Континентальный климат и садоводство

Относительная влажность воздуха изменяется повсеместно там, где её суточный ход не нарушается периодическими ветрами (ветры с суши и моря, с гор и долин) в направлении, обратном ходу температуры воздуха. При этом суточные колебания над морем и в прибрежных районах меньше, чем в глубине материка, так как на суше в середине дня устанавливается значительно меньшая относительная влажность воздуха. В горах с увеличением высоты над уровнем моря амплитуда колебаний также уменьшается и одновременно становится заметным смещение сроков крайних значений, твёрдо установленных годовым ходом температуры. В лощинах и понижениях суточные колебания относительной влажности, как и температуры воздуха, больше. В годовом цикле максимальное значение относительной влажности воздуха над сушей отмечается зимой, а минимальное — летом.

Воздух с максимально возможным содержанием водяного пара называют насыщенным; относительная влажность его равна 100%. При определённых условиях водяной пар конденсируется, т. е. переходит в жидкое состояние. При этом выделяется теплота, которая расходуется на испарение. Температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы. При дальнейшем охлаждении наступает перенасыщение и конденсация избыточного водяного пара, если имеются так называемые ядра конденсации — твёрдые и жидкие частички, взвешенные в воздухе. Обычно это мельчайшие частички горных пород и почвы, попадающие в атмосферу в результате выветривания, кристаллы морской соли, пыльца растений, бактерии, а также продукты вулканической и человеческой деятельности. В результате вода из невидимой парообразной фазы переходит в виде капелек в видимую жидкую фазу. При соответствующих условиях температуры пар также путём сублимации может переходить непосредственно в твёрдую фазу, в кристаллы льда. В обоих случаях наблюдается образование таких продуктов конденсации или сублимации, как туман или облака. Значительная часть водяного пара конденсируется (или сублимируется) в свободной атмосфере, образуя системы взвешенных продуктов — облака. Как и туманы, облака состоят из мелких капель воды или ледяных кристаллов. Облака имеют разнообразные, быстро меняющиеся формы. Наиболее важной причиной образования облаков и осадков в атмосфере является охлаждение воздуха при подъёме.

Вода, которая выпадает на земную поверхность в жидкой, твёрдой или смешанной форме или осаждается на предметах, называется осадками. Единицей измерения осадков является 1 мм слоя воды, что соответствует 1л на 1 м² поверхности земли. Различают выпадающие осадки — дождь, снег, снежную крупу, ледяную крупу, снежные зёрна, ледяной дождь, град, и осаждающиеся осадки — росу, иней, изморозь, гололедицу. По характеру выпадения атмосферные осадки подразделяются на обложные, ливневые и моросящие. Интенсивность осадков наряду с количеством пара, способного к конденсации, тесно связаны с величиной восходящих потоков воздуха. При интенсивном восхождении воздуха возникают ливни и грозы, а при слабом восходящем потоке — затяжные дожди невысокой интенсивности, а зимой — снегопады.

Обложной дождь выпадает преимущественно из слоистодождевых облаков в течение длительного времени непрерывно или с небольшими перерывами и охватывает обширную территорию. Ливневый дождь возникает из кучево–дождевых облаков и продолжается сравнительно недолго. Интенсивность его резко колеблется. Количество выпавших при этом осадков может быть незначительным или очень большим. Ливневый дождь охватывает, как правило, сравнительно небольшую территорию, проходит «полосой» и нередко сопровождается сильным ветром. Затяжной дождь впитывается почвой лучше, чем ливни. Часто ливневые дожди приводят к водной эрозии незакреплённых почв. При сильном дожде много воды стекает с поверхности, структура пахотного слоя ухудшается, возникает водная эрозия почвы. Морось — осадки, состоящие из очень мелких капелек, не образующих кругов при падении на водную поверхность. Морось обычно выпадает из плотных слоистых облаков, а обложной снег — из слоисто–дождевых, слоисто–кучевых и высоко–слоистых облаков; остальные виды твёрдых осадков — из кучево–дождевых облаков. Град бывает в тёплое время года, когда в кучеводождевых облаках образуется зона накопления крупных капель, которые высокоскоростными восходящими потоками воздуха возносятся в холодную вершину облака и там быстро замерзают. Маленькие градини разрастаются обычно до 4-5 мм в диаметре, покрываясь чередующимися слоями прозрачного и белого льда. Иногда размер градин достигает нескольких сантиметров. Град причиняет большой ущерб садам.

