Микроклиматическая изменчивость термических ресурсов вегетационного периода на южном берегу Крыма
Реферат
микроклиматическая изменчивость термических ресурсов вегетационного периода на южном берегу крыма
Изучение микроклимата в разных природных зонах имеет свои особенности. В средней полосе и на севере достаточно хорошо исследованы закономерности его формирования, характерные для теплой части года [16, 17], а в южных областях – присущие зимнему времени [11, 18, 20, 21]. Такое акцентирование внимания на том либо ином сезоне вполне оправдано спецификой аграрного производства каждого региона. Однако в Крыму при интродукции новых сельскохозяйственных и декоративных растений нельзя удовлетвориться учетом только зимней погоды. Даже на юге полуострова условия вегетационного периода в ряде случаев также накладывают ограничения на успешность натурализации и введения в культуру наиболее теплолюбивых видов [7], на возможность собирать полноценные урожаи таких субтропических плодовых пород, как гранат, фейхоа и подобных им по требовательности к тепловым ресурсам [4]. Для Никитского ботанического сада (НБС) эти вопросы тем более актуальны, что работы в области селекции и акклиматизации ведутся на участках с несходным микроклиматом.
Целью наших исследований являлось обнаружение и описание локальных (местного масштаба) трансформаций термического поля в пределах НБС в теплое время года. Надо было, рассматривая эту местность как модельный полигон, не только установить зависимости, свойственные всему Южному берегу Крыма (ЮБК), но и дать в количественном выражении детальное микроклиматическое описание конкретной территории, представив информацию в пригодной для практического использования форме. Последнее подразумевает картирование в масштабе крупнее 1:10000 (а желательно - не мельче 1: 5000), так что нам не удалось непосредственно использовать обширные и подробные материалы А.В. Шахновича [21], поскольку они не обеспечивают детализации, достаточной для небольшой площади Никитского сада – около 400 га включая ближайшие окрестности.
Для изучения и оценки термических ресурсов на разных участках НБС были организованы специальные метеорологические (микроклиматические) наблюдения: измерение температуры воздуха на уровне 2 м и непрерывная ее регистрация с помощью самописцев, установленных в метеобудках БС-1. Регулярный контроль показаний самописцев – по аспирационному психрометру при обходе будок и смене лент. Все используемые приборы и оборудование (термографы, метеобудки, максимальные и минимальные термометры) - стандартные, поверенные, сертифицированные Гидрометеослужбой. Порядок выполнения наблюдений, обработки и дальнейшего климатологического обобщения их материалов соответствовал принятому в системе Гидрометеослужбы [8, 12, 13, 14, 17].
Измерения производили с января 1981 г. по апрель 1987 г., но не во всех двенадцати точках (рис.) в течение всего этого времени. Наиболее полны материалы за первые три года, они и использованы здесь для получения выводов. Трехлетний период считается достаточным для выявления микроклиматических закономерностей [17]. В качестве опорных данных привлечены материалы длиннорядной агрометеостанции «Никитский Сад, Мартьян», действующей с 1929 г. по настоящее время. Срочные данные за 1981 – 1987 гг. используются с любезного разрешения начальника станции к.г.н. Д.И. Фурса по договору о творческом сотрудничестве. Подробные сведения об участках, где вели исследования, сообщались в предыдущей публикации [6], поэтому теперь ограничимся кратким их описанием.
ПУНКТЫ микроКЛИМАТИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ,
их местоположение и абсолютная высота над уровнем моря (н.у.м.).
1. Поселок Никита, ул. Кедровая (ранее Подгорная), дом № 20 (подворье Гончаровых). 310 м н.у.м.
2. Метеостанция «Никитский Сад». 208 м н.у.м.
3. Квартал XXII НБС – персиковый сад ниже старой амбулатории. 170 м н.у.м.
4. Граница между кварталами VI, IX и X производственно-экспериментального хозяйства (ПЭХ).
НБС – коллекции абрикоса и персика. 170 м н.у.м.
5. Верхний парк, куртина 14 – 50 м северо-восточнее розария. 165 м н.у.м.
6. Нижний парк, куртина 103 – 50 м западнее каскадного бассейна. 110 м н.у.м.
7. Коллекция инжира у «Нижнего круга». 85 м н.у.м.
8. Тепличный комплекс – 20 м южнее котельной. 80 м н.у.м.
9. Интродукционный питомник. 90 м н.у.м.
9а. Пальмарий Приморского парка, куртина 152. 55 м н.у.м.
10. Парк Монтедор – южный край большой поляны с газоном. 18 м н.у.м.
11. Первая приморская терраса, куртина 174 – 100 м к северо-востоку от причала. 12 м н.у.м.
12. Набережная НБС, 150 м восточнее причала. 2 м н.у.м.
Охваченная наблюдениями территория неоднородна по рельефу и достаточно полно отражает условия ЮБК в целом. Микропункты приурочены и к выпуклым, и к вогнутым формам земных неровностей, к мысу Монтедор и к бухтообразной излучине берега. Например, п. 1 находится на южном, а п. 9а - на юго-западном склоне, п. 2 - на горном гребне, п. 9 на - ровном участке, а п. 3 и п. 7 - в амфитеатрах разной экспозиции; есть даже точка наблюдений у подножия невысокого северного склона - п. 10. Размещение одних метеобудок открытое, другие затеняются кронами высоких деревьев парка [6]. Столь заметное разнообразие местоположений дает возможность составить объективное представление о пространственных вариациях термических полей на ЮБК.
