цией листьев, в вертикальной поглощается

больше фотосинтетически активной радиахозяйственных культур:

ции (PARi), обеспечивающих высокую проki= ∑tсi>10 oC/∑tсai>10 oC,

(29) дуктивность сельскохозяйственных культур.

В связи с этим, следует отметить, что опреo

где ∑tсai>10 C – сумма биологически деление прихода фотосинтетически активактивных температур воздуха за вегетацион- ной радиации (PARi) за период вегетации

сельскохозяйственных культур по формуле

ный период сельскохозяйственных культур.

На основе уравнений (28) и (29) мож- Безбородова, Н.Н. Хожанова, Н.К. Дудкова

но определить коэффициент использования (2023), в зависимости от коэффициента солсумма температур выше +10 оС за вегетаци- нечной радиации (KRi) и высоты растений

онный период сельскохозяйственных куль- (hpi), имеет следующий вид: Ri=KRi×hpi (где

тур, который будет иметь следующий вид: hpi – высота растений, м), что не реально, так

как использование фотосинтетически активo

o

kti= ∑tса i>10 C/∑tсi >10 C.

(30) ной радиации (PARi) Солнца сельскохозяйственными культурами в основном зависит

Основным механизмом формирования от площади поверхности листьев растений.

урожайности сельскохозяйственных куль- Используя формулу (31) для расчета теоретур является процесс транспирации, движу- тически возможной биологической урожайщей силой которого служит радиационный ности, можно определить коэффициент исбаланс и фотосинтетически активная ради- пользования фотосинтетически активнойя

ация (PARi) (А.А. Ничипорович и др., 1961). радиации (KPAR) посевами, характеризующий

Основываясь на методах программирова- эффективность использования энергетических

ния продуктивности культур М.К. Каюмова (1989), ресурсов сельскохозяйственными культурами:

потенциальный урожай сельскохозяйственных

KPAR=ABYi×qi/Ri ×kti×104,

(32)

куль-тур, обеспеченный приходом PARi, можно определить по формуле:

где ABYi – фактически полученная в

PPBi=Ri×kti×KPAR×104/qi ,

(31) опыте биологическая урожайность сельскохозяйственных культур (общая сухая биомасса),

где PPBi – потенциальная урожай- ц/га; Ri∙kti – приход ФАР за период вегетации

ность сухой биомассы растения, ц/га; Ri– сельскохозяйственных культур, кДж/см2; qi –

радиационный баланс или приход фото- калорийность урожая целого растения, кДж/кг.

Анализ показал, что расчетные формулы для

синтетически активной радиации (PARi)

за период сумма температур выше +10 оценки радиационного баланса почвенного и растио

С, кДж/см2; KPAR – коэффициент исполь- тельного покрова и эффективности использования

зования ФАР посевами, %; qi – калорий- энергетическихресурсовсельскохозяйственныхугоность урожая (целого растения), кДж/кг. дий, как это принято разработчиками во всех случаРастительные покровы рассматриваются как ях носит узкий и предметный характер, не включает

приемники радиации, которые имеют раз- познающую и преобразующую деятельность.

Kti=∑tсi>10 oC/1000,

30

Гидрометеорология и экология №2 2024

С этой точки зрения главной ценностью, на которую должна быть ориентирована разработка количественных методов оценки эффективного использования почвенным

и растительным покровам фотосинтетически

активной радиации (PARi) Солнца, является

математическое моделирование реальных природных процессов, учитывающих изменения в

пространственных и временных аспектах.

Таким образом, при разработке физически достоверных и математически надежных

моделей для прогнозирования радиационного

баланса почвенного и растительного покрова

сельскохозяйственных угодий во временных

и пространственных аспектах, необходимо

обеспечить соблюдение принципа природных

аналогий и их синхронности между оцениваемыми и используемыми факторами, которые

по возможности воспроизводят естественные

процессы функционирования компонентов

природы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Азгальдов Г.Г., Райхман Э.П. О квалиметрии.-М.: Издательство стандартов, 1973.-172 с.

2. Безбородов Ю.Г., Хожанов Н.Н., Ауганбаев Ж.С.

Оценка продуктивности мелиоративных агроландшафтов Жамбылской области // Природообустройство,

2020.- №4.- С. 22-27.

3. Безбородов Ю.Г., Хожанов Н.Н., Дуданов Н.К. Расчет

фотосинтетической активной радиации // Природообустройство, 2023.- №3.- С. 66-71.

4. Будыко М.И. Тепловой баланс земной поверхности.–

.: Гидрометеоиздат, 1956. – 256 с.

5. Данильченко Н.В. Биоклиматическое обоснование

суммарного водопотребления и оросительных норм //

Мелиорация и водное хозяйство, 1999.- №4.- С.25-29.

6. Иванов Н.Н. 1941. Зоны увлажнения земного шара

// Известия АН СССР. Серия география и геофизика. –

1978. – № 3. – С. 261–288.

7. Каюмов М.К. Программирование продуктивности

полевых культур. – М.: Агропромиздат, 1989. – 186 с.

