Таблица 2

1.3 Характеристика основных климатических условий Волгоградской области

Климатические условия Волгоградской области характеризуются значительной континентальностью, нарастающей от северо-западных районов к юго-восточной части территории. Лето продолжительное, жаркое и сухое, зима холодная и малоснежная, с частыми оттепелями в первой половине. Наиболее отличительной и неблагоприятной для сельскохозяйственного производства особенностью климата является резкий дефицит влаги поздней весной и в начале лета. Агроклиматические условия ухудшаются активным ветровым режимом, частыми суховеями, что усиливает испарение и резко снижает запасы продуктивной влаги в почве.

Температура воздуха. Среднегодовая температура воздуха на территории области изменяется в пределах от 5,2 -5,5° в северных районах до 8,0 -8,3° в южных районах. Летом наиболее являются юго-восточные районы, а зимой - юго-западные. Самые низкие температуры в летнее время отмечаются в северо-западных районах, а в зимнее - в северо-восточных.

Самым жарким месяцем является июль: в Заволжье и на Прикаспийской низменности среднемесячная температура составляет +24,5°...+25,0°. В северо-западных районах она понижается до +21,0°...22,0°. Абсолютный максимум наибольших значений достигает в Заволжье. В Эльтоне и Быкове температура повышалась до +45°, а в центральных и северных районах области - до +40°... +42°. Вынос теплого воздуха с южными циклонами даже в зимние месяцы приводит к росту температуры до +7°...+15°, поэтому на всей территории области самая высокая температура в течение года - величина положительная.

Наиболее холодным месяцем является январь. Самые низкие температуры характерны для северо-восточных районо. В Камышине среднемесячная температура равна -11,0°, в Палласовке она опускается до -11,8°. В юго-западном направлении температура повышается и в Котельниково составляет -7,2 °.

Влажность воздуха. Наиболее важной характеристикой влагосодержания воздуха, особенно для оценки агроклиматических условий произрастания сельскохозяйственных культур, является относительная влажность. Среднегодовая её величина на территории области составляет 66 -75%, в Заволжье и на Прикаспийской низменности она ниже 5-7% по сравнению с западными и северными районами.

Относительная влажность имеет хорошо выраженный годовой ход, особенно в зонах с большим дефицитом влаги. В зимнее время вследствие низких температур воздуха она достигает максимального значения и составляет 82%-86%, а в течение 2-х месяцев весны (марта и апреля), в связи с заметным увеличением температуры, быстро понижается и в мае устанавливается ее летний режим. Самая низкая относительная влажность в степной зоне на северо-западе области приходится на начало лета, а в южных районах сухой степи период минимума растягивается на все лето с самой низкой влажностью в июле.

Большой практический интерес представляет анализ повторяемости низкой (<30%) и высокой (>80%) относительной влажности. В дни с низкой относительной влажностью погода характеризуется засушливо-суховейными признаками, и из-за дефицита влаги в почве сельскохозяйственные культуры в таких условиях находятся в угнетенном состоянии. В отдельные дни относительная влажность понижается в дневные часы до 6-10%. Это наблюдается при вторжении в Нижнее Поволжье континентального тропического воздуха в системе Азорского антициклона из районов Северной Африки и Ближнего Востока,

Наиболее значительное число дней с низкой относительной влажностью наблюдается в мае, июне, июле и августе. В северных районах таких дней бывает 7-11 в каждом месяце, а в южных районах увеличивается до 13-16. В отдельные годы продолжительность засушливого периода может резко возрастать. В зимнее время резко увеличивается число дней с высокой влажностью - до 12-22 в декабре, январе и феврале. В летние месяцы влажная погода бывает очень редко -- не более 1-3 дней в мае, июне, июле и августе.

Ветер. Характерной особенностью климата степей Нижнего Поволжья является активный ветровой режим в течение всего года. Среднегодовая скорость ветра изменяется от 3,3 м/с (Михайловка) до 6,3 м/с (Гумрак) и зависит от места расположения метеостанции, степени закрытости флюгера, характера рельефа. На возвышенностях скорость ветра заметно возрастает, например, в районе метеостанций Волгоград - Гумрак, Камышин.

