Навігація
Зараз на сайті
Гостей: 2

Користувачів: 0

Всього користувачів: 30
Новий користувач: sanchopex
Останні статті
Высадка рассады томатов в открытый грунт
Оцінювання тісноти кореляційної залежності між ...
Процедура обчислень при перевірці статестичних ...
Вредители и болезни кукурузы.
Вредители и болезни ячменя и других колосовых з...
Останні завантаження
Приклад розрахунку т...
Куртенер Д. А. Усков...
Підказки на деякі за...
Презентация на тему ...
Підручник "Мікроклім...
Останнi огляди:
Очистка зерна
Высококачественная г...
Уголок от "Металлург...
Компания TPG - отдых...
Как выбрать одежду д...
Выращивание арбузов ...
Ленточная пила по де...
Наш сад
Структура статей
Усі статті » 13) З.А. Міщенко, Г. В. Ляшенко "Мікрокліматологія" » 1.1. Методика проведення натурного мікрокліматичного експерименту на полігонах.
1.1. Методика проведення натурного мікрокліматичного експерименту на полігонах.

Перші прості мікрокліматичні експериментальні дослідження були проведені П.І.Колосковим в минуле століття на Далекому Сході СНД з метою оцінки заморозко - та морозонебезпечності і в 30-ті роки на Чорноморському узбережжі Кавказу під керівництвом Г.Т. Селянінова з метою розміщення субтропічних культур.

В цих роботах були закладені основи методики проведення експедиційних мікрокліматичних досліджень. В 50-60-ті роки сектором мікрокліматології ГГО під керівництвом І.А. Гольцберг в різних регіонах країни з горбкуватим і гірським рельєфом були проведені складні метеорологічні, актинометричні, теплобалансові, градієнтні спостереження із застосуванням дистанційних приладів.

На рисунку представлено стаціонарний мікрокліматичний майданчик з приладами та устаткуванням для спостережень за розширеною програмою. Паралельно проводилися агрометеорологічні спостереження з метою визначення просторової мінливості темпів розвитку, врожаю та якості культурних рослин і розроблена методика експериментальних мікрокліматичних досліджень. Надалі ця методика уточнювалася шляхом проведення аналогічних досліджень стосовно до місцевих особливостей та об’єктів дослідження в Естонії, Литві, Україні, Вірменії.

Особливо треба відзначити розвиток експериментальних мікрокліматичних досліджень на території Молдові під керівництвом З.А.Міщенко. Поряд з використанням методики ГГО, для умов Молдавського регіону з метою рішення ресурсних задач щодо оптимізації розміщення однорічних і багаторічних культур і, особливо, цінних теплолюбних культур, вперше була розроблена методика проведення  мікрокліматичного експерименту в географічному розрізі з системою полігонів, які охоплюють основні типи неоднорідної діяльної поверхні (форма рельєфу, експозиція і крутість схилів, типи ґрунтів, близькість водоймищ тощо). Вона мала комплексний напрямок і охоплювала проведення паралельних мікрокліматичних і біоекологічних спостережень щоденно і цілорічно одночасно на певному числі полігонів (5-6 ) в різних кліматичних зонах Молдови.

Схема розміщення вимірювальних приладів теплобалансового комплексу

Рисунок 1.1 – Схема розміщення вимірювальних приладів теплобалансового комплексу на поверхні лучної рослинності (агроценоз): 1 – щогла з аспіраційними психрометрами, 2 – щогла з контактними анемометрами, 3 – актинометрична стріла з подвійним комплексом приладів, 4 – актинометр з гальванометром, 5 – щогла з комплектом напівпровідниковим психрометром, 6 – щогла з комплексом мікроактинометричних приладів, 7 -  мікровипарний комплекс, 8 – анеморумбометр, 9 – термопавуки ґрунтові термометри, 10 – дощомір, 11 – палатка з пультом управління.

Вибір мікрокліматичних точок або пунктів спостереження, їх оснащення (необхідний набір метеорологічних приладів - стандартних та спеціальних) і об’єм мікрокліматичних спостережень залежать від мети і об’єкта дослідження. В усіх випадках мікрокліматичні дослідження треба починати з візуальної  зйомки території, маючи план господарства і крупномасштабну гіпсометричну карту. Їх бажано проводити в теплу пору року, коли спостерігається найбільша різниця у стані рослинності. При візуальній мікрокліматичній зйомці оцінюються основні типи та форми рельєфу, відносне перевищення висот, види, форми, замкненість та  звивистість долин, відкритість місцевості холодним вітрам, лісонасадження тощо.