8. Мезенцев В.С., Карнацевич И.В., Беленко Г.В., Братченко Б.М., Плотников Ю.Н., Полисадов С.Д. Режимы влагообеспеченности и условия гидромелиораций

степного края. М.: Колос, 1974.- 240 с.

9. Мустафаев Ж.С. Экологический профиль мелиорации сельскохозяйственных земель //Природообустройство, 2022.-№2.- С. 13-22.

10. Мустафаев Ж.С. О генетической (гносеологической) теории мелиорации сельскохозяйственных земель//Природообустройство, 2023.-№2.- С. 23-27.

11. Ничипорович А.А., Строганова Л.Е., Чмора С.Н.,

Власова Н.П. Фотосинтетическая деятельность растения в посевах. – М., изд. АН СССР, 1961. – 160 с.

12. Никольский Ю.Н., Шабанов В.В. Расчет проектной

урожайности в зависимости от водного режима мели-

орируемых земель // Гидротехника и мелиорация. –

1986. – № 9. – С. 52–56.

13. Тооминг Х.Г. Экологические принципы максимальной продуктивности посевов. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 264 с.

14. Шашко Д.И. Агроклиматические районирование

СССР. - М.: Колос, 1967.- 312 с.

15. Хожанов Н.Н., Мусабеков К.К., Сейтказиев А.С.,

Есенгельдиева П.Н., Естаев К.А., Хожанова Г.Н., Турсунбаев Х.И. Комплексная мелиорация- основа зеленной экономики в земледелии // International Scientific

Review № 5(36) / International Scientific Review of the

Problems and Prospects of Modern Science and Education:

XXXIV International Scientific and Practical Conference.

- Chicago, USA - 25 MAY, 2017. -С. 50-55.

16. Хожанов Н.Н., Сейтказиев А.С., Турсунбаев Х.И.,

Мусабеков К.К., Естаев К.А., Масатбаев М. Энергетические основы интенсивной системы земледелия //

Вестник науки и образования, 2017.- №12 (36). - том

1.- С. 34-40.

REFERENCE

1. Azgaldov G.G., Raikhman E.P. About qualimetry. - M.:

Standards Publishing House, 1973. - 172 p.

2. Bezborodov Yu.G., Khozhanov N.N., Auganbaev

Zh.S. Assessment of the productivity of reclamation

agrolandscapes in the Zhambyl region // Nature

Management, 2020.- No. 4.- p. 22-27.

3. Bezborodov Yu.G., Khozhanov N.N., Dudanov N.K.

Calculation of photosynthetic active radiation // Nature

Management, 2023.- No. 3.- P. 66-71.

4. Budyko M.I. Thermal balance of the earth's surface. –

L.: Gidrometeoizdat, 1956. – 256 p.

5. Danilchenko N.V. Bioclimatic justification of total water

consumption and irrigation standards // Melioration and

water management, 1999.- No. 4.- P.25-29.

6. Ivanov N.N. 1941. Moisture zones of the globe //

Proceedings of the USSR Academy of Sciences. Geography

and geophysics series. – 1978. – No. 3. – P. 261–288.

7. Kayumov M.K. Programming the productivity of field

crops. – M.: Agropromizdat, 1989. – 186 p.

8. Mezentsev V.S., Karnatsevich I.V., Belenko G.V.,

Bratchenko B.M., Plotnikov Yu.N., Polisadov S.D. Moisture

supply regimes and conditions for hydromelioration of the

steppe region. M.: Kolos, 1974. - 240 p.

9. Mustafaev Zh.S. Ecological profile of agricultural land

reclamation // Nature Management, 2022.-No. 2.- P. 13-22.

10. Mustafaev Zh.S. On the genetic (epistemological)

theory of agricultural land reclamation // Nature

Management, 2023.-No. 2.- P. 23-27.

11. Nichiporovich A.A., Stroganova L.E., Chmora S.N.,

Vlasova N.P. Photosynthetic activity of plants in crops. –

M., ed. USSR Academy of Sciences, 1961. – 160 p.

12. Nikolsky Yu.N., Shabanov V.V. Calculation of design

yield depending on the water regime of reclaimed lands //

Hydrotechnics and land reclamation. – 1986. – No. 9. –

P. 52–56.

13. Tooming H.G. Ecological principles of maximum crop

productivity. – L.: Gidrometeoizdat, 1984. – 264 p.

14. Shashko D.I. Agroclimatic zoning SSSO.- M.: Kolos,

1967.- 312 p.

31

Научная статья

Мустафаев. Методы определения радиационного баланса...

15. Khozhanov N.N., Musabekov K.K., Seitkaziev

A.S., Yesengeldieva P.N., Estaev K.A., Khozhanova

G.N., Tursunbaev Kh.I. Integrated land reclamation

is the basis of the green economy in agriculture //

International Scientific Review No. 5(36) / International

Scientific Review of the Problems and Prospects of

Modern Science and Education: XXXIV International

Scientific and Practical Conference. - Chicago, USA MAY 25, 2017. -WITH. 50-55.