Для западных и южных районов области характерны более высокие скорости ветра и лучше выраженный годовой ход. Наибольшие скорости наблюдаются в зимне-весенний период (максимум приходится на февраль), наименьшие скорости отмечаются в конце лета - начале осени. В Заволжье средняя скорость ветра уменьшается, а изменение ее от зимы к лету происходит менее заметно. Эти особенности ветрового режима связаны с характером атмосферной циркуляции. В западной и северо-западной частях территории области более активны циклоны, с прохождением атмосферных фронтов скорость ветра увеличивается. В восточных районах области и на Прикаспийской низменности преобладают малоподвижные антициклоны с малоконтрастным полем давления и пониженными скоростями ветра.

Характер атмосферной циркуляции определяет не только скорость, но и направление ветра. Вторжение на территорию области южных циклонов и стационирование азиатского антициклона в зимнее время определяют преобладание широтного переноса воздушных масс и почти одинаковую вероятность западных и восточных ветров. В летнее время циркуляция воздушных масс ослаблена, и на большей территории преобладают ветры западных и северо-западных румбов. Но и летом ветры восточных румбов имеют значительную повторяемость и обычно обуславливают жаркую и засушливую погоду.

Характеристика сезонов года:

Зима. За начало зимы принимают дату устойчивого перехода среднесуточной температуры к отрицательным значениям и установления снежного покрова. Но в условиях Волгоградской области выпадение снега не совпадает по времени с установлением морозной

погоды. В северных районах температура становится отрицательной 8-9 ноября, а устойчивый снежный покров формируется на месяц позже - в начале декабря. На юге области зима начинается в середине и конце второй декады ноября, а снежный покров устанавливается после 20-х чисел декабря. Зима продолжается на севере области 142-143 дня, в центральных районах-130-132 дня, на юге - 120 дней, а продолжительность снежного периода составляет в северных районах 108-112 дней, в южных районах -78-98 дней. Снежный покров на севере и северо-востоке области достигает 16-20 см, в центральных, заволжских и южных районах - 6-12 см. Зима малоснежная, с резкими холодными ветрами преимущественно северо-восточных и восточных направлении. Самый холодный месяц - январь. Среднеянварские температуры понижаются с юго-запада на северо-восток от -8 до -12°. В отдельные дни температура опускается до -20-26°, абсолютный минимум -40°.

Зимой нередки туманы. Больше всего туманов бывает в период с октября по март - около 30-40 дней. Но в отдельные годы число таких дней увеличивается до 80-90. Длж волгоградской зимы характерно непостоянство. По причинам уже известным нередки оттепели, когда температура воздуха может повыситься с -15, -20° до +2, +7°. В северных районах области в течение зимы бывает 15-20 оттепельных дней, в южных районах - 30- 35 дней, Оттепели опасны тем, что способствуют как выпреванию, так и вымерзанию озимых культур.

Весна. Весна в Волгоградской области - самое короткое время года. Она наступает в конце марта, когда среднесуточная температура воздуха поднимается выше 0° и сходит снег. В первой половине апреля среднесуточная температура переходит рубеж +5°, и начинается вегетационный период. Протекает весна бурно. В первую ее половину резко повышается температура, увеличивается число ясных дней, снег быстро тает, талые воды стремительно скатываются в овраги и балки. Во второй половине весны устанавливается зачастую жаркая погода, иногда дело доходит до засухи. Приток арктического воздуха, наоборот, вызывает возврат холодов, заморозки. Заморозки и пыльные бури - наиболее опасные природные явления в этот период. Резкое понижение температуры приводит к вымерзанию молодых растений и плодовых деревьев. На юге области заморозки прекращаются 20-22 апреля, на севере - в начале мая. В отдельные годы бывают очень поздние весенне-летние заморозки. В 1986 г. сильные заморозки отмечались по всей области 6-8 мая, а в 1967 г.- даже 4 июня. Тогда они вызвали массовую гибель овощных и бахчевых культур. Пыльные бури возникают в отсутствие дождей при усилении скорости ветра до 10-15 м/с. Они уносят верхний плодородный слой почвы, оголяя тем самым семена, корни растений. Наиболее часты пыльные бури в заволжских и южных районах области, их общая продолжительность там составляет не менее 10-15 дней ежегодно. На остальной территории области количество таких дней не превышает 2-5. Иногда случаются особенно сильные пыльные бури. Например, в феврале 1969 г. и в начале мая 1972 г. такие бури вызвали гибель сельскохозяйственных культур на больших площадях.

