хозяйства ………………………………………………………………………6
Меры защиты от метеорологических явлений в сельскомхозяйстве………………………………………………………………………11
Исследования агрометеорологии……………………………………..14 Заключение……………………………………………………………..16 Список литературы…………………………………………………….171.Введение
Метеорологические явления представляют собой природный феномен, опасный для жизни человека и способный причинить значительный ущерб его хозяйству. Сегодня такие климатические аномалии случаются каждый день в разных уголках Земли, поэтому данная тема актуальна для исследования.
Сельскохозяйственные растения во время своего роста и развития взаимодействуют с целым комплексом природных условий, из числа которых метеорологические факторы наиболее активны и изменчивы. Их влияние в значительной мере обусловливает величину урожая, качество продукции, а также ее стоимость. Поэтому агроному любых специальностей необходимо уметь грамотно использовать ресурсы климата для повышения продуктивности сельскохозяйственного производства и эффективно противостоять неблагоприятным метеорологическим явлениям, происходящим в атмосфере.
Под опасным метеорологическим явлением понимается событие природного происхождения, которые по своей интенсивности, масштабу распространения и продолжительности могут вызвать поражающее воздействие на людей, объекты экономики и окружающую природную среду. Одна или несколько составляющих опасного природного процесса или явления могут представлять собой поражающий фактор. Фактор может проявляться физическими, химическими, биологическими действиями. Эти действия наносят ущерб, промышленным, сельскохозяйственным предприятиям, населенным пунктам, наносят ущерб природной среде.
Критерии опасных метеорологических явлений устанавливаются, исходя из климатических особенностей региона. Явления, не достигшие установленных критериев, называются неблагоприятными. Неблагоприятные метеорологические явления значительно затрудняют или препятствуют деятельности отдельных отраслей экономики. Комплекс метеорологических явлений - сочетание двух одновременно наблюдающихся явлений и более, каждое из которых по интенсивности не достигает критериев
Некоторые явления погоды могут быть опасными для растений и животных, причинять ущерб сельскому хозяйству. К ним относятся: заморозки, засухи и суховеи, пыльные бури, ливни, град и др. Их необходимо прогнозировать и принимать возможные меры для предотвращения неблагоприятных последствий. Для этого организованы специальные наблюдения для изучения повторяемости и интенсивности опасных явлений для сельского хозяйства. Специальные организации предупреждают сельскохозяйственные предприятия о наступлении этих явлений с помощью средств массовой информации и другим средствам связи, с заблаговременностью от нескольких часов до нескольких суток.
О каждом метеорологическом явлении, которые оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду, мы рассмотрим отдельно.
2. Метеорологические явления для сельского хозяйства
2.1 Погода и климат
Самой непредсказуемой сферой деятельности человека является сельское хозяйство. Ведь оно в значительной мере зависит как от климата, так и от условий погоды в местах выращивания той или иной культуры. Главным фактором, который оказывает влияние на выбор возделываемого растения, является климат. Именно от него зависит, какой вид сельскохозяйственной продукции преобладает в отдельно взятых регионах всего мира. И если климат определен и не меняется в течение длительного времени, то погода ведет себя иначе. Ее изменчивый характер влияет на урожаи не всегда благоприятно. Зачастую капризы погоды значительно снижают уровень эффективности производства сельхозпродукции.
Совокупность всех метеорологических элементов характеризует погоду - состояние атмосферы в рассматриваемом месте в определенный момент или промежуток времени. Погода отличается большим разнообразием и претерпевает непрерывные изменения. Многие из этих изменений носят периодический характер (суточные, годовые изменения) и определяются вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. Другая часть изменений погоды (непериодические изменения) обусловлена переносом воздушных масс, которые нарушают плавный суточный и годовой ход различных метеорологических элементов, нередко перекрывая периодические изменения погоды.
Несмотря на то, что на урожайность оказывает воздействие целый комплекс метеорологических показателей и явлений, из них можно выделить три самых важных показателя: атмосферные осадки, температуру воздуха и солнечную радиацию, обо всех этих параметрах должна информировать местная метеостанция. Солнечная радиация - основной источник энергии для всех процессов, протекающих на Земле, распределяется по поверхности неодинаково: на экваторе - максимум, на полюсах - минимум. В соответствии с этим на земном шаре выделены тропический, два полярных и два умеренных широтных пояса.