Результати візуальної  зйомки та картографічний аналіз території є підставою для  відбору місць під стаціонарні мікрокліматичні майданчики (СМП), стаціонарні мікрокліматичні точки (СМТ) та маршрутні мікрокліматичні точки (ММТ). Типова схема пунктів спостереження в складному рельєфі на прикладі одного мікрокліматичного полігону площею 10 км2 (Центральна, Кодрова, зона Молдови) представлена на рис.1.2. На стаціонарних мікрокліматичних майданчиках (СМП) спостереження проводяться за розширеною програмою, на стаціонарних мікроточках (СМТ) – за спрощеною, а на маршрутних мікрокліматичних точках (ММТ)  - в більшості випадків, проводяться термометрична і анемометрична мікрозйомки для оцінки умов заморозко- і морозонебезпечності. На ММТ також проводять агрометеорологічні спостереження за фазами розвитку, врожайністю і якістю продукції сільськогосподарських культур.

Для визначення характерних типових мікрокліматичних точок доцільно використовувати синтетичну карту природних неоднорідностей діяльної поверхні (ПНДП), яка являє собою комплекс таких аналітичних карт як гіпсометрична, карти глибини вертикального та горизонтального розчленування рельєфу, експозиції (за 8-ми румбами) і крутості схилів, карта ґрунтів і схема землекористування. Приклад таких карт з нанесенням мікрокліматичних точок для території НПО ”Вієрул”, Молдова представлено на рис. 1.3.

Об’єм мікрокліматичних спостережень на кожному експериментальному полігоні досить широкий і відповідав програмі декількох спеціалізованих станцій гідрометеорологічної мережі –актинометричної, теплобалансової, метеорологічної і агрометеорологічної.

Типова схема мікрокліматичного експерименту у складному рельєфі

        Рисунок 1.2 – Типова схема мікрокліматичного експерименту у складному рельєфі. СМП і СМТ - відповідно  стаціонарні мікрокліматичні майданчики і точки, ММТ – маршрутні мікрокліматичні точки.

Схема розміщення мікрокліматичного полігону на синтетичній карті природних неоднорідностей діяльної поверхні

Рисунок 1.3 – Схема розміщення мікрокліматичного полігону на синтетичній карті природних неоднорідностей діяльної поверхні (ПНДП). На території НПО “Вієрул” в Центральній зоні Молдови. 1- вододільне плато крутістю 0-3°; 2- дно долин і балок крутістю 0-3°; Схили крутістю: 3- крутістю 3-6°; 4- 6-9°; 5- 9-12°; 6- 12-15°; 7- межа ділянок з різною експозицією схилів; 8- межа ділянок з різною крутістю; 9- межа сільськогосподарських угідь; 10 – виноградники; 11- сади; 12- стаціонарні мікро точки; 13-позначення експозиції.

В табл. 1.1 представлено скорочену і розширену програму комплексних мікрокліматичних спостережень, за якими проводилися дослідження в республіканській лабораторії агромікрокліматології МСГ Молдови. Стаціонарні майданчики (СММ), які проводять спостереження  за розширеною програмою, закладаються на основних формах рельєфу: ВП – вододільне плато, СПнС – середина північного схилу, СПдС – середина південного схилу, ДД – дно долини. Стаціонарні мікроточки (СМТ) розміщують на верхніх та нижніх частинах схилів різної експозиції, а також на ґрунтах різного механічного складу.

В програму дослідження входить вивчення таких питань

-  радіаційний режим і тепловий баланс;

-  вітровий режим (швидкість та напрям вітру);

-  тепловий режим у біологічно активному шарі повітря і ґрунту та самих рослин;

-  теплові ресурси і теплозабезпеченість роздільно вдень та вночі;

- заморозконебезпечність весною і восени;

- морозонебезпечність для зимуючих культур;

-  зволоження повітря і ґрунту, вологозабезпеченість;

-  опади, сніговий покрив, глибина промерзання і відтанення ґрунту, м’яко-пластичний стан ґрунту;

- фенологічні і біометричні спостереження і вимірювання;

- врожай і якість продукції сільськогосподарських культур.

Спостереження за скороченою програмою проводяться для рішення окремих задач, наприклад, уточнення розрахункових схем мікрокліматичної мінливості характеристик заморозконебезпечності, вітрового режиму, вологості і температури ґрунту тощо (табл. 1.1). Тривалість таких спостережень 2-3 роки в окремі сезони. Їх метою є “прив’язка” вже відомих закономірностей формування мікроклімату в конкретній місцевості. Для вивчення фізичних закономірностей формування мікроклімату з наступною деталізацією агрокліматичних ресурсів на обмеженій території необхідно проведення довготермінових мікрокліматичних спостережень на експериментальному полігоні за розширеною програмою в усі сезони року впродовж 3-5 років.