Лето. Это наиболее продолжительное в нашем регионе время года. Начинается оно в первой половине мая (на юге 6-8 мая, на севере - 14-18 мая) с переходом среднесуточной температуры воздуха через отметку +15°. Лето в Волгоградской области жаркое и сухое; преобладают солнечные знойные дни, много пыли. Самый жаркий месяц-июль. Среднеиюльские температуры повышаются с северо-запада на юго-восток - до 22-24°. В жаркие дни воздух прогревается до 34-36°, а абсолютный плюсовый максимум составляет 41-45°. Летом преобладают ветры западных и северо-западных направлений. В период циклонов устанавливается более прохладная, облачная, с осадками погода, что, впрочем, наблюдается не очень часто. Осадки летом обычно выпадают в виде кратковременных ливней, сопровождающихся грозами, но, случается, и градом, который выбивает посевы, повреждает фруктовые сады, огороды. В отдельные годы количество осадков очень сильно колеблется. В мае 1985 г. их выпало 70 мм, а в мае 1984 г. - всего 8 мм; в июне 1981 г.-15 мм, в июне 1985 г,-74 мм. Такие колебания осадков сильно сказываются на урожае зерновых культур: средняя урожайность зерновых культур при больших осадках достигает 16-19 ц с га, в засушливые годы снижается до 4-6 ц с га. Сильнейшие засухи поразили область в 1972, 1975 и 1984 гг. Летом иногда бывают ураганные ветры и шквалы. 9 июля 1986 г. по Котельниковскому, Суровикинскому и Клетскому районам узкой полосой промчался шквал, вызвав сильные разрушения. Были повалены опоры линий электропередач, снесены крыши с домов и различных построек. Скорость ветра достигала 30 м/с, временами - 40-50 м/с. Но подобные явления происходят редко, один раз в 30-50 лет. Засухи, суховеи, пыльные бури называют опасными метеорологическими явлениями. Они приносят большой ущерб народному хозяйству, в частности земледелию. В Волгоградской области с ними ведется активная борьба: применяется безотвальная с сохранением стерни обработка почвы, совершенствуется структура севооборотов, производится снегозадержание, высаживаются лесные полосы, строятся оросительные системы. Тем самым сохраняется, более экономно расходуется влага. В результате повышается урожайность сельскохозяйственных культур. Летом созревают хлеба, ягоды, фрукты. На полях убирают пшеницу, ячмень, кукурузу.

Осень наступает во второй половине сентября. В это время среднесуточная температура воздуха понижается и стабильно становится ниже +15°. Осень раньше приходит на северо-восток и несколько позже - на юго-запад. Она в Волгоградской области теплая, продолжительная, по сути дела - лучшее время года. Особенно хорош сентябрь, как бы продолжение лета. Но без иссушающей жары. В октябре отмечаются заморозки, увеличивается число пасмурных дней, чаще выпадают дожди, но иногда ненадолго возвращается тепло. В первой половине октября среднесуточная температура воздуха опускается ниже +10°. К концу месяца все перелетные птицы улетают на юг. В ноябре много пасмурных дней, часто идут моросящие дожди, наступает пора осенних туманов. В конце месяца нередки снегопады, морозы. В целом климат северо-запада Волгоградской области, несмотря на его засушливость, благоприятен для получения хороших урожаев зерновых, кормовых культур и овощей. Юго-восточная часть области может быть названа районом рискованного земледелия, и устойчивые урожаи здесь проблематичны.