Роса — мелкие капли воды, образующиеся на поверхности почвы, на камнях, на листьях растений при температуре выше О °С, вследствие радиационного охлаждения деятельного слоя в ясные тихие ночи, когда воздух охлаждается ниже точки росы и сконденсировавшаяся вода начинает оседать в виде капелек. Вскоре после восхода солнца роса испаряется. В засушливых районах роса является немаловажным ресурсом влаги для растений, давая в течение тёплого периода 10-30 мм осадков (100-300 т воды на 1 га). Теплота, выделяющаяся при образовании росы, может предотвратить наступление заморозка. Иней — мелкие кристаллы льда, покрывающие поверхность земли и наземных предметов. Он образуется так же, как и роса, но в тех случаях, когда температура точки росы ниже 0 °C и земная поверхность имеет температуру ниже О °С. Иней образуется вследствие сублимации, т. е. непосредственно из водяного пара, минуя жидкую фазу. Изморозь — рыхлый слой снеговидной массы, нарастающий на ветвях, проводах и т. п. (зернистая изморозь), или пушистый слой кристалликов льда, образующийся путём сублимации (кристаллическая изморозь). Зернистая изморозь образуется обычно вследствии потепления после сильных морозов, во время тумана при относительно теплом ветре и температуре – 2… -1 °C, а кристаллическая — при температуре ниже -15 °C. Гололёд — слой гладкого прозрачного или мутного льда, образующийся на земле, деревьях и других наземных предметах в результате замерзания переохлаждённых капель дождя или тумана при их соприкосновении с поверхностью или с предметами, температура которых ниже О °С. Гололёд образуется преимущественно с наветренной стороны предметов. Он является опасным явлением, так как под тяжестью льда ломаются ветви плодовых деревьев и повреждаются цветковые почки, особенно у косточковых культур.

Продуктами конденсации водяного пара непосредственно у земной поверхности являются также различные виды тумана. Туманы состоят из мельчайших капелек воды или кристаллов льда. Основная причина их образования — конденсация или сублимация пара в нижнем слое атмосферы в результате его охлаждения под влиянием холодной подстилающей поверхности. Зимой туманы могут оставаться переохлаждёнными, т. е. не замерзать до температуры -20 °C, а иногда и ниже. Такие туманы часто наблюдаются на побережьях незамерзающих морей. Весной на Южном берегу Крыма, Черноморском побережье Кавказа и в других местах иногда бывают туманы, которые ухудшают опыление и оплодотворение цветков плодовых деревьев, так как мешают полёту насекомых, а мельчайшие частицы влаги приводят к непродуктивному прорастанию и гибели пыльцы.

Суточный ход осадков определяется ходом и характером облачности. В средних широтах с континентальным климатом в течение суток наблюдаются два максимума и два минимума осадков. Главный максимум обычно приходится на послеполуденные часы, главный минимум бывает около полуночи. Вторичный максимум наблюдается ранним утром, вторичный минимум — в дополуденные часы. Однако во многих случаях правильный суточный ход осадков нарушается вторжениями воздушных масс и связанными с ними фронтальными осадками.

Снег, выпадающий при отрицательных температурах, образует снежный покров, продолжительность залегания которого может составлять несколько месяцев, тогда как в южных районах устойчивого снежного покрова не бывает вообще. Высота снежного покрова обусловлена количеством выпавшего снега и его плотностью. В средней полосе высота снежного покрова составляет около 50 см, а на западных склонах Урала достигает 100 см. Характер залегания снежного покрова зависит от рельефа местности, вида поверхности, скорости ветра. Различные сочетания этих факторов создают неравномерность залегания снежного покрова, приводят к образованию сугробов в одних местах и к появлению оголённых участков в других. Снежный покров характеризуется большой отражательной способностью и малой теплопроводностью, которая в несколько раз меньше, чем у почвы, благодаря чему зимний снег обеспечивает защиту от сильного охлаждения почвенного слоя, где размещается основная масса корней плодовых деревьев. В малоснежных регионах снежный покров в саду следует оберегать от выдувания и проводить снегозадержание, так как оно не только защищает от морозов, но и служит резервом влаги на весну.

Вода, содержащаяся в почве, бывает по–разному связана с ней, и поэтому растения не всегда используют её полностью. Запасы влаги в почве могут быть разными при одинаковой влажности почвы. При уменьшении влажности почвы наступает такое состояние, когда растение начинает завядать. Влажность почвы, при которой тургор растений не восстанавливается даже ночью и они начинают устойчиво завядать, называется влажностью завядания, или максимальной гигроскопичностью. Влажность завядания определяется структурой почвы и составляет: для песка 0,5-1,5%, супеси 1,5-4%, подзолистой почвы 3-7%, суглинка (среднего и тяжёлого) 5-12%, чернозёма 7-15%, глины 12-23%, торфа 40-50%. Если эти цифры умножить на 1,3-1,5, то можно приблизительно вычислить коэффициент завядания — количество воды, при котором растение не может обеспечить свои потребности. Влага, используемая растением для формирования урожая, называется продуктивной влагой.

Различают полную влагоёмкость, капиллярную влагоёмкость, наименьшую влагоёмкость. Полная влагоёмкость характеризуется заполнением водой всех пор почвы. Капиллярная влагоёмкость — это количество воды, содержащееся в капиллярах почвы за счёт подтока грунтовых вод. Наименьшая влагоёмкость — максимальное количество воды, которое может находиться в почве в условиях свободного дренирования, т. е. после стекания избытка воды. Влага сверх этой величины обычно просачивается в слои почвы, менее насыщенные водой.

Атмосфера и её циркуляция

Атмосферой называется газообразная оболочка Земли, приземный слой которой является средой сельскохозяйственного производства, причём атмосфера и биосфера находятся в динамическом равновесии. Из всех газов атмосферы наибольшее значение для биосферы имеют азот, кислород, углекислый газ и водяной пар. В нижних слоях атмосферы содержится 78,08% азота (N₂), 20,95% кислорода (О₂), и 0,03% углекислого газа (СО₂).