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.
Из-за заморозков могут погибнуть молодые побеги даже на укрытых розах, винограде, неукоренившаяся рассада, молодые ростки цветов. Эти посадки необходимо дополнительно укрывать.
Условия образования заморозков
В классификации стихийных бедствий в чрезвычайных ситуациях, заморозки относят к метеорологическим и агрометеорологическим опасным явлениям.
Заморозками называют понижения температуры почвы и/или воздуха до 0°С и ниже при положительных среднесуточных температурах.
Заморозки наблюдаются, как правило, в переходное время года. Различают заморозки весенние и осенние, ранние и поздние.
Условия погоды, благоприятствующие заморозку (большое эффективное излучение, слабый ветер), создаются в антициклонах и гребнях повышенного давления.
При заморозках температура воздуха на высоте 2 м (в метеорологической будке) иногда может оставаться положительной, а в самом нижнем слое воздуха, прилегающем к земле, опускается до 0°С и ниже вследствие эффективного излучения.
В случае когда температура воздуха положительна, а температура почвы или растений в результате их радиационного охлаждения опускается ниже 0°С, возникают заморозки на почве.
Интенсивность заморозка зависит от рельефа местности, экспозиции склона, наличия водоема, лесонасаждений. Бывает и так, что заморозок возникает только на почве, а на высоте, например 2 м, заморозка нет.
Установлено, что в период заморозка поле температуры неоднородно как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Известно, что на высоте 1-3 см от поверхности земли температура воздуха при заморозке самая низкая. Разница температуры у поверхности почвы и на высоте двух метров иногда достигает 2-5°С и более. При радиационных заморозках, по нашим наблюдениям, температура изменяется в среднем на 1°С на каждые 15 м высоты по склону.
В горизонтальном направлении поле температуры при заморозке ячеистое. На протяжении одного метра температура воздуха за короткие промежутки времени может изменяться на 2-3°С и более. Вот почему даже на небольшом участке растения при радиационном заморозке повреждаются неодинаково.
В одни годы заморозки прекращаются рано весной и начинаются поздно осенью, в другие – наоборот. На морском побережье Украины заморозки часто прекращаются до перехода средней суточной температуры через 5°С.
По средним многолетним данным заморозки в воздухе весной заканчиваются во второй половине апреля. Заморозки на поверхности почвы заканчиваются в среднем на 5-10 дней позднее, чем заморозки в воздухе.
В отдельные годы заморозки случаются в первой половине мая, а осенью начинаются в начале октября, в северных и западных районах они возможны и в сентябре. Осенью после первых заморозков часто устанавливается длительная теплая погода.
Продолжительность периода без заморозков в разных регионах страны колеблется в различных пределах.
Большое влияние на продолжительность периода без заморозков оказывает рельеф местности. В холмистом рельефе разница в его продолжительности между верхней и нижней частями холма достигает 12-13 дней, а в гористом – 20-25 дней и более.
Виды заморозков
По условиям образования заморозки разделяются на:
– радиационные;
– адвективные;
– адвективно-радиационные.
Радиационные заморозки возникают в тихие, ясные ночи в результате радиационного охлаждения почвы и прилегающих слоев атмосферы. Возникновению таких заморозков благоприятствует безоблачная погода и слабый ветер. Облачность уменьшает эффективное излучение и тем самым снижает вероятность заморозка. Любой экран над поверхностью почвы также уменьшает выхолаживание. Ветер также препятствует возникновению заморозка, так как он усиливает турбулентное перемешивание, в результате чего увеличивается приток тепла от воздуха к почве.
Уровень радиационных заморозков существенно зависит от форм рельефа. Так, в низинах они происходят чаще, чем в возвышенных местах или на склонах, т.к. в вогнутых формах рельефа ночное понижение температуры усилено, холодный воздух дольше застаивается. Поэтому при радиационных заморозках повреждаются в основном растения, расположенные на пониженных местах вогнутых форм рельефа. Заморозки этого типа ограничиваются продолжительностью ночи и длятся обычно 5-6 ч подряд.
Радиационные заморозки часто носят местный характер, так как образуются в низинах и котловинах, куда стекает охлажденный воздух с равнин и склонов. На возвышенных открытых местах образование заморозков маловероятно, так как отсюда охлажденный воздух стекает вниз и заменяется более теплым воздухом, опускающимся сверху.