Урожайность большинства культур напрямую зависит от сроков выпадения и количества выпадаемых осадков. Наиболее заметной эта зависимость является в засушливых районах.
Климат определяет структуру и продуктивность сельского хозяйства. От него зависит количество, распределение, изменчивость света, тепла и влаги. Именно погода определяет агротехнику: сроки посева, норму высева, глубину заделки семян, поливы и подкормки и другие агротехнические мероприятия, е изменением метеорологических условий меняется и агротехника.
Комплексное изучение закономерностей формирования урожая в системе почва — растение — атмосфера, его прогнозирование и программирование возможны лишь на основе количественной оценки метеорологических факторов, главные из которых — свет, тепло и влага.
2.2 Виды опасных метеорологических явлений для сельского хозяйства
В ряде случаев некоторые неблагоприятные условия погоды - так называемые опасные метеорологические явления могут нанести большой ущерб сельскохозяйственным растениям. К ним относят например, заморозки, засухи, суховеи, пыльные бури, град, сильные ливни (в летний период), сильный мороз, гололед, длительные оттепели (в зимний период).
Заморозки - это понижение температуры воздуха в приземном слое до 0оС и ниже на фоне положительных средних суточных температур. Для некоторых культур опасными и повреждающими могут быть низкие положительные температуры, которые в дальнейшем мы также относим к заморозкам.
Сведения о заморозках используются для обоснования размещения растений, установления сроков сева и уборки, селекции на устойчивость к заморозкам, разработки мер защиты растений от заморозков. Опасны для сельскохозяйственных культур только поздние весенние и ранние осенние, которые совпадают с периодом вегетации культур, а для субтропических культур - зимние заморозки. Выделяют три типа заморозков по характеру процессов, их вызывающих и погодных условий, их сопровождающих: адвективные, радиационные и адвективно-радиационные.
Все заморозки можно подразделить на: слабые - с температурой около 0оС, средние - до -3оС, сильные - ниже -3оС. Влияние рельефа наиболее заметно при втором и третьем типах заморозков.
Степень повреждения растений заморозками зависит от степени их интенсивности и продолжительности, от вида и сорта растения, фазы развития, структуры посева. Выделяют 5 экологических групп сельскохозяйственных культур по устойчивости к низким температурам.
1. Наиболее устойчивые, переносящие короткие заморозки до -7-10оС в начале вегетации. Это ранние яровые и зернобобовые культуры. В период колошения повреждаются при t = -3-4оС, во время цветения - при -1-2оС. Зерно повреждается в фазе молочной спелости при -2-4оС.
2. Устойчивые, которые выдерживают заморозки в начале вегетации до -5-7о, при цветении - до -2оС. Это корнеплоды, лен, некоторые масличные.
3. Среднеустойчивые, выдерживают при всходах до -4о, при цветении - до -2о. Это соя, редис.
4. Малоустойчивые не повреждаются до -2о, при цветении - около 0оС. К ним относятся картофель, кукуруза, сорго.
5. Неустойчивые теплолюбивые повреждаются при -0,5-1,5оС: гречиха, фасоль, рис, хлопчатник, бахчевые, арахис.
Для плодовых и ягодных культур заморозки особенно опасны во время цветения, образования завязей. Критическими температурами для них являются -1-2оС.
Гололед — слой гладкого прозрачного или мутного льда, образующегося на земной поверхности, деревьях и других наземных предметах вследствие намерзания переохлажденных капель дождя или тумана при их соприкосновении с земной поверхностью или наземными предметами, охлажденными ниже 0 °С (рис. 12.11). Чаще всего гололед наблюдается осенью или ранней весной при температуре воздуха от 0 до —5 "С. Необходимо отметить, что повреждения и гибель растений зимой обусловлены, как правило, одновременным действием нескольких опасных явлений, например выпревани-ем и последующим вымоканием, выпиранием и затем выдуванием или высушиванием и т. д. Большое значение для поддержания ослабленных неблагоприятной перезимовкой растений имеют весенняя подкормка их минеральными удобрениями и боронование посевов.