Мікрокліматичні спостереження за розширеною програмою охоплюють комплекс актинометричних, метеорологічних і агрометеорологічних спостережень і проводяться одночасно над сонячною радіацією, вітром, температурою і вологістю повітря і ґрунту у діяльному шарі, над складовими теплового і водного балансів, температурою зімкненого рослинного покриву і самих рослин, опадами, випаровуванням і випаровуваністю (табл. 1.1). Паралельно, на спеціально обраних ділянках поряд з СМП і СМТ проводять фенологічні (за фазами культур) і біометричні спостереження (виміри висоти рослин, площі їх листової поверхні, біомаси рослин).   Періодично    проводяться  спостереження за станом ґрунту, її промерзанням і відтаненням, датою наступу м’якопластичного стану, а також висотою снігового покриву. Розширена програма завбачає проведення в окремі сезони року синхронних цілодобових (або впродовж дня) спостережень на стаціонарних мікрокліматичних майданчиках, коли кожної години проводять три 20-ти хвилинні серії. Вони обов’язково повинні охоплювати проміжок часу за 1,0-1,5 години до сходу і 1 годину після заходу Сонця (спостереження проводяться за середнім сонячним часом).

Таблиця 1.1 – Програма інструментальних мікрокліматичних спостережень.

а ) розширена програма

Вид спостережень  Назва приладу  Параметр  Рівні вимірювання, м   Строки спостережень, год. і хв.
Актинометричні спостереження і розрахунки  Балансомір, актинометр, піранометр, альбедометр  R, S, Q, Qф , D, Aк, Eеф  1,5  6.30-7.30, 8.30-9.30, 10.30 -11.30, 12.30-13.30, 14.30-15.30, 16.30-17.30, 18.30-19.30, 20.30-21.30                                                                                                                   
  Градієнтні спостереження над температурою і вологістю повітря  Пихрометр ручной, електропсихрометр  

Tп , r, e, d,

Tп, ∆r, ∆e, ∆d

 0,2; 0,5; 1,5; 3,5; 8; 12; 16   21.00-21.10, 23.00-23.10, 1.00-1.10, 3.00-3.10, 4.30-5.30, 6.30-7.30, 8.30-9.30, 10.30-11.30, 12.30-13.30,14.30-15.30, 16.30-17.30, 18.30-19.30
  Градієнтні спостереження над швидкістю й напрямком вітру  Анемометр Фусса, контактний анемометр  V, ΔVc, Nv  Ті  ж  Ті  ж

Теплобалансові спостереження і

розрахунки
 Теплобалансограф АФІ  R, LE, P,B  Ті  ж  Ті  ж
 Добовий хід температури і вологості повітря  Термограф, гігрограф  Тпч , fпч  0,2; 0,5; 1,5  Познаки на стрічках і 7, 14, 21 і 3 години
 Термометричні зйомки  Максимальні і мінімальні термометри  Тмакс, Т мін  0; 0,02; 0,2; 0,5; 1,5  Щоденно увечері й вранці
  Радіаційна температура діяльної поверхні і рослин  Радіаційний термометр, термометр-павук, ТР-11   Tw , (Tw Tп), Т р   1,00 або 1,5; 0,20 – 1,00  6.30-7.30, 8.30-9.30, 10.30 -11.30, 12.30-13.30, 14.30 -15.30, 16.30-17.30,     18.30-19.30, 20.30-21.30
 Температура грунту на поверхні та на глибинах  Грунтові термометр, колінчаті термометри опору  Тпг , Т г  0,0; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,40; 0,80; 1,20; 1,60  21.00-21.10, 23.00-23.10, 1.00-1.10, 3.00-3.10, 4.30-5.30, 6.30- 7.30,8.30-9.30, 10.30-11.30, 12.30-13.30, 14.30-15.30,16.30-17.30, 18.30-19.30, 20.30-21.30
 Опади, роса  Дощомір, плювіограф, росограф  Рс, Рд , Рн  1,5 або 2,0; 0,2; 0,5; 1,5  Щоденно увечері й вранці
 Сумарне випаровування, випаровуваність  Випарник ГГІ, лізіметр  Еф, Ео , Еф / Ео  -  Один раз на декаду
 Вологість грунту на глибинах  Термомтатно-ваговий метод, нейтроний вологомір  W %, W, мм  0,10 – 1,00  Один раз на декаду та після значних опадів
 Фенологічні спостереження  Глазомірно  Дати наступу фаз розвитку  -  Один раз у п’ять днів
 Біоекологічні спостереження над висотою рослин, біомасою і врожаєм  Вимірювання і розрахунки  Нр, Бм , Uф  -  Один раз на декаду весною і влітку
 Сніговимірні зйомки  Сніговимірна рейка             Нс  -  Один раз на декаду
 Стан грунту (промерзання, відтанення, м’якопластичний)  Мерзлотомір Даніліна  hп , h т ,  На глибині грунту    0,10-1,00  Один раз на декаду восени, взимку і весною
         

