1. Микроклимат холмистого рельефа

микроклимат вершина холм рельеф

Ранее было показано влияние различных элементов рельефа на изменение агроклиматических условий по отдельным их показателям. Рассмотрим общую картину перераспределения агроклиматических ресурсов и формирования микроклимата на примере холмистого рельефа центральной части Нечерноземной зоны по материалам Е.Н.Романовой и др. Эта картина весьма отчетливо изменяется в вертикальном разрезе.

Микроклимат вершин холмов характеризуется значительным увеличением интенсивности ветрового режима. При средней скорости ветра 3 -- 5 м/с на открытых ровных местах скорость ветра на вершине и верхней части открытого пологого холма (4 -- 8°) возрастает в 1,2 -- 1,4 раза, а в долине или лощине, лежащей перпендикулярно направлению ветра, снижается и составляет 0,6--0,7 от скорости ветра на равнине.

Вследствие усиления турбулентного перемешивания в дневные часы на вершинах холмов наблюдается снижение температур на 0,5 -- 1,0 °С. В ночное время температуры повышаются на 1 -- 3 °С вследствие стекания охлаждающихся воздушных масс вниз по склону и поступления из атмосферы более теплого воздуха. Продолжительность безморозного периода увеличивается на 5 -- 15 дней в результате повышения минимальных температур. По этой причине суммы температур за безморозный период возрастают на 50 -- 150 °С. Влажность почвы меньше, чем на ровных участках, на 20 -- 30 % ПВ, запасы продуктивной влаги уменьшены на 50 -- 75 мм.

Микроклимат верхних частей склонов во многом зависит от экспозиции склона. В верхних частях пологих склонов южной экспозиции радиационный баланс на 5 -- 7 % больше, чем ,на равнине, за счет увеличения Прихода прямой радиации. Дневные и ночные температуры воздуха повышены (максимальная на 1,0 -- 1,5 °С, минимальная на 1 -- 3 °С). Дневные температуры возрастают за счет увеличения радиационного баланса и уменьшения затрат тепла на испарение вследствие малых запасов влаги в почве (за исключением избыточно влажной зоны). Повышение ночного минимума обусловлено, так же как и на вершине, стоком охлаждающихся воздушных масс вниз по склону. В результате увеличивается продолжительность безморозного периода (на 5 -- 15 дней) и суммы температур за этот период (на 75 -- 175 °С).

Влажность почвы за счет перераспределения выпавших осадков и увеличения испаряемости уменьшена на 30 -- 35 % ПВ, или на 70 -- 80 мм продуктивной влага.

Микроклимат верхних частей пологих склонов северной экспозиции характеризуется уменьшением радиационного баланса на 10--12 % по сравнению с ровным местом вследствие снижения прихода прямой радиации.

Скорости ветра возрастают здесь в 1,2 -- 1,3 раза при северных направлениях. Дневные температуры понижены на 0,5 -- 1,0 °С вследствие уменьшения радиационного баланса. Ночной режим температуры, как и на склонах южной экспозиции, определяется в основном стоком охлаждающегося воздуха вниз по склону, поэтому в верхних частях северных склонов минимальные температуры повышены по сравнению с фоновыми на 1 -- 3 °С.

Продолжительность безморозного периода такая же, как на склонах южной экспозиции, а суммы температур за безморозный период больше фоновых на 25 -- 125 °С, но несколько меньше, чем на склонах южной экспозиции, за счет более низких дневных температур.

Микроклимат средних частей склонов в условиях холмистого рельефа соответствует по ряду микроклиматических показателей фоновым значениям, что обусловлено особенностями ночного стока-притока охлаждающихся воздушных масс вдоль склона, поскольку именно в средних частях склонов приток сверху компенсируется оттоком воздушных масс вниз по склону. В связи с этим минимальные температуры воздуха в средних частях склонов, так же как продолжительность безморозного периода и суммы температур за этот период, не отличаются от фоновых значений. Однако по некоторым показателям определенные особенности существуют. Так, для средних частей южных склонов характерен дополнительный приток солнечной радиации, обеспечивающий увеличение радиационного баланса на 5 -- 7 %, в связи с чем дневные температуры здесь несколько повышены (на 0,5 -- 1,0 °С). Влажность почвы меньше фоновых значений, но не более чем на 20 % ПВ. Для микроклимата средних частей северных склонов характерно уменьшение радиационного баланса на 8 -- 10 %, что вызывает понижение дневных температур на 0,5 -- 1,0 оС.

Микроклимат нижних частей склонов формируется под влиянием преобладания притока охлаждающихся воздушных масс в понижения над их стоком. Здесь ниже, чем на ровных участках, минимальные температуры воздуха (на 1 -- 3 °С), продолжительность безморозного периода короче на 5 10 дней, суммы температур за этот период меньше на 50 -- 100 °С. Нижние части южных склонов увлажнены так же, как ровные участки, а северные более влажные, причем различия составляют 10 -- 20 % ПВ.

Микроклимат подножий склонов определяется притоком охлажденного воздуха и его застоем, т.е. наличием "озер холода". Вследствие этого минимальные температуры на 3 -- 5 °С ниже, а максимальные практически такие же, как на равнине, безморозный период короче на 10 -- 15 дней, суммы температур за этот период меньше на 100 -- 200 °С, чем на прилегающих равнинах, влажность почвы больше на 20 -- 30 % ПВ. Подножия склонов часто переувлажнены и их использование для выращивания сельскохозяйственных культур требует применения мелиорации.

Микроклимат замкнутых понижений в целом характеризуется наиболее неблагоприятными условиями: застой холодного воздуха выражен очень резко. Это наиболее морозобойные местоположения: минимальные температуры воздуха в среднем за месяц здесь ниже фоновых на 4 -- 6 °С, безморозный период сокращается на 20 -- 30 дней, суммы температур за безморозный период меньше на 250 -- 300 °С, влажность почвы в таких местоположениях выше, чем на равнине, более чем на 30 % ПВ.

Оптимальные по микроклиматическим условиям местоположения для возделывания сельскохозяйственных культур в пределах холмистого рельефа выбирают в соответствии с рассмотренными закономерностями. В северных районах (севернее 60° с.ш.) оптимальными местоположениями для произрастания сельскохозяйственных культур являются средние части склонов южной, юго-западной и западной экспозиций. Особое значение имеет выявление местоположений с относительно благоприятными микроклиматическими условиями в районах Крайнего Севера. К таковым относятся сравнительно крутые береговые склоны (крутизна 15 -- 25°) южной ориентации, которые по сравнению с соседними равнинными участками получают примерно в 1,5 раза больше солнечной радиации, защищены от холодных северных ветров; близость водных объектов приводит к повышению минимальных температур, наклонная поверхность способствует стоку избыточной влаги. Закрытые от холодных ветров долины, т.е. вытянутые в широтном направлении и хорошо инсолируемые, также относятся к оптимальным по микроклимату местоположениям в этом районе.

В средней части европейской территории России (50 -- 60° с.ш.) для теплолюбивых культур также предпочтительны склоны южных ориентации, но вследствие меньшей опасности повреждения холодными адвекциями можно использовать и верхние части возвышений.

Южнее 50° с.ш. уже ощущается недостаток влаги, и к оптимальным местоположениям для растениеводства относят, наоборот, северные экспозиции, подножия склонов и пониженные местоположения.