Засуха - комплекс явлений, который вызывает недостаток обеспечения растений влагой, нарушает оптимальный водный режим, что ведет к снижению или гибели урожая. Засуха наступает при длительном отсутствии осадков и высокой испаряемости. Почвенная засуха возникает при недостаточном насыщении водой почвы (мало снега, быстрое его таяние, мало осадков в сезон дождей). Недостаток влаги для растений будет даже при невысокой температуре и испаряемости. Засухи определяются: по количеству выпавших осадков; по запасам влаги в почвах; по значению гидротермического коэффициента (при ГТК менее 0,5 - засуха); по величине урожая (снижение его на 20% от средних значений свидетельствует о перенесенной засухе). Различают атмосферную засуху, обусловливающую сильную транспирацию растений и испарение с поверхности почвы, и почвенную засуху, характеризующуюся недостатком физиологически доступной растениям влаги в почве. Атмосферная засуха обычно предшествует почвенной.
Засухи могут быть:
Постоянные - в зонах пустынь, где земледелие невозможно без орошения (до 200 мм осадков в год);
Сезонные - в полупустынях и сухих степях (до 450 мм осадков в год ) наступают в один и тот же период (летний). Дикие растения заканчивают к этому времени цикл развития, для возделывания культурных требуется орошение;
Случайные - могут возникать в любое время года при общем недостаточном увлажнении территории и представляют большую опасность для земледелия. Бывают в любой сезон, даже при выпадении осадков, если они не восполняют испарение и транспирацию.
По времени наступления засух выделяют четыре их типа:
Весенняя засуха возникает при невысоких температурах воздуха и низкой относительной влажности (до 12%), часто сопровождается сильными ветрами. Иссушение пахотного горизонта почв замедляет прорастание яровых культур, ослабляет их всходы, у озимых - уменьшает количество побегов в период кущения.
Летняя засуха сопровождается высокими температурами воздуха и низкой его влажностью, иссушает почву, снижает прирост вегетативной массы. При продолжительности более 1-2 дней вызывает засыхание листьев, щуплость зерна и др.
Осенняя засуха обуславливается низкими запасами влаги в почвах, опасна для озимых культур.
Зимняя засуха (высыхание растений) бывает во второй половине зимы или ранней весной при отсутствии снежного покрова. В солнечную погоду температура воздуха днем поднимается до 0 °С и выше. При этом надземные части растений прогреваются, что приводит к усилению транспирации, а вода из мерзлой почвы не поступает. В результате обезвоживания листьев повышается концентрация клеточного сока, сильное пересыхание тканей приводит к коагуляции белков в клетках, происходит сначала высыхание надземных органов, а затем узлов кущения и корневых шеек, и растение погибает. Особенно страдают от недостатка влаги при таких условиях слаборазвитые озимые. Это явление чаще наблюдается в районах с неустойчивым снежным покровом, т. е. на юге степной зоны. От зимней засухи могут пострадать также плодовые и ягодные культуры. Причем обводненность растений снижается неравномерно: наибольшие потери влаги наблюдаются у однолетних веток, отсюда и большая повреждаемость их зимней засухой по сравнению с двух-трехлетними.
Для определения засушливости климата существуют различные способы, в том числе, расчет коэффициентов, учитывающих количество осадков, температуру, запас влаги в почве.
Суховеи - ветер усиливает засуху, увеличивая испарение из почв и транспирацию растений, особенно при низкой относительной влажности воздуха (менее 30%), его высокой температуре (более 25оС). Под действием суховея испарение растениями может усиливаться настолько, что растение не успевает восполнять потерю влаги через корневую систему, теряет тургор и увядает. То есть, растение может гибнуть и при достаточном увлажнении почвы.