1.4 Приборы и оборудование, используемые для метеорологических наблюдений и гидрологических работ

29.06.07. Экскурсия на метеорологическую станцию ВГСХА.

Метеорологическая станция - учреждение, проводящее регулярные наблюдения за физическими процессами и явлениями, происходящими в атмосфере. Она представляет собой площадку, на которой в определенном порядке расположены различные установки и приборы, имеются помещения для сотрудников.

Метеостанция Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии единственная, находящаяся в черте города, она основана в 1960 году. Главное ее назначение - мониторинг погоды в данный момент времени. Она также делает краткосрочный прогноз на три дня с правдивостью 95%.

Большинство измерений на метеостанции производится по приборам, установленным на площадке, и только отдельные измерения - по приборам, установленным в служебном помещении станции. Для обеспечения единообразия измерений установка приборов должна быть однотипной, удовлетворяющей определенным требованиям. Поэтому выбору места для устройства метеорологической площадки, размещения на ней приборов и уходу за площадкой должно уделяться большое внимание. Наблюдения проводятся по единой для всех станций мира программе.

Наблюдения ведутся круглосуточно каждые три часа. Результаты наблюдений сравниваются с уже ранее занесенными в архив станции.

Область метеорологических измерений в настоящее время весьма широка. Станции различных типов производят измерения и регистрацию большого числа элементов:

атмосферного давления;

температуры воздуха;

влажности воздуха;

атмосферных осадков;

облачности;

элементов ветра;

дальности видимости;

температуры почвы и воды;

продолжительности солнечного сияния;

интенсивности солнечной радиации в атмосфере и лучеиспускания земной поверхности и атмосферы;

элементов атмосферного электричества.

Кроме того, производятся наблюдения за различными атмосферными явлениями.

Метеорологическая станция ВГСХА производит практически все типы измерений из вышеперечисленных. Результаты наблюдений зашифровываются с помощью особого международного синоптического кода и передаются в центральные органы службы погоды. Вместе с тем все результаты наблюдений погоды сохраняются на самой станции и в данной области. Изучение их специалистами позволяет не только полно и точно характеризовать погоду в пункте наблюдения, но и предупредить население об опасных для народного хозяйства явлениях - наводнениях, ураганах и т.д. Также данные используются для составления прогнозов погоды и непосредственного обеспечения обслуживаемых организаций сведениями о погоде.

Приборы и оборудование, используемые на метеорологических станциях:

Для того чтобы измерить температуру почв, существует напочвенная площадка, где находятся 3 термометра: максимальный, минимальный и срочный. Срочный термометр показывает температуру в данный момент, максимальный термометр показывает только наивысшую температуру, минимальным термометром пользуются только тогда, когда температура воздуха не большая. Также существуют глубинно-вытяжные термометры, они бывают разных размеров по глубине их входа в почву: 20 см, 40 см, 80 см, 160 см и 320 см.

На территории метеостанции находится гололедный станок. Осенью на него натягивают 2 металлических провода на 2 стороны и с помощью них наблюдают за гололедом и изморозью, измеряют диаметр и толщину оледенения.

Термограф -- прибор для непрерывной регистрации температуры воздуха. Приемной частью термографа, реагирующей на изменения температуры воздуха, служит изогнутая биметаллическая пластинка. Она состоит из двух металлических пластинок, обладающих различными коэффициентами расширения. Один конец биметаллической пластинки закреплен неподвижно, к другому концу с помощью системы рычагов присоединена стрелка, на конце которой насажено перо. Перо, прикасаясь к ленте на вращающемся барабане, вычерчивает на ней кривую, соответствующую изменениям температуры воздуха. В зависимости от скорости вращения барабана термограф может быть суточным или недельным.

