CC BY
80
УДК:551.1:631.4
МОНИТОРИНГ ПРИЗЕМНЫХ СЛОЕВ ВОЗДУХА И ПОЧВЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ ПРИ РАЗНЫХ ТИПАХ ПОГОДЫ
Лариса Викторовна Воронина
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат географических наук, доцент кафедры управления и предпринимательства, старший научный сотрудник, тел. (383)361-01-24, e-mail: voroninasgga@mail.ru
Приводятся результаты полевых наблюдений за температурой воздуха и почвы при разных типах погоды. Предлагается классификация типов погоды как необходимый ресурс получения климатических различий.
Ключевые слова: климат, циркуляция воздушных масс, рельеф, природно-климатические зоны, типы погоды, температуры воздуха и почвы, чернозём, метеорологические наблюдения.
MONITORING SURFACE LAYERS OF AIR AND SOIL LAYERS WITH DIFFERENT TYPES OF WEATHER
Larisa V. Voronina
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Associate Professor, Department of Management and Entrepreneurship, Senior Research Fellow, tel. (383)361-01-24, e-mail: voroninasgga@mail.ru
The results of field measurements of temperature of air and soil in different types of weather. The classification of types of weather as a necessary resource obtaining climatic differences.
Key words: climate, circulation of air masses, topography, climatic zones, types of weather, temperature, air and soil, black soil, meteorological observations.
Закономерное сочетание тепла и влаги в приземных слоях воздуха и в верхних горизонтах почвенного покрова приводят к необходимости проведения качественного мониторинга тепловых и влажностных процессов в этих сферах. Различные типы зональных природно-климатических комплексов Новосибирской области - ландшафтные типы климатов леса, лесостепи и степи - по-разному проявляются не только в связи с многокрасочным различием природно-территориальных комплексов, но и с неадекватным их состоянием при разных типах погоды. В период полевых микроклиматических наблюдений на разных ландшафтах и в разных природно-климатических зонах Новосибирской области нами были отмечены подобные закономерности в изменении тепла и влаги при разных типах погоды [1].
Погода отдельных лет зависит от типа атмосферной циркуляции и солнечной радиации. Например, при устойчивом западном переносе над котловинной левобережной частью области развивается волновая деформация воздушных потоков. В центральной части котловины происходят процессы опускания
верхних слоев воздуха. При этом на отдельные типы погоды могут оказывать влияние такие элементы рельефа, как возвышенное Приишимье, Казахский мелкосопочник или даже Прииртышские увалы. Именно они способствуют деформации воздушных масс, иссушению воздуха в летние месяцы, либо охлаждению его - в зимние.
При тех же циркуляционных процессах в восточной части области - в её Правобережье - при подъёме воздуха по склонам Барабинской котловины в Приобье суховейная погода сменяется дождливой. Бывают случаи, когда происходит адвекция холодного и сырого воздуха с территории обширных Васюган-ских болот, и тогда устанавливается прохладная осенняя ненастная погода с моросящими дождями, туманами, заморозками. Однако чаще бывают годы с ясной теплой либо жаркой погодой и с благоприятным водным балансом.
Таким образом, одним из структурных типов ландшафтно-климатических отличий тепла и влаги является геоморфологический, когда играют роль особенности рельефа не столько области как таковой, но южных равнин Западной Сибири [2] и более отдалённых территорий. Немаловажное значение имеют и почвенно-растительные покровы с их неодинаковой степенью увлажнения подстилающей поверхности, разной покрытостью травяным покровом и т.д.
Погодные колебания отмечались на протяжении всего периода метеонаблюдений, но с начала нового тысячелетия наблюдаются особо резкие перепады и в давлении и в температуре воздуха и в осадках, что стабильно регистрируется мониторингом приземных слоёв воздуха и почвенного покрова [3,4,5]. К примеру, погодные флуктуации могли достигать таких контрастов, когда в один день температура воздуха поднималась до 33°С, а уже на вторые сутки резко падала до 8 -10°С (первое и второе сентября 2010 года).
Всё это приводит к необходимости мониторинга за погодным режимом и особенностями микроклимата. За погодой ведутся наблюдения на метеостанциях, которые равномерно расположены по всей территории Новосибирской области и составляют единое целое с общей системой глобальной метеосети. Метеорологическая сеть - совокупность метеорологических станций и постов, ведущих наблюдения по единой программе и в строго установленные сроки для изучения погоды, климата и решения других прикладных и научных задач.
В каждой стране основная метеосеть входит в состав государственной метеослужбы (в России - в состав Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды). Все наблюдения проводятся по специальным общепринятым методикам в чётко установленные сроки по единым приборам - в Новосибирской области, в России и во всех странах мира. Существует множество методических указаний по расположению метеостанций, по их структуре, по установке приборов, по поведению метеонаблюдателя на метеоплощадке и т.д. Это абсолютно четкая и сложная система, которая принята во всех странах, а сама работа метеоролога в любых его ипостасях - начиная от скромного наблюдателя и заканчивая крупным учёным - требует исключительной кропотливости и терпения, тщательности и точности в работе [6]. К этому
следует добавить, что везде и всегда метеонаблюдения проводятся круглосуточно через каждые 3 часа - 8 раз в сутки в течение 10-минутного периода.