Пыльные бури - одно из наиболее опасных для сельского хозяйства метеорологических явлений. Они возникают под влиянием как природных, так и антропогенных факторов и нередко связаны с формами земледелия, не соответствующих данной климатической зоне. Наблюдаются при сильном ветре (более 10 м/с), отсутствии структуры пахотного горизонта почв (распыленность) и его иссушенности, отсутствии или слабой растительности на больших территориях. Пыльные бури возникают чаще весной. Выдувание частиц (ветровая эрозия) почвы начинается при скорости ветра около 8 м/с, пылеватые переносятся на большие расстояния, более крупные - падают на поверхность, выбивая новые частицы. Интенсивность выдувания резко возрастает с увеличением скорости ветра, например, при усилении ветра с 12 до 15 м/с эрозия будет в 2 раза больше.
Град - наибольший ущерб град наносит сельскому хозяйству. Выпадая узкой (шириной в несколько километров), но длинной (в 100 км и более) полосой, град уничтожает посевы зерновых, ломает виноградные лозы и ветви деревьев, стебли кукурузы и подсолнечника, выбивает табачные и бахчевые плантации, сбивает плоды во фруктовых садах. От ударов градин гибнет домашняя птица, мелкий скот. Бывают случаи поражения градинами и крупного рогатого скота.
Образуется в кучево-дождевых облаках при температуре вершины облака до -25оС и восходящих потоках воздуха более 10 м/с. Крупные капли поднимаются в верхнюю часть облака, замерзают и быстро растут, сливаясь с другими переохлажденными каплями. Чем дольше действуют восходящие потоки воздуха, тем крупнее градины, размер которых может достигать 7 см, масса - 500 г. Зоны наиболее опасных и частых градобитий находятся в предгорных и горных районах, где в летние жаркие дни возникают особенно мощные восходящие потоки за счет большой неравномерности в нагревании различных форм рельефа, а также за счет горно-долинной циркуляции воздуха.
От солнечных ожогов страдают практически все породы плодовых деревьев во всех районах их возделывания. Во второй половине зимы при ясной погоде в течение суток наблюдаются значительные колебания температуры тканей коры и древесины. Кора на южной стороне деревьев нагревается солнечными лучами до положительных температур, а ночью при низких температурах замерзает, вследствие чего отмирают отдельные участки коры. Такие повреждения называют солнечными ожогами, или морозобоинами. Весной на поврежденных местах коры образуются трещины.
Ливни – это сильный дождь, который может дать за час более 30 мм осадков, вызывает полегание посевов. Ливневые дожди, так же как и град, выпадают из кучево-дождевых облаков, поэтому они охватывают сравнительно небольшие площади. Тем не менее эти дожди за сутки могут дать 80мм осадков и более и нанести существенный ущерб сельскохозяйственному производству. Потоки воды после ливней смывают плодородный слой почв, что называется водной эрозией. Ливни в горах могут вызвать грязевые или грязе-камневые потоки - сели. Ливневые дожди или длительные осадки могут вызывать стекание и прорастание зерна, способствуют развитию болезней сельскохозяйственных культур. Из-за переувлажнения почвы могут сложиться тяжелые условия для уборки зерновых и технических культур. Сильные ливни вымывают питательные вещества из верхних горизонтов в нижележащие слои почвы. Сильные ливневые осадки обычно не успевают впитаться в почву и большая часть их стекает, смывая верхние плодородные слои почвы, вызывая водную эрозию.
Меры защиты от метеорологических явлений в сельском хозяйстве
Стоит отметить, что агроному любых специальностей необходимо эффективно противостоять неблагоприятным метеорологическим явлениям, происходящим в атмосфере.
1.Защита от заморозков проводится с древних времен. Наиболее распространенный способ защиты растений от заморозков - дымление. Из-за температурной инверсии дым не уходит вверх, растекаясь над поверхностью. При этом обогревается воздух, дымовая завеса уменьшает излучение, конденсируется влага на частицах дыма с выделением тепла, защищает от прямых солнечных лучей и резкого нагревания растений. Если ткани растений замерзли, то под дымом оттаивание идет медленнее и степень повреждения снижается. Для дымления используют влажную траву, торф и др. Тепловой эффект при дымлении - до 2оС.
Вентиляция, воздух подогревают мощными установками (типа авиационных двигателей) это позволяет перемешивать холодные приземные слои с более теплыми и высокими, нарушая инверсию. Такие установки применяются для защиты ценных культур. Недостатком метода является небольшой радиус действия и значительная энергоемкость.