16. Khozhanov N.N., Seitkaziev A.S., Tursunbaev

Kh.I., Musabekov K.K., Yestaev K.A., Masatbaev M.

Energy foundations of an intensive farming system //

Bulletin of Science and Education, 2017.- No. 12 (36).

- volume 1. - p. 34-40.

АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫ ЖЕРЛЕРІНІҢ ТОПЫРАҚ ЖӘНЕ ӨСІМДІК

ЖАМЫЛҒЫСЫНЫҢ РАДИАЦИЯЛЫҚ БАЛАНСЫН АНЫҚТАУ ӘДІСТЕРІ

Ж.С. Мустафаев т.ғ.д., профессор

«География және су қауіпсіздігі институты» АҚ, Алматы, Қазақстан

E-mail: z-mustafa@rambler.ru

Бұл мақалада ауылшаруашылық жерлерінің топырақ және өсімдік жамылғысының

радиациялық балансын және фотосинтетикалық белсенді радиациясын анықтаудың

есептік әдістеріне талдау жасалды. Еуразия аймағы елдерінің метеорологиялық станцияларында күн радиациясы мен радиациялық тепе-теңдікті тұрақты актинометриялық

бақылаулардың болмауы климаттық және географиялық көрсеткіштерге негізделген

эмпирикалық және жартылай эмпирикалық модельдерді кеңінен қолдануға әкеледі.

Кеңістіктік және уақыттық аспектілерде өзгеретін және табиғи ұқсастықтар принципі

негізінде қалыптасатын Климаттық көрсеткіштерге негізделген математикалық модельдер жоғары сенімділік пен сенімділік деректерін алуды қамтамасыз етеді. Алайда, географиялық көрсеткіштерді қолданатын есептеу әдістері физикалық және математикалық мағынаға ие емес, бұл деректерде елеулі қателіктерге әкеледі. Зерттеудің

мақсаты-олардың физикалық және математикалық негізділігін анықтаудың жанама әдістерін талдау. Ауылшаруашылық жерлерін болжау мен басқаруды жақсарту үшін фотосинтетикалық белсенді сәулеленуді тиімді пайдалануды бағалаудың сандық әдістерін

әзірлеу қажеттілігі атап өтілді.

Түйін сөздері: радиациялық баланс, фотосинтетикалық белсенді радиация, ауыл шаруашылығы жерлері,

эмпирикалық модельдер, жартылай эмпирикалық модельдер, климаттық көрсеткіштер, географиялық

көрсеткіштер, математикалық модельдеу, табиғи ұқсастықтар.

METHODS FOR DETERMINING THE RADIATION BALANCE OF SOIL AND

VEGETATION COVER OF AGRICULTURAL LANDS

Zh.S. Mustafayev Doctor of Technical Sciences, Professor

JSC «Institute of Geography and Water Security», Almaty, Kazakhstan

E-mail: z-mustafa@rambler.ru

In this article, an analysis of calculation methods for determining the radiation balance and

photosynthetically active radiation of soil and vegetation cover of agricultural land is conducted.

The lack of continuous actinometric observations of solar radiation and radiation balance at

meteorological stations in the Eurasian region leads to the widespread use of empirical and

semi-empirical models based on climatic and geographical indicators. Mathematical models

based on climatic indicators, which vary in spatial and temporal aspects and are formed on

the basis of the principle of natural analogies, provide reliable and accurate data. However,

calculation methods that use geographical indicators do not have physical and mathematical

meaning, resulting in significant errors in the data. The aim of the research is to analyze

indirect methods to identify their physical and mathematical justification.

32

Гидрометеорология и экология №2 2024

The need for the development of quantitative methods for assessing the effective use of

photosynthetically active radiation to improve forecasting and management of agricultural

land is emphasized.

Keywords: radiation balance, photosynthetically active radiation, agricultural land, empirical models, semiempirical models, climatic indicators, geographical indicators, mathematical modeling, natural analogies.

Сведения об авторе /Автор туралы мәліметтер/Information about author:

Мустафаев Жумахан Сулейменович– профессор, доктор технических наук, главный научный сострудник лаборатории ландшафтоведения и проблем природопользования АО «Институт географии и водной безопасности»,

Алматы, ул. Пушкина, 99, z-mustafa@rambler.ru

Мустафаев Жумахан Сулейменович– профессор, техникалық ғылымдарының докторы, «География және су

қауіпсіздігі институты» АҚ ландшафттану және табиғатты пайдалану мәселелері зертханасының бас ғылыми

қызметкері қауіпсіздігі институты» АҚ ландшафттану және табиғатты пайдалану мәселелері зертханасының бас

ғылыми қызметкері, Алматы, Пушкин к-і, 99, z-mustafa@rambler.ru

Mustafayev Zhumakhan - Doctor of Technical Sciences, Professor , Chief Researcher, Laboratory of Landscape

Science and Environmental Management Problems of JSC «Institute of Geography and Water Security», Almaty,

99, Pushkin str, z-mustafa@rambler.ru

33