 б) скорочена програма

Термометрична зйомка Строчний, максимальний і мінімальний термометри, псіхрометри  Тпч, Тмакс, Т мін  0,02; 0,2; 0,5; 1,5  6.30-7.30, 12.30-13.30,      18.30-19.30
 Добовий хід температури і вологості повітря  Термограф, гігрограф  Тпч , f пч  0,5; 1,5  Познаки на стрічках і 7, 13, і 19 години
 Анемометричні  зйомки  Контактний анемометр  V, Nv  0,2; 0,5; 1,5  6.30-7.30, 12.30-13.30,      18.30-19.30
 Спостереження над температурою грунту  ТЕТ-2, ПІІТГ, грунтові і колінчаті термометри  Тпг , Т г  0,0; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20;  6.30-7.30, 12.30-13.30                                                                                                                                                                                                                                                       18.30-19.30, 20.30-21.30
 Спостереження за опадами  Дощомір, плювіограф, росограф  Рс, Рд , Рн  -  Щоденно вранці й увечері
 Спостереження за вологістю грунту  Термомтатно-ваговий метод  W %, W, мм  0,02; 0,10; 0,20; 0,30; 0,40; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 0,90; 1,00  Один раз на декаду та після значних опадів
 Фенологічні і біоекологічні спостереження  Глазомірно  Дати наступу фаз розвитку  -  Один раз у п’ять днів
 Комплексні мікрокліматичні зйомки на місцевості  Усі приладі, які необхідні для спостережень  Усі параметри      У шарі повітря  0 - 2 м і шарі грунту 0 - 2 м                 4.30-5.30, 6.30-7.30, 10.30-11.30, 13.30-14.30 15.30-16.3, 18.30-19.30, 21.00-21.15

Специфіка мікрокліматичних спостережень визначається характером і фізичними властивостями неоднорідностей діяльної поверхні, які обумовлюють формування мікроклімату: розчленованого рельєфу, різних типів ґрунтів на рівнинних землях, прибережних районів морів та значних водоймищ, різних агроценозів, меліоріруємих земель (теплова та водна меліорація). При вивченні горбкуватого і гірського рельєфу стаціонарні мікроточки закладаються на вододільних плато або вершині пагорбів, в середніх частинах схилів (наприклад, північної і південної експозиції однакової крутості) і на дні широкої долини ( якщо її ширина в поперечнику більше 2 км, то вона може бути контрольною мікроточкою). Маршрутні мікроточки закладаються на верхніх і нижніх частинах схилів основних експозицій, а також на підніжжі і на дні вузької замкненої долини або улоговини. В гірському рельєфі при виборі мікроточок враховується абсолютна висота місцевості.

На схилових землях треба застосовувати стрічковий спосіб розміщення приладів для виконання метеорологічних спостережень, а також для визначення вологості ґрунту, висоти снігового покриву, глибини промерзання та відтанення ґрунту. Закладання біоекологічних точок для визначення фаз розвитку рослин, біометричних показників, врожайності та якості  культур в умовах розчленованого рельєфу також виконується за стрічковим способом, тобто вздовж ключової ділянки. При вивченні мікроклімату ґрунтів різного механічного складу і родючості на рівнинних землях стаціонарний мікрокліматичний майданчик закладають  на рівнинній ділянці з середньосуглинистим ґрунтом, а стаціонарні мікроточки – на ділянках з глинистим, важкосуглинистим, легкосуглинистим, піщаним ґрунтами. На землях, де проводиться меліорація, мікроточки розміщують на торфяних, мінеральних,  неосушуваних ділянках і суходолі. Остання розглядається як контрольна.

При вивченні впливу морів і значних водоймищ на мікроклімат прибережних районів контрольна мікроточка вибирається на відстані 15-20 км від зрізу води. Стаціонарні мікрокліматичні мікроточки закладаються на різній відстані від зрізу води: 0,01; 0,10; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0 км. Такий вибір базується на відомій закономірності, наприклад, що мінливість температури повітря, в першому наближенні, пропорціональна логарифму відстані від зрізу води.