Полив перед наступлением заморозков повышает температуру воздуха у земли за счет выделения скрытой теплоты парообразования при испарении поливной воды, повышает температуру точки росы, что задерживает заморозки и ослабляет их на 1,5-2оС. Используются поливы по бороздам, затоплением, дождеванием.
Посадки высоких кустарниковых полос на склонах вокруг пониженных участков рельефа задерживает стекание холодного воздуха в котловины и низины в ночное время, что уменьшает падение температуры в них.
Укрытие растений применяют в субтропиках для защиты ценных культур. Это прозрачные пленки, марля на весь зимний период.
2. Защита от засух и суховеев ведется по трем направлениям:
- селекционно-генетическое - выведение засухоустойчивых сортов растений, подбор их для данных климатических условий.
- агротехническое - проведение приемов для повышения обеспеченности почв влагой: задержание стока атмосферных осадков с поверхности почв и накопление их в почвах, защита почв от пересыхания (снегозадержание, создание чистых паров, культивация, вспашка).
- мелиоративное - орошение, создание лесных полос.
3.Для снижения вероятности возникновения пыльных бурь необходимы мероприятия, направленные на уменьшение скорости ветра у поверхности почв и улучшение структуры почв. Противоэрозионной устойчивости почвы достигают, применяя рациональные приемы обработки, внося минеральные и главным образом органические удобрения, опрыскивая поверхность почвы различными структурообразователями. Создают лесные полосы, оставляют стерню на полях, проводят безотвальную вспашку, чередуют посевы с полями многолетних трав. В районах распространения пыльных бурь, а в засушливые годы повсеместно хороший эффект дает бороздковый посев, при котором семена заделывают в бороздки на глубину до 11...14 см. При таком посеве даже в засушливые годы семена попадают в более влажные слои почвы, что способствует более быстрому и дружному появлению всходов. Снег, задерживаемый в бороздках, предохраняет растения от выдувания и вымерзания, а главное — благодаря мелковолнистой поверхности почвы снижается скорость ветра в приземном слое воздуха и уменьшается перекатывание комочков почвы. Урожайность зерновых культур при таком методе посева повышается в среднем на 15...20 %.
4. Большая часть этого ущерба от града приходится на сельское хозяйство. Поэтому во многих странах разрабатывают и применяют различные способы воздействия на градовые процессы с целью уменьшения ущерба от градобитий. Предотвращение выпадения града возможно путем воздействия на градообразование в облаках с целью предупреждения образования градин. Это достигается при обстреле градовых облаков ракетами или снарядами, содержащими йодистое серебро или йодистый свинец. После разрыва снаряда в облаке рассеиваются ядра конденсации (до 1012 ядер), на которых конденсируется водяной пар из воздуха и с капель без образования града.
5. Меры защиты от водной эрозии сводятся к задержанию и уменьшению поверхностного стока осадков: размещение многолетних трав и зернобобовых культур на эрозионно-опасных склонах, обработка почв поперек склона, насаждение леса, кустарников на склонах, террасирование склонов.
6. Для предохранения плодовых культур от солнечных ожогов стволы обвязывают различными материалами или белят известковыми, меловыми составами или водоэмульсионными красками.
Путем улучшения микроклимата сельскохозяйственных угодий можно повысить урожайность культур. Для северных холодных и избыточно увлажненных районов основным приемом является удаление избытка влаги в почве и выбор наиболее прогреваемых участков рельефа. Для южных областей наиболее важно создание запасов воды в почвах путем снегозадержания и орошения, а также - снижение интенсивности испарения почвой и растениями, для чего создаются лесные полосы. Лесные полосы сильно уменьшает скорость воздушного потока и его турбулентность в припочвенном слое на расстоянии 15-20 высот деревьев. Поэтому наиболее эффективны лесные полосы высотой около 20 метров с чередованием через каждые 500 м.
Исследования агрометеорологии
Агрометеорология изучает проблемы мелиорации, климата и микроклимата полей с целью их возможного улучшения для сельскохозяйственного производства, разрабатывает прогнозы условий развития, роста, количества и качества урожая сельскохозяйственных культур. Задачи агрометеорологии — стремление к эффективному и рациональному использованию метеорологических условий для повышения продуктивности сельскохозяйственного производства, а также агрометеорологическое обоснование мер борьбы с неблагоприятными (опасными) метеорологическими явлениями, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур и домашних животных.
