АГРОМЕТЕОРОЛОГІЯ Електронний посібник
Головна Анотація Теоретичні відомості Глосарій Список використаних джерел Укладачі	2. ТЕМПЕРАТУРНИЙ ТА ВОДНИЙ РЕЖИМ АТМОСФЕРИ І ГРУНТУ
	2.2. Вода в атмосфері і ґрунті 2.2.1. Значення вологості для сільськогосподарських рослин 2.2.2. Вологість повітря, величини, що її характеризують 2.2.3. Методи та прилади для вимірювання вологості повітря 2.2.4. Випаровування води з різних поверхонь 2.2.5. Транспірація 2.2.6. Агротехнічні заходи зниження випаровування 2.2.7. Конденсація водяної пари 2.2.8. Гідрометеори та їх утворення 2.2.9. Утворення і класифікація хмар 2.2.10. Атмосферні опади, методи вимірювання 2.2.11. Вологість ґрунту 2.2.1. Значення вологості для сільськогосподарських рослин Для фізичних процесів, що відбуваються в атмосфері та ґрунті, вода має дуже важливе значення. Без води неможливі ріст і розвиток рослин. Вологість повітря значно впливає на рослини. При низькій вологості (посухи, суховії) рослини можуть загинути від висихання. При надмірній вологості затримується цвітіння, недостатньо відбувається запилення. Під час збирання врожаю при високій вологості затрудняється робота комбайнів, може проростати зерно в валках. Більшість водяної пари надходить в тропосферу за рахунок випаровування води з водних поверхонь, ґрунту, рослин. Максимальний вміст водяної пари у приземному шарі повітря (6 – 10 км). Водяна пара має меншу щільність, ніж сухе повітря, тому постійно намагається піднятися вгору. Завдяки вітру вона переноситься в горизонтальному напрямку. 2.2.2. Вологість повітря, величини, що її характеризують Вологість повітря – це вміст водяної пари в атмосфері. Її характеризують наступні величини: 1. Абсолютна вологість (а) – кількість водяної пари в 1 м^3 (г/м^3). 2. Насиченість водяної пари (е) – це парціальний тиск водяної пари в повітрі (гПа). 3. Максимальна насиченість водяної пари (Е) (гПа). 4. Відносна вологість (f) – відношення фактичної насиченості е до максимальної насиченості Е при даній температурі у %: f 100% 5. Дефіцит насиченості водяної пари (d) – різниця між максимальною Е та фактичною насиченістю е при даній температурі (гПа): d Е – е 6. Точка роси (td) – температура (), при якій повітря досягає максимального насичення водяною парою. 2.2.3. Методи та прилади для вимірювання вологості повітря Методи вимірювання вологості повітря: 1. Психрометричний («психрос» – охолодження). У психрометричній будці встановлюють вертикально два термометри: сухий (1) і змочений (2), за різницею показів за допомогою психрометричної таблиці визначають відносну вологість повітря. За таким самим принципом працює аспіраційний психрометр, який застосовують при маршрутних (польових) дослідженнях. 2. Сорбційний («поглинання»). Використовуються властивості деяких тіл реагувати на зміну вологи – волосяний гігрометр (7), плівковий гігрометр, гігрограф. 2.2.4. Випаровування води з різних поверхонь Випаровування – процес переходу води з рідкого стану в газоподібний. Водна поверхня Землі становить 86% усієї поверхні і є основним джерелом надходження водяної пари в атмосферу. Щороку з океанів випаровується шар води товщиною в 2 метри. З поверхні суші випаровується близько 14% водяної пари. Для характеристики випаровування використовують показник швидкості або інтенсивності випаровування. Інтенсивність випаровування залежить від: 1. Виду підстилаючої поверхні (вода – суша). 2. Температури (чим вища температура, тим швидше). 3. Вологість повітря (чим менша відносна вологість, тим швидше). 4. Швидкість вітру (чим більша швидкість, тим швидше). На випаровування води з ґрунту впливають: 1. Вологість ґрунту (чим вологіший, тим більше). 2. Механічний склад ґрунту (з глини – більше, з піску – менше). 3. Структура ґрунту (пилувата структура сприяє утворенню поверхневої кірки, посилює випаровування (100%), грудочкувата – зменшує (30%). 4. Колір ґрунту (світлий грунт відбиває сонячну радіацію, менше нагрівається, тому менше випаровування). 5. Характер підстилаючої поверхні (великі брили та грудки мають більшу площу, краще обдуваються вітром, тому випаровуваність більша). 6. Рельєф місцевості (південні та підвищені ділянки місцевості випаровують більше). 7. Наявність рослинності (зменшує випаровування). 2.2.5. Транспірація Випаровування води рослинами називається транспірацією. Рослини при підвищенні температури повітря відкривають продихи в листках і відбувається транспірація. При температурі більше 40 продихи повністю відкриваються, що приводить до висихання рослин. Транспірація рослин залежить від тих же факторів, що і випаровування – температури, вологості повітря, швидкості вітру. Потребу рослин у воді визначають за допомогою коефіцієнта транспірації – це кількість води, яка потрібна для утворення одиниці сухої маси речовини. Для більшості сільськогосподарських культур він становить 250 – 900 г води на 1 г сухої маси. 2.2.6. Агротехнічні заходи зниження випаровування Для того, щоб знизити випаровування води з поверхні ґрунту, тим самим зберегти вологу в ґрунті, необхідно застосовувати наступні заходи: · боронування; · культивація; · оранка міжрядь. Тим самим руйнуються капіляри, по яких вода в ґрунті піднімається на поверхню та випаровується. Полезахисні лісосмуги зменшують швидкість вітру над полями, що також зменшує випаровування. Невеликі ділянки можна накрити плівкою, бадиллям, гіллям дерев, що також зменшує випаровування. 2.2.7. Конденсація водяної пари Перехід водяної пари з газоподібного стану в рідкий називається конденсацією, а в твердий – сублімацією. При зниженні температури повітря до температури точки роси td, водяна пара досягає максимального насичення. Коли температура продовжує знижуватись, то надлишок водяної пари ущільнюється, згущується, утворюючи краплі води чи кришталики льоду. Отже, охолодження – одна із головних умов конденсації водяної пари. Іншою умовою конденсації є наявність в повітрі ядер конденсації. Це можуть бути промислові викиди (пил, гази, масла), кришталики морської солі, частинки ґрунту, піску тощо. При охолодженні повітря до td і нижче, водяна пара адсорбується на ядрах конденсації, утворюючи спочатку дрібну зародкову краплину, а потім – справжню краплю. 2.2.8. Гідрометеори та їх утворення Продукти конденсації (сублімації) водяної пари, що утворилися на земній поверхні або наземних предметах, називаються гідрометеорами. Це роса, іней, паморозь, туман, ожеледь. Роса та іней виникають у тихі безхмарні ночі при охолодженні земної поверхні та приземного шару повітря (при td утворюється іней, при td – роса). Виникають на горизонтальних поверхнях, рослинах, спорудах тощо. За одну ніч утворюється шар роси близько 0,5 мм. Протягом року сумарна кількість роси та інею (якщо перевести в опади) може становити 20 – 40 мм. Незначний вітер сприяє процесу утворення роси чи інею, але при великій швидкості вітру вони не встигають утворюватися або збиваються повітрям. При утворенні роси виділяється акумульована теплота, внаслідок чого підвищується температура повітря і не виникають заморозки. Паморозь. Взимку після тривалих морозів інколи виникає теплий вітер, який несе велику вологу. Тоді при t утворюється зерниста паморозь, а при t утворюється кристалічна паморозь. Зерниста – як скупчення зернин, а кристалічна – як голкоподібні льодяні утворення. Покривають дерева, лінії електропередач, огорожі тощо. Туман. Коли в приземному шарі атмосфери під дією холодної поверхні землі водяна пара охолоджується, то в результаті конденсації чи сублімації можуть виникати тумани. Це дрібні краплини води або льодові кристалики, щільно нагромаджені у повітряному просторі. Восени і навесні, а також влітку на низинних місцях, вночі при тихій безхмарній погоді утворюються радіаційні тумани. Часто нагадують широке покривало або шлейф. Пізно восени, взимку, рано навесні спостерігаються адвективні тумани, що зумовлюються надходженням теплих повітряних мас на холодну поверхню. Відбувається охолодження нижніх шарів повітря, турбулентне перемішування і підняття туману на більшу висоту. Ожеледь утворюється на поверхні ґрунту та наземних предметах у вигляді прозорого шару льоду. Вона утворюється тоді, коли переохолоджені краплі дощу потрапляють на якусь поверхню і відразу замерзають. Під значною масою льоду можуть ламатись гілки дерев, обриватись лінії електропередач тощо. На поверхні ґрунту може утворюватися шар льоду значної товщини. На пасовищах, луках навесні та восени через це погіршується якість травостою. Ожеледь може утворюватися і внаслідок випадання дощу на охолоджену поверхню землі. 