Вивчення мікроклімату сільськогосподарських полів, зайнятих різними культурами, має свою специфіку. Усередині рослинного покриву і на поверхні рослин сільськогосподарських полів формується особливий метеорологічний режим (фітоклімат), який істотно відрізняється від метеорологічного режиму на стандартному метеорологічному майданчику з природною підстильною поверхнею (скошеною травою). Стаціонарні мікрокліматичні точки закладаються усередині поля з конкретною сільськогосподарською культурою (бажано вибирати поля з різною архітектонікою). На цих мікрокліматичних точках, крім комплексу актинометричних і метеорологічних спостережень, проводяться фенологічні і біометричні спостереження. В окремі сезони тут також проводять градієнтні і теплобалансові спостереження. При вивченні мікроклімату зрошувальних земель контрольний майданчик закладається на незрошувальному полі на відстані не менше 2 км від зрошувального поля з тією ж культурою. Якщо вивчається мікроклімат зрошувального поля з однією культурою, то СМТ закладаються усередині поля і на його краях.

Контрольний майданчик в усіх  випадках закладають в місцеположеннях, які є переважаючими в даній місцевості. Проте, оптимальним варіантом є майданчик на стандартних  актинометричній, метеорологічній або агрометеорологічній станціях з довготривалими спостереженнями.        

Первинну обробку мікрокліматичних спостережень в книжці  бажано проводити у польових умовах. Вона охоплює усереднення даних 10-ти хвилинних спостережень та вибір екстремальних величин. Для виявлення випадкових помилок спостережень будуються графіки добового ходу метеорологічних елементів по середнім величинам за кожний день спостережень. Якщо середня за годину величина будь-якого елемента викликає сумнів, проводиться аналіз окремих 10-хвилинних спостережень з метою виправлення або приведення цих даних за графіком добового ходу елемента. Аналогічно поновлюються пропущені дані. При співставленні результатів спостереження на окремих мікрокліматичних точках необхідно враховувати характер травостою і стан діяльної поверхні. Матеріали спостережень аналізуються окремо з урахуванням фази розвитку рослин. Оцінка мікрокліматичних особливостей місцевості виконується шляхом співставлення результатів спостережень на окремих мікроточках і контрольному стаціонарному майданчику. 

Після первинного контролю даних мікрокліматичних спостережень виконується камеральна обробка. Так як мікрокліматична мінливість більшості метеорологічних елементів найбільш повно проявляється за тихої ясної погоди і майже не проявляється за похмурої погоди з вітром, обробку даних мікрокліматичних спостережень необхідно виконувати окремо за різних типів погоди. Рекомендується групувати дані мікрокліматичних спостережень за такими типами погоди: 1) ясно, тихо (хмарність 0-2 бали, швидкість вітру 0-2 м· с-1); 2) ясно, вітер (хмарність 0-2 бали, швидкість вітру 3 м· с-1 і більше); 3) мінлива хмарність, тихо (хмарність 6-7 балів, швидкість вітру 0-2 м· с-1); 4) мінлива хмарність, вітер (хмарність 6-7 балів, швидкість вітру 3 м· с-1 і більше); 5) похмуро, тихо (хмарність 8-10 балів, швидкість вітру 0-2 м· с-1); 6) похмуро, вітер (хмарність 8-10 балів, швидкість вітру 3 м· с-1 і більше). В ряді випадків, наприклад, при вивченні добового ходу температури повітря, необхідно враховувати стан діяльної поверхні (волога, суха), а також виділяти типи погоди за рівнем вологості повітря.

Оцінка мікрокліматичних особливостей місцевості виконується шляхом співставлення результатів спостережень на окремих мікрокліматичних точках і контрольному майданчику, який характеризує умови відкритого рівного місця. Відносні характеристики у вигляді відхилень (різниця) або коефіцієнтів являють собою мікрокліматичні параметри мінливості елементів клімату. Вони використовуються для деталізації агрокліматичних ресурсів на обмеженій території. Але, насамперед, необхідно виконати прив’язку мікрокліматичних параметрів до багаторічних даних будь-якого кліматичного елементу. З цією метою можливе застосування двох способів: приведення ультракоротких рядів до довгого ряду і використання режимної інформації стандартної мережі метеорологічних станцій.



Опубліковано: Admin January 31 2014 · Категорія: 13) З.А. Міщенко, Г. В. Ляшенко "Мікрокліматологія" · 0 коментарів · 3088 переглядів · Друк
Коментарі
Коментарі відсутні
Додати коментар
Щоб отримати можливість додавання коментарів, будь ласка, спочатку авторизуйтесь на сайті через власний обліковий запис.
Перекладач
Ми в соціальних мережах:
Лічильники:
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru