2.1.2. Амплитуда годового хода температуры

1. Среднегодовая амплитуда определяется как разность средних температур самого теплого и самого холодного месяцев.

2. Абсолютная годовая амплитуда определяется как разность самой высокой и самой низкой температур, измеренных в течение года.

3. Абсолютная амплитуда – разность между самой высокой и самой низкой температурами, измеренными за весь период наблюдений на данной метеостанции.

Амплитуда годового хода температуры характеризует степень континентальности климата.

Общая формула для расчета амплитуды выглядит следующим образом:

А = t_max – t_min

В нашем примере: А = t_max – t_min = 21,3 – (-13,2) = 34,5°С.

2.1.3. Даты начала, окончания и продолжительность периодов с различными температурами

Для оценки температурного режима используют даты перехода температуры воздуха через 0°C, 5°C, 10°C и 15°C и продолжительность периодов с температурами выше указанных значений.

Переход температуры на положительные значения весной и отрицательные осенью указывают начало и окончание теплого и холодного периодов.

Установление температуры выше +5°C – начало метеорологической весны. Обычно эту дату принимают за дату возобновления вегетации озимых культур и многолетних трав и начала вегетации древесных и кустарниковых пород. Кроме того, эту дату условно считают датой начала весенних полевых работ.

Период с температурами выше 5°C называют большим вегетационным периодом.

Период с температурами выше 10°C называют периодом активной вегетации, или малым вегетационным периодом.

Переход через 15°C – начало метеорологического лета.

Для определения дат перехода на графике через указанные значения температуры проводят горизонтальные линии; из точек пересечения этих линий с кривой температуры опускают перпендикуляры на ось абсцисс. Продолжительность периодов вычисляется как промежуток времени между датами перехода температуры через соответствующие пределы.

В нашем примере даты перехода и продолжительность периодов с температурами выше указанных пределов составляют:

Выше 0°С: начало 28 марта, конец 3 ноября, продолжительность 220 дней.

Выше 5°С: начало 9 апреля, конец 13 октября, продолжительность 187 дней.

Выше 10°С: начало 27 апреля, конец 25 сентября, продолжительность 151 день.

Результаты представить в форме таблицы (прилож. 2).

2.1.4. Суммы температур

2.1.4.1. Сумма отрицательных среднесуточных температур воздуха используется для оценки степени суровости зимы.

Таблица 3 - Оценка степени суровости зимы

Сумма отрицательных среднесуточных температур воздуха	Характеристика зимы
< -500°	очень мягкая
-500…-1000°	мягкая
-1000…-1500°	типично русская
-1500…-2000°	более холодная
-2000…-4000°	холодная
-4000…-6000°	суровая
> -6000°	жестокая

2.1.4.2. Сумма положительных среднесуточных температур воздуха

В расчет берутся температуры выше 0°С (сумма температур за теплый период). Является характеристикой общего количества тепла.

2.1.4.3. Сумма активных температур

Активной температурой называется температура, при которой активно вегетируют большинство культурных растений; чаще всего это температура выше +10°С (иногда выше +5°).

Для характеристики термических ресурсов территории принято использовать многолетнюю сумму среднесуточных температур выше 10°C. Этот показатель называется также климатической суммой температур.

Сумма активных температур выше 10°С используется также для оценки теплообеспечености сельскохозяйственных культур в данных агроклиматических условиях (раздел 2.3).

Суммы активных температур (Σt_акт) вычисляются следующим образом.

Суммы активных температур (Σt_акт) вычисляются следующим образом.

Подсчет Σt_акт за месяц, в котором средняя температура была выше 10°C, производится умножением среднемесячной температуры на число дней в данном месяце. Например, среднемесячная температура мая 15,0°С. Следовательно, сумма активных температур за май:

Σt_акт = 15,0 × 31 = 465°С.

Для первого и последнего месяцев периода активной вегетации Σt_акт вычисляется с помощью графика годового хода температуры воздуха.

За неполные месяцы в начале и конце периода, когда происходит переход температуры через 10°C, сумма температур подсчитывается по формуле:

,

где t₁₀ – температура воздуха на дату перехода температуры через 10°C;

t_n – температура на конец или начало месяца;

n – число дней неполного месяца.

В нашем примере первым месяцем активной вегетации является апрель. Согласно графика, температура перешла через 10°С 27-го апреля, а 30-го апреля составляла 11,2°С.

