Павел Астапенко - Вопросы о погоде

Зависимость урожайности большинства культур от количества и сроков выпадения осадков наиболее заметна в районах недостаточного увлажнения, особенно сильно она проявляется у засухонеустойчивых сортов. Для злаков решающее значение имеет накопление влаги в почве за счет осадков, выпадающих в период, предшествующий севу, а также в первой половине лета, когда наблюдается наиболее интенсивный рост растений. В средней полосе Европейской части СССР вклад осадков в урожайность зерновых культур возрастает с северо-запада на юго-восток. Прибавка урожая кукурузы за счет благоприятного распределения осадков в вегетационный период составляет, в зависимости от характера почвы, удобрений и сорта семян, от 2 до 9 ц/га.

На Украине, в Сумской области, в годы с хорошим увлажнением в вегетационный период (435 мм осадков) урожай свеклы на 220 ц/га превышает урожай ее в годы с недостаточным увлажнением (200 мм осадков за тот же период).

На полупустынных равнинах США урожайность пшеницы на 36-80% зависит от осадков, на равнинах Техаса – на 55-66%, в прериях Саскачевана (Канада) – на 36 – 62%. В Индии и Израиле осадки определяют примерно 75% изменчивости урожайности пшеницы.

При оценке влияния осадков на урожаи следует учитывать также и режим температуры, испарения выпавшей влаги и усвоения ее растениями.

Засухи – явление, эпизодически повторяющееся в районах недостаточного увлажнения. Это результат длительного недостатка осадков, обычно сопровождающегося пониженной влажностью и повышенной температурой воздуха. Засухи вызывают снижение запасов влаги в почве, следствием чего бывает замедленный рост или даже гибель растений.

Возникновение засух связано с такими аномалиями атмосферной циркуляции, при которых преобладающим становится поступление масс сухого континентального воздуха и формирование антициклонов, препятствующих передвижению атмосферных фронтов и связанных с ними масс влажного морского воздуха. Этот процесс не всегда удается своевременно распознать и принять необходимые меры для предотвращения или уменьшения потерь урожая, что еще больше усугубляет опасность засух. В Австралии, например, засуха, как правило, успевает охватить примерно 10% территории, прежде чем она оказывается зарегистрированной. Потери от засух в этой стране превышают потери от других стихийных бедствий, таких, как наводнения, ураганы и пр.

В некоторых земледельческих районах мира засушливые годы почти столь же часты, как и годы с нормальными условиями. Например, на Великих равнинах в США в шести округах за последние 100 лет отмечено от 42 до 49 засух, в том числе очень сильных – от 11 до 18.

В ряде районов нашей страны, например в Заволжье, на юго-востоке Европейской части, засухи также случаются довольно часто, и без искусственного орошения полей там невозможно гарантировать устойчивые ежегодные урожаи.

Засухи на Африканском континенте в обширном районе к югу от Сахары – явление не новое, они периодически возникали и в прошлом столетии, но в 70-е годы этого века они оказались суровее и продолжительнее обычного. В 1972-1973 годах засуха носила катастрофический характер: осадков в обширной полосе с населением более 24 млн. человек – жителей государств Мавритания, Сенегал, Нигер, Чад, Гамбия и Буркина Фасо – выпало менее половины годовой нормы; погиб почти весь скот, значительная часть посевов. В последующие годы положение мало изменилось: в 1974 и 1975 годах осадки были хотя и более значительные, но все же недостаточные, в 1976 году снова была засуха, осадков выпало на 30% меньше нормы, в 1977 и 1978 годах недостаток влаги по-прежнему оставался существенным. В 80-е годы положение не улучшилось: в 1983-1985 годах засуха охватила огромные пространства южнее Сахары в Сахельской зоне, нанеся ущерб сельскому хозяйству многих африканских стран, в том числе Судана, Эфиопии, Сомали, Центральноафриканской Республики. Из-за длительного отсутствия осадков практически пересохло озеро Чад, расположенное на территории Нигерии, Нигера, Чада и Камеруна. Пески Сахары надвигаются со скоростью 20 м/год на столицу Мавритании город Нуакшот, грозя стереть его с лица земли.

Географическое распределение осадков было неравномерным: в последнее десятилетие меньше всего осадков – около 50% нормы – выпадало в полупустынном районе вдоль 18° с. ш., однако в направлении к югу количество осадков увеличивалось, составляя в Гамбии 70-80% нормы.

Помимо общей причины возникновения засухи, связанной с неблагоприятными колебаниями крупномасштабной атмосферной циркуляции, в этом регионе действует и с каждым десятилетием проявляет себя все сильнее еще один фактор дезертификации (опустынивания) – бесконтрольная пагубная для природы деятельность человека (нарушение естественного покрова бывших пастбищ, вырубка лесов и т. п.).

Растительный мир нашей планеты приспособился к температурному режиму поверхности земли и приземного слоя воздуха. Подавляющее большинство растений способно развиваться только при положительной температуре воздуха в относительно узких пределах ее колебаний, ограниченных примерно 30°C. Однако отдельные представители земной флоры обладают способностью нормально развиваться при температуре чрезвычайно высокой (некоторые водоросли живут в горячих источниках с температурой воды более 93°C) или очень низкой (в полярных странах есть растения, выживающие при температуре почвы ниже -32°C, а в Сибири даурская лиственница переносит морозы около -70°C)

Способность поверхности растений отражать солнечные лучи очень различна. В умеренных и высоких широтах она невелика, например темный еловый лес отражает всего 6-8% солнечной радиации и поглощает, таким образом, почти все тепло, поступающее от солнца. В пустынях и полупустынях низких широт растительность отражает до 37% солнечной радиации, защищая себя от перегрева.

Специальными исследованиями установлено, что в безоблачные дни максимальная температура поверхности высоких злаков и открытой поверхности воды одна и та же, она приблизительно равна максимальной температуре воздуха, тогда как температура поверхности обнаженной почвы при этом оказывается на 20°C выше.

Термические условия регулируют интенсивность процессов фотосинтеза, а следовательно, непосредственно влияют на рост и развитие растений. Фотосинтез достигает максимума при температуре около 20-25°C, при дальнейшем же повышении температуры, равно как и при ее понижении, он замедляется. Максимальный рост растений происходит в период нарастания температуры воздуха; когда температура воздуха достигает 25°C, увеличение скорости роста подавляющего большинства растений несколько замедляется, а при температуре 30°C она резко падает. Однако влияние температуры на развитие растений не столь простое, как может показаться: для нормального развития многих растений нужны периоды заметного снижения температуры, без которых они утрачивают способность к цветению и плодоношению.