Плювиограф -- прибор для непрерывной регистрации количества, продолжительности и интенсивности выпадающих жидких осадков. Он состоит из приемника и регистрирующей части, заключенной в металлический шкаф высотой 1,3 м. Приемный сосуд сечением 500 кв. см, находящийся в верхней части шкафа, имеет конусообразное дно с несколькими отверстиями для стока воды. При выпадении осадков вода через сливные отверстия, воронку и сливную трубку попадает в поплавковую камеру и поднимает поплавок. Вместе с поплавком поднимается и стержень со стрелкой. При этом перо чертит на ленте кривую (так как одновременно происходит вращение барабана), крутизна которой тем больше, чем больше интенсивность осадков. Когда сумма осадков достигнет 10 мм, уровень воды в сифонной трубке и поплавковой камере становится одинаковым, и происходит самопроизвольный слив воды из камеры через сифон в ведро, стоящее на дне шкафа. При этом перо должно прочертить на ленте вертикальную прямую линию сверху вниз до нулевой отметки ленты. При отсутствии осадков перо чертит горизонтальную линию.

Для измерения скорости ветра служат такие приборы, как анемометры.

Приборы, одновременно измеряющие и скорость, и направление ветра -анеморумбометры, некоторые из них - ветромеры.

Приборы, регистрирующие только изменение скорости ветра, называются анемографами, а приборы, регистрирующие скорость и направление, - анеморумбографами или самописцами ветра. Наибольшее распространение имеют приборы для измерения скорости ветра, у которых чувствительным элементом, воспринимающим скорость (или давление) ветра, является:

1. система из нескольких чашек той или иной формы, вращающихся под воздействием ветра вокруг вертикальной оси; по скорости вращения чашек определяют скорость ветра;

2. ветровое колесо (воздушный винт), которое должно быть установлено плоскостью вращения перпендикулярно направлению ветра (ось вращения ветрового колеса должна совпадать с направлением ветра, при этом скорость его вращения вокруг горизонтальной оси пропорциональна скорости ветра);

3. пластинка (или тело другой формы), воспринимающая давление воздушного потока; по измеряемому тем или иным способом давлению на это тело определяют скорость ветра, например, по отклонению пластинки от исходного положения.

На метеостанции есть актинометрическая стойка, на которой производятся наблюдения за солнечной радиацией, рядом находится гальванометр. На стойке располагаются альбедометр для определения рассеянной и отраженной радиации, балансомер и актинометр для определения прямой радиации. Гальванометры, в свою очередь, снимают показания. Также на стойке находятся интеграторы -- датчики рассеянной радиации, они находятся в постоянном затенении.

Измерительные приборы, находящиеся в помещении.

Барограф -- прибор для непрерывной регистрации атмосферного давления. Приемной частью барографа является система анероидных коробок, свинченных между собой. Для того чтобы коробки, из которых воздух выкачивается почти полностью, не сплющиваясь внешним давлением, внутри каждой из них помещена пружина в виде рессоры.

Верхняя коробка соединяется с рычагом передающего механизма. Величина деформации коробок очень мала, но при передаче на перо она увеличивается с помощью рычагов в 80-100 раз. Запись производится на ленте, надетой на барабан с часовым механизмом.

В зависимости от скорости оборота барабана барограф может быть суточным или недельным. По записи барографа определяют барическую тенденцию.

Барометр -- прибор для измерения атмосферного давления. Различают ртутные барометры и анероиды (безжидкостные). Ртутный барометр представляет собой стеклянную трубку, запаянную с одной стороны и наполненную ртутью. Открытым концом трубка опущена в сосуд, частично заполненный ртутью. Когда давление воздуха повышается, столбик ртути в трубке растет, и наоборот. Высота столбика ртути в барометре на уровне моря при среднем, или нормальном, давлении равна 760 мм.

Интегратор -- прибор, определяющий показания рассеянной, отраженной и суммарной радиации.

Все наблюдения производят 6 раз в сутки. Показания четко записываются в специальный дневник, информация обрабатывается, и отправляется синоптикам для определения прогноза погоды.

1.5 Естественное и искусственное воспроизводство биологических ресурсов