Интегральным агроклиматологическим показателем температурного режима теплой части года, по которому оценивается теплообеспеченность сельхозугодий, является термическая емкость сезона вегетации. Ее информативными параметрами служат число дней от весеннего до осеннего перехода средней температуры через заданные пределы и сумма среднесуточных температур, накопленная за это время. Даты перехода удобно находить графически - методом построения гистограмм [8], а суммы температур вычислять как площадь геометрической фигуры, образуемой абсциссой (осью времени) и кривой подекадно осредненной температуры.
В данной работе рассматривается часть года, заключенная между датами перехода температуры воздуха через 100С к более высоким значениям весной и к более низким осенью. Такую температуру общепринято считать соответствующей началу и окончанию сезона активной вегетации растений. В среднем многолетнем выводе его продолжительность в Никитском саду равна, по нашим расчетам за 59 лет (с 1929 по 1987 г.), 206 дням: начало – 15 апреля, окончание – 7 ноября. Даты несколько отличаются от указанной в климатическом справочнике [19] нормы (200 дней, с 17 апреля по 4 ноября), поскольку не совсем совпадают значения температуры за пятидесятидевятилетний (табл. 1) и основной климатологический [19] периоды. На ЮБК довольно часты весенние заморозки за время от перехода температуры через 50С до достижения ею отметки 100, но у южнобережного климата имеется важная особенность и положительное свойство - исключительная редкость этого явления после перехода средней температуры через 100 (вероятность около 5%). Следовательно, нет необходимости вносить в расчеты термических ресурсов поправку на такого рода похолодания, без чего нельзя обойтись в некоторых континентальных регионах [9].
Таблица 1
Среднемесячные температуры воздуха (t0, градусы Цельсия) и месячные суммы атмосферных осадков ( ос., миллиметры слоя воды) теплого периода за годы микроклиматических наблюдений в сравнении с многолетней нормой. Метеостанция Никитский Сад
|
Учетный
период
|
Показатель
|
М е с я ц ы г о д а
|
|
|
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII
|
IX
|
X
|
XI
|
|
1981
год
|
t0
|
8,5
|
13,5
|
21,9
|
23,7
|
22,9
|
19,0
|
16,0
|
8.1
|
|
|
ос.
|
29,1
|
58,3
|
37,6
|
38,2
|
56,1
|
26,0
|
58,2
|
148.3
|
|
1982
год
|
t0
|
9,4
|
15,7
|
19,2
|
20,6
|
22,2
|
20,5
|
12,9
|
8.5
|
|
|
ос.
|
57,1
|
19,0
|
4,6
|
97,5
|
41,2
|
9,3
|
15,2
|
2.0
|
|
1983
год
|
t0
|
11,7
|
16,9
|
19,6
|
22,6
|
21,1
|
19,0
|
12,9
|
7.3
|
|
|
ос.
|
5,4
|
24,6
|
132,8
|
39,6
|
30,9
|
9,3
|
55,1
|
33.3
|
|
Среднее за 3 года
|
t0
|
9,9
|
15,4
|
20,2
|
22,3
|
22,1
|
19,5
|
13,9
|
8.0
|
|
|
ос.
|
30,5
|
34,0
|
58,3
|
58,4
|
42,7
|
14,9
|
42,8
|
61.2
|
|
Климатическая норма *
|
t0
|
9,8
|
15,3
|
19,7
|
23,1
|
22,9
|
18,5
|
13,6
|
8.5
|
|
|
ос.
|
25
|
34
|
39
|
32
|
30
|
35
|
44
|
69
|
|
С 1929 по 1987 год
|
t0
|
10,0
|
15,2
|
19,9
|
23,0
|
22,9
|
18,6
|
13,3
|
8,8
|
|
|
t0 **
|
1,66
|
1,44
|
1,38
|
1,38
|
1,29
|
1,45
|
1,94
|
1,83
|
|
|
ос.
|
31
|
32
|
40
|
31
|
32
|
38
|
42
|
65
|
|
|
ос. **
|
26,9
|
22,2
|
28,5
|
25,0
|
32,4
|
51,4
|
30,3
|
39,9
|
* Приведенные к основному климатологическому периоду (1881–1960 гг.) значения по [19].
** – среднее квадратическое отклонение для средних месячных значений температуры воздуха и сумм осадков, равно D1/2, где D – смещенная дисперсия.
Метеорологический режим теплых месяцев в годы микроклиматических наблюдений был вполне обычным (табл. 1). Отклонения сумм осадков и температуры от многолетней нормы в меньшую и большую стороны происходили с примерно равной вероятностью. Исключение составляет сентябрьская погода: в любой год из трех рассматриваемых девятый месяц был теплее и суше многолетней нормы. Наиболее существенное отличие температуры от средней многолетней отмечено в октябре 1981 г., но и оно не вышло за пределы двойной квадратичной погрешности: (16,00 – 13,30) < (1,940 · 2). В большинстве случаев ее отклонения лежат в пределах ± (табл. 1).
В ходе исследования впервые были определены для метеостанции Никитский Сад такие статистические характеристики межгодовой изменчивости температуры и атмосферных осадков, как дисперсия D, коэффициент вариации Cv и другие (табл. 1). В НБС суммы осадков очень непостоянны и, в отличие от метеостанции Ялта, в августе - сентябре Cv превышает единицу ( > ос.). Варьирование температуры воздуха в теплое время года не столь велико, Cv в разные месяцы составляет от 0,06 до 0,21, то есть от 6% до 21%. Сравнение индексов дисперсии с температурой воздуха за 1981-1983 гг. (табл. 1) и, с другой стороны, с ее пространственными трансформациями (табл. 2) приводит к выводу, что в НБС и его окрестностях термические условия от года к году меняются всё же более резко, чем от точки к точке.
Таблица 2
Среднемесячные температуры воздуха в теплый период года на территории НБС
(прочерк означает пропуск наблюдений)