Но неодинаковость погодных режимов усложняет задачу выявления тех или иных закономерностей в ходе тепла и влаги. В связи с этим разнообразие типов погод в периоды наших полевых наблюдений были объединены нами в несколько типов: теплый хорошо увлажненный год, относительно теплый относительно хорошо увлажненный, относительно теплый недостаточно увлажненный, холодный недостаточно увлажненный, холодный хорошо увлажненный.
Температурный режим почв, как и приземных слов воздуха, зависят не только от элементов рельефа или разного гранулометрического состава почв, но, в значительной степени - от погодных условий. В Новосибирской области она бывает еще более контрастной из-за высокой повторяемости погод разного типа.
Приведём некоторые примеры.
1. Положение чернозёмов на повышенных элементах рельефа, хорошая обдуваемость их поверхности и увеличение затрат тепла на испарение в мае приводят к тому, что приходная часть радиационного баланса (Я) меньше в увлажненные годы с частой фронтальной деятельностью, чем в другие годы, а это сказывается на степени их прогреваемости. В итоге наблюдается различная продолжительность температур выше 5, 10, 15 и 20°С в годы с разным метеорежимом (табл.).
Таблица
Продолжительность положительных температур (в днях) на чернозёме выщелоченном в южной лесостепи при разных типах погодного режима
Метеорологический тип года Продолжительность температур в почве выше 5,10, 15 и 20 °С
5 10 15 20
Теплый хорошо увлажненный 145 114 94 42
Относительно теплый относительно хорошо ув- 152 104 65 11
лажненный
Относительно теплый недостаточно увлажненный 152 114 75 -
Холодный очень хорошо увлажненный 130 115 50 -
Холодный недостаточно увлажненный 136 76 33 -
Из содержания таблицы прослеживается, что в тёплый хорошо увлажнённый год положительные температуры сохраняются в пахотном слое почвы от 42 до 145 дней, в годы относительно тёплые относительно хорошо увлажнённые длительность температур выше 5°С возрастает, а всех остальных сумм температур (выше 10, 15 и 20°С) - уменьшается. Минимальных значений продолжительность температур выше всех положительных пределов достигает в годы холодные недостаточно увлажнённые. Как видно из представленного материала, большую роль играет погодный режим, и проведенная нами классификация летних периодов по типам этого режима очень наглядно отражает экологическую степень большей или меньшей комфортности теплового режима
в почвенном профиле, что важно и для сельскохозяйственных культур, и для естественной растительности, и для животного мира.
2.Одним из факторов климата и микроклимата почв является напряжение солнечной радиации. Полевые исследования, проведённые на стационарах разных природно-климатических зон Новосибирской области, позволяют получить материалы, характеризующие приток солнечной энергии в разные по метеоусловиям годы [1]. Например, в очень тёплый сухой год в среднем за сутки R выше на почвах, расположенных в понижениях, т.е. на торфяно-болотных почвах он выше, чем на солонцах, а на солонцах - выше, чем на чернозёмах. Это объясняется меньшим отражением радиации с влажной поверхности, и в очень тёплые сухие годы эти различия возрастают.
В годы же и периоды увлажнённые картина меняется на противоположную: значения и соотношение отражённой радиации на разных типах почв изменяются, и в итоге R выше на почвах чернозёмного ряда, ниже - на солонцах, и самый низкий на почвах заболоченных типов. Более того, погодичные отклонения R сопровождаются колебаниями температур, различной интенсивностью прогревания профиля почв, неодинаковой продолжительностью положительных температур.
3. Почвенно-экологические условия, изменяясь от зоны к зоне, весьма существенно различаются в пределах так же одной зоны, но при разных типах погоды. Сезонное прогревание автоморфных почв в южной лесостепи глубже и продолжительнее, чем на более северных комплексах той же зоны. И чем южнее по региону, тем лучше прогревается почва и тем сильнее в конечном итоге от данной почвы отдача тепла, причём усиливается этот процесс в жаркие сухие годы. При этом суммы температур выше 10°С в пахотном слое на 300-400°С превышают таковые в более северных почвенных комплексах, а в жаркие сухие годы эта разница ещё более возрастает, что ставит серьёзные задачи проведения более точного мониторинга.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Воронина Л.В.Тепловой режим почв солонцовых комплексов // Новосибирск: Наука, 1992.- 144 с.
2. Николаев В.А., Мизеров Б.В., Белецкая Н.П., Гриценко А.Г. Рельеф южных равнин Западной Сибири // Закономерности развития рельефа Северной Азии. Новосибирск: Тр. ИГиГ CO АН СССР.1982. Вып. 497. С 15 - 37.
3. Наумцева А. Знойный февраль [Электронный ресурс]. - Режим доступа:http: // news. ngs. ru /more/2064312/ (дата обращения: 10.02.2015).
4. За неделю выпала месячная норма снега [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://news.ngs.ru/more/2081842/ (дата обращения: 02.03.2015).
5. Ягудин Р.А. И где же крещенские морозы? [Электронный ресурс]. - Режим досту-па:http://meteo-nso.ru/articles/more/66 (дата обращения: 21.01.2015).
6. Воронина Л. В. В один и тот же час по всему белу свету// Советская Сибирь. -1 992. - № 185. - С. 3.
© Л. В. Воронина, 2015