Сначала нужно вычислить среднесуточную температуру за 4 дня апреля:

З атем можно вычислить сумму активных температур за апрель:

Σt_акт = 10,6 × 4 = 42°С.

Аналогично вычисляется и сумма активных температур за последний месяц вегетации.

В нашем примере температура понижается до 10°С 25-го сентября, а 1-го сентября она составляет 15,6°С, поэтому сумма активных температур за сентябрь составляет:

°С.

Получив суммы активных температур для каждого месяца, вычисляют сумму в целом за весь вегетационный период (прилож. 2).

В отдельные годы сумма активных температур может отличаться от многолетней на несколько сотен градусов. В связи с этим при оценке термических ресурсов территории, наряду со средними (климатическими) значениями необходимо иметь данные о вероятности сумм температур в отдельные годы.

На рис. 1 представлен график, полученный Ф.Ф. Давитая для определения обеспеченности вегетационного периода суммой активных температур. На графике представлены три кривые: I – для неустойчивого типа климата (Европейская часть России, западная Сибирь и средняя Азия), II – для устойчивого (центральная часть Сибири) и III – для особо устойчивого типа климата (Восточная Сибирь и Дальний Восток).

Отклонение Σt от многолетней средней, °C

Рис. 1. Кривые обеспеченности сумм температур за период с температурой выше 10°С для различных типов климата.

Как видно из графика, при неустойчивом типе климата ежегодно возможна сумма температур на 600°С меньше средней многолетней, а средняя многолетняя сумма обеспечена только в 50% лет. На практике принято использовать климатическую сумму температур, имеющую обеспеченность не менее 80%, т.е. в неустойчивом типе климата она на 200°С меньше средней многолетней.

Для территории Восточной Сибири вводят еще поправку на континентальность климата, которая в среднем равна -100°C.

2.1.4.4. Сумма эффективных температур

Темпы развития растений в основном зависят от температуры воздуха. С повышением температуры (до определенного предела) сокращается продолжительность межфазных периодов, с понижением температуры – увеличивается. Следовательно, в тёплые годы фазы развития растений наступают раньше, чем в более холодные.

Большинство растений умеренного климата начинают вегетацию (развитие) при температуре воздуха +5ºС, а более теплолюбивые – при +7ºC, или даже +10ºС. Эта температура называется биологическим минимумом.

Средняя суточная температура, уменьшенная на величину биологического минимума, представляет собой эффективную температуру.

Таблица 4 - Пример расчета эффективных температур

Показатель	Средняя температура воздуха t, °С								Сумма
	5,9	8,0	16,4	18,8	21,3	19,2	12,3	7,4
tэф>5, °С	0,9	3,0	11,4	13,8	16,3	14,2	7,3	2,4	69,3
tэф>7., °С	-	1,0	9,4	11,8	14,3	12,2	5,3	0,4	54,4
tэф>10., °С	-	-	6,4	8,8	11,3	9,2	2,3	-	38,0

Сумма эффективных температур рассчитывается путем суммирования эффективных температур за какой-либо промежуток времени, например, за декаду, за межфазный период, за фенологический период и проч.

Исследованиями установлено, что продолжительность межфазных периодов зависит именно от эффективной температуры. Для каждого межфазного периода различных культур требуется определенная сумма эффективных температур. По мере накопления этой суммы наступает новая фаза развития растения.

Эта зависимость и лежит в основе методов фенологических прогнозов, или прогнозов сроков наступления фаз развития растений. Суть этих прогнозов заключается в определении даты, к которой накопится необходимая сумма эффективных температур.

От возобновления вегетации до начала цветения плодовых деревьев требуется следующая Σt_эф.>5ºC: для сливы, груши – 125º, для вишни – 150º, для яблони – 185º; от начала до конца цветения накапливается примерно 125º эффективных температур (выше 5°C).

Для некоторых дикорастущих древесных пород: верба красная – 16°, берёза бородавчатая - 70°, черёмуха – 125°, сирень лиловая – 202°, дуб – 210°, рябина – 235°, акация белая – 374°, липа мелколистная – 680° Σt_эф.>5ºC.

Для сеяных трав: лисохвост луговой - 350º, мятлик луговой, ежа сборная – 400º; люцерна, житняк, овсянка, эспарцет - 450º; клевер двуукосный, тимофеевка, костёр – 470º; клевер одноукосный раннеспелый - 550º, среднеспелый - 580º, позднеспелый - 620º Σt_эф.>5ºC.