2.2.9. Утворення і класифікація хмар Головною причиною утворення хмар є вертикальні рухи повітря – теплова конвекція. При піднятті вгору повітря охолоджується, водяна пара насичується та конденсується чи сублімується. При плюсових температурах утворюються переохолоджені краплі, хмари називають водяними. При мінусових температурах хмари складаються з кришталиків льоду і називаються льодовими. Можуть бути також змішані хмари. Класифікація хмар: Визначається хмарність візуально в балах – від 0 до 10. Все небо приймається за десять частин (балів), а кількість балів вказує, скільки частин неба закрито хмарами. Отже, хмарність в 10 балів свідчить, що небо закрите хмарами повністю, а 0 балів означає безхмарність. Висоту основи хмар на метеостанціях визначають за допомогою світлолокаторів, куль-пілотів, прожекторів (вночі). 2.2.10. Атмосферні опади, методи вимірювання Зливи – це короткочасні дощі, що характеризуються великою інтенсивністю (0,5 мм за хвилину і більше). Захоплюють невелику територію (проходять «смугою»), супроводжуються сильним вітром, короткочасні. Облогові дощі – йдуть тривалий час, захоплюють велику територію, незначної інтенсивності. Мряка – дрібні краплини дощу, їх навіть не видно, тільки відчутно на поверхні по зміні кольору. Сніг (та снігова крупа) – це тверді опади, які на земній поверхні утворюють сніговий покрив, який захищає грунт від промерзання, а озимі культури та багаторічні трави – від вимерзання. При таненні сніг поповнює запаси вологи в грунті та води в річках. Про якість снігового покриву свідчать: – висота; – характер залягання; – щільність. На характер залягання снігового покриву впливає сукупність факторів: рельєф, швидкість вітру та форма підстилаючої поверхні. Опади є основним джерелом вологи в ґрунті. Найбільш ефективними є облогові опади, які поступово вбираються ґрунтом. Під час злив грунт не встигає поглинути воду і вона стікає у низини, змиваючи грунт. Кількість опадів визначають за висотою шару води (мм), який утворився б на поверхні, коли б опади не стікали, не випаровувались і не просочувались в грунт. Застосовують опадомір Третьякова, який складається з відра, що встановлюється на стовпі з 16 вітрозахисними пелюстками. Опади вимірюють 4 рази на добу. Якщо опади тверді – чекають, поки розтануть. Безпосереднє вимірювання здійснюють за допомогою опадомірного стакана. В польових умовах рідкі атмосферні опади вимірюють за допомогою дощоміра Давітая. Це скляний циліндр з поділками, верхня частина якого розширена, площа поперечного перетину 30 см^2. Висота циліндра 30 см. У верхній частині вмонтована лійка, яка запобігає випаровуванню води. Для безперервної реєстрації рідких атмосферних опадів на метеостанціях використовують плювіограф. 2.2.11. Вологість ґрунту Опади не повністю просочуються в грунт. Частина їх стікає, а частина випаровується. Здатність ґрунту вміщувати і утримувати певну кількість води називається вологоємністю. Вона залежить від механічного складу ґрунту, пористості та інших факторів. Вологість ґрунту – це вміст води в ньому. Визначається вологість ґрунту наступними методами: · термостатно-ваговим; · нейтронним. При термостатно-ваговому методі буром беруть проби ґрунту на різних глибинах, зважують, висушують у термостаті, знову зважують, результати підставляють у формулу: W, де Р1 – маса вологого ґрунту (г); Р2 – маса сухого ґрунту (г). При нейтронному методі через вологий грунт пропускають потік нейтронів і за ступенем зменшення потоку завдяки розсіюванню атомами водню визначають вологість ґрунту. Питання по самоконтролю 1. Що таке вологість повітря 2. Назвіть методи вимірювання вологості повітря 3. Перелічіть фактори, які впливають на випаровування води з ґрунту 4. Що таке коефіцієнт транспірації 5. Що таке гідрометеори 6. Назвіть головну причину утворення хмар 7. Охарактеризуйте хмари вертикального розвитку 8. Охарактеризуйте атмосферні опади за фазовим станом та характером випадіння 9. В яких одиницях вимірюють кількість атмосферних опадів
	Попередня тема	На початок	Наступна тема