Методы исследований агрометеорологии устанавливают количественные значения основных и второстепенных факторов среды, обусловливающих развитие растений, их лимитирующие значения и оптимальные сочетания с учетом критических периодов.
1. Метод параллельных, или сопряженных, наблюдений метеорологических и за развитием сельскохозяйственных растений в поле (сельскохозяйственных животных на пастбищах). Работают более 2 тыс. агрометеорологических станций в различных зонах страны;
2. Метод учащенных сроков посевов. Растения различных сроков сева развиваются в неодинаковых метеорологических условиях, что дает возможность изучить устойчивость растений к неблагоприятным явлениям погоды;
3.Метод географических посевов, когда исследуемые сорта (гибриды растений) высевают в разных климатических условиях;
4. Метод экспериментально-полевой, при котором с помощью специальных конструкций изменяются метеорологические условия возделывания растений;
5. Метод фитотронов, позволяющий исследовать реакции растений на различные комплексы света, тепла, влаги в камерах искусственного климата;
6. Разработка агрометеорологических прогнозов.
Эти задачи направлены на достижение главной цели — обеспечение всеми видами агрометеорологической информации агропромышленного комплекса страны на проектном, плановом и оперативном уровнях.
По результатам сопряженных агроклиматических и чисто метеорологических наблюдений можно оценить влияние условий погоды на развития и состояние посевов и насаждений сельскохозяйственных культур, условия проведения сельскохозяйственных работ. Данные агроклиматических наблюдений можно использовать для составления агроклиматических прогнозов. Из них наиболее важны прогнозы агроклиматических условий (теплообеспеченность вегетационного периода, сроки оттаяния и промерзании почвы, запасы продуктивной влаги в почве); прогноз урожайности основных сельскохозяйственных и и х качества; прогноз состояния озимых культур, а также плодовых деревьев в зимний период.
Заключение
Метеорологи обязаны информировать на местных уровнях производителей об уровне всех перечисленных параметров. Предвидеть погоду бывает так же трудно, как решить уравнение с несколькими неизвестными величинами. Ответов множество. Но осведомление играет важную роль в правильности выбора действий. Урожайность многих культур зависит не только от количества осадков, но и от времени их выпадения, периодичности. Особенно актуально это для районов, где климат засушливый. Сельхозпроизводителям необходимо всегда учитывать тот факт, что погодные условия не могу быть одновременно подходящими всем растениям, выращиваемым в одной местности. Это связано с различиями в сроках цветения, формирования плодов и созревания. Влияют особенности корневой системы и другие. В таком случае необходима правильная ориентировка производителей на подбор культур для посадки. В случае неурожая одной из них, потери восполнятся высоким урожаем другой. Но это только один аспект, который можно использовать для стабилизации производства.
Конечно, сельхоз экономика рассчитана на потребности всей страны. Но большой ошибкой будет не учитывать погодных условий в отдельных ее районах. Это может привести к значительным потерям урожая и снижению эффективности производства в сельском хозяйстве. Влияние погоды на сельское хозяйство это важный фактор от которого зависит успех всей сельхоз хозяйственной компании.
В ходе написания курсового проекта мной были подробно рассмотрены все виды опасных метеорологических явлений, которые пагубно влияют на сельское хозяйство, меры защиты от них. При написании курсовой работы по теме мной была изучена специальная литература, включающая научные статьи по исследованию метеорологических явлений, описаны основные теоретические аспекты темы исследования, раскрытие ключевых понятий;
Список литературы1. «Метеорология»
2. « Метеорология и физика верхней атмосферы»
3. «Метеорология и климатология»
4. https://agrosbornik. ru/blog/2135-vliyanie-pogody-na-selskoe-xoxyajstvo. html
5. http://catastrofe. ru/atmosfera/213-agrometeorologia. html? start=22
6. http://biofile. ru/geo/14006.html
7. http://www. /selhoznauki/101-agrometeorologiya