Заморозки раньше всего появляются в плохо проветриваемых котловинах и на лесных полянах. В малооблачную ночь на ровном месте температура может понизиться до -1°С, тогда как на лесной поляне до -3,6°С.
Существенное влияние на радиационные заморозки оказывают тепловые свойства почвы. Чем меньше ее теплоемкость и коэффициент тепловодности, тем сильнее заморозки.
Так, заморозки на поверхности вспаханных почв, имеющих пониженную теплоемкость и теплопроводность, наблюдаются чаще, чем на поверхности плотных почв. Объясняется это, в частности, тем, что в почвах с малой теплопроводностью затруднен приток тепла к поверхности из более глубоких слоев.
Плотные почвы, обладающие большей теплоемкостью, ночью охлаждаются медленнее рыхлых, а при сравнительно большой их теплопроводности потеря тепла поверхностью быстро возмещается его притоком из более глубоких и более теплых слоев.
Чем темнее почва, тем интенсивнее она охлаждается.
Сухие торфяники значительно чаще и сильнее подвергаются воздействию заморозков, чем влажные. Торф, как темное тело, с одной стороны, отличается большей интенсивностью излучения тепла. С другой стороны, вследствие низкой теплопроводности, приток тепла из более глубоких слоев почвы незначителен. Поэтому поверхностное охлаждение почвы и приземного слоя воздуха на торфяных почвах бывает значительным.
Чем влажнее воздух, тем меньше падение температуры ночью, поэтому над влажной почвой заморозки менее вероятны, чем над сухой. Во влажной почве наблюдается сильный приток тепла из глубоких слоев почвы.
При температуре ниже 0°С вода, преимущественно из которой состоят растения, замерзает, а образующиеся кристаллики льда повреждают их ткани и клетки.
Густая растительность охлаждается сильнее, чем поверхность обнаженной почвы.
Чувствительность к заморозкам изменяется по мере развития растений. Наиболее устойчивые выдерживают понижение температуры до -8, -10°С, устойчивые – до -6, -8°С, малоустойчивые – до -2, -3°С, неустойчивые – до -0,5, -1°С.
Адвективные заморозки образуются при вторжении холодных масс воздуха из северных областей (более продолжительны и вредоносны) в результате адвекции воздуха, имеющего температуру ниже 0°С обычно в начале весны и поздней осенью, при полной облачности и силе ветра; могут держаться в течение нескольких суток.
При вторжении холодного воздуха почва от соприкосновения с ним охлаждается и поэтому температуры воздуха и почвы мало различаются.
Адвективные заморозки охватывают большие площади и мало зависят от местных условий.
Адвективно-радиационные заморозки связаны с вторжением холодного сухого воздуха, иногда даже имеющего положительную температуру. Ночью, особенно при ясной или малооблачной погоде, происходит дополнительное охлаждение этого воздуха за счет излучения и возникают заморозки как на поверхности почвы, так и в воздухе. Эти заморозки наиболее опасны.
Адвективно-радиационные заморозки наблюдаются в ограниченное время, главным образом под утро или с половины ночи и длятся 3-4 ч. Это поздние заморозки весны и ранние заморозки осени, т. е. времени года, когда уровень среднесуточных температур относительно высок. При их возникновении процессы адвекции и радиации дополняют друг друга. Отрицательными значения температуры могут быть лишь в припочвенных слоях, в то время как на уровне метеорологической будки – положительными.
Заморозки часто наносят большой ущерб народному хозяйству, особенно сельскому хозяйству, поражая сады, огороды и виноградники.
Адвективные заморозки весной наносят значительный вред садам и ягодникам, овощным и полевым культурам.
Наиболее опасны адвективно-радиационные заморозки, образующиеся поздней весной или ранней осенью, после продолжительного теплого периода.
Слабыми считаются заморозки при снижении температуры воздуха на поверхности почвы от -0,1 до -2°С. Слой воздуха с отрицательными температурами от 0,5 до 2 м, выше температуры уже положительные.
При умеренных заморозках температура на поверхности почвы снижается до -2,1 – -4°С.
Ниже -4°С и до -7°С – сильные и очень сильные заморозки, а еще ниже – уже морозы.
