ВВЕДЕНИЕ 3
1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И КЛИМАТ САМАРСКОЙ
ОБЛАСТИ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 5
1.1. Физико-географические характеристики Самарской области 5
1.2. Климат Самары и Самарской области 8
1.3. Вегетационный период 10
1.4. Методы определения дат устойчивого перехода температуры воздуха
через определенные пределы в отдельные годы 14
1.5. Тренд-анализ, модели тренда 15
1.6. Литературный обзор 18
2. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК СЕЗОНОВ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ 20
2.1. Климатические характеристики дат устойчивого перехода
температуры воздуха через 0, 5, 10 и 15°С весной 20
2.2. Климатические характеристики дат устойчивого перехода
температуры воздуха через 15, 10, 5 и 0°С осенью 25
2.3. Климатические характеристики продолжительности сезонов со средней суточной температурой воздуха устойчиво выше 0, 5, 10 и 15°С .... 29
3. МНОГОЛЕТНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК СЕЗОНОВ 35
3.1. Весенний сезон 35
3.2. Летний сезон 53
3.3. Осенний сезон 58
3.4. Зимний сезон 79
3.5. Связь между датами устойчивого перехода температуры воздуха через
0, 5, 10 и 15°С и температурой воздуха предшествующих месяцев 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89
ЛИТЕРАТУРА 96
ПРИЛОЖЕНИЕ 99
Актуальность выбранной темы определяется тем, что даты перехода температур воздуха через 0°С, 5°С, 10°С и 15°С весной и осенью представляют собой большой практический интерес для сельского хозяйства. От перехода температуры воздуха через 0°С весной зависят сход снежного покрова, просыхание почвы, вскрытие рек. А с переходом через 0°С осенью связано прекращение вегетации растений, появление первых заморозков, окончание полевых и сельскохозяйственных работ.
Число дней за время от перехода температуры воздуха через 0°С весной до перехода ее через 0°С осенью определяет общую продолжительность теплого периода. Число дней за время от перехода температуры через 0°С осенью и даты устойчивого перехода температуры через 0°С весной определяют продолжительность холодного периода года.
Переход температуры через 5°С весной и осенью в зоне умеренного климата весьма близко совпадает с возобновлением и прекращением вегетации озимых культур и большинства пород древесной растительности. Активизация ростовых процессов большинства растений начинается при более высоких температурах (10°С и выше).
Целью выпускной квалификационной работы является исследование особенностей сельскохозяйственных сезонов на территории Самарской области.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Определение ранних, поздних и средних дат перехода температур воздуха через 0°С, 5°С, 10°С и 15°С.
2. Определение продолжительности и средней температуры воздуха выделенных сельскохозяйственных сезонов года.
3. Исследование многолетних изменений дат перехода температур воздуха через определенные значения, продолжительности и средних температур сельскохозяйственных сезонов.
4. Выявление пространственных особенностей сроков перехода температуры воздуха через определенные значения на территории Самарской области.
5. Оценка связи между датами перехода температуры воздуха через определенные значения и температурой воздуха в предшествующие месяцы.
При выполнении работы в качестве исходного материала использовались данные ВНИИГМИ-МЦД по среднесуточной температуре на метеорологических станциях «Самара, ОГМС», «Безенчук» и «Серноводск» с 1936 по 2010 гг. и средние многолетние данные вегетационного периода по 11 метеостанциям Самарской области с 1964 по 2004 гг.
В результате выполненного исследования были сделаны следующие основные выводы:
1. Весенний сезон, состоящий из трех периодов: ранневесеннего, средневесеннего и поздневесеннего периода, раньше наступает (как и ранневесенний период) на западе и юго-западе области (ст. «Сызрань», «Безенчук», «Тольятти» - 24 марта). По мере продвижения на северо-восток области этот переход смещается на более поздние сроки (ст. «Клявлино» - 3 апреля). Время наступления средневесеннего периода увеличивается по мере продвижения от юго-запада к северо-востоку области. Так, на ст. «Аглос», «Безенчук», «Самара, ОГМС», «Сызрань», «Тольятти» средневесенний период наступает 11 апреля, а на ст. «Клявлино» - 16 апреля. Даты перехода поздневесеннего периода раньше установились на юге Самарской области, чем на северо-востоке. Если на ст. «Безенчук» и «Самара, ОГМС» поздневесенний период осуществляется 23 апреля, то на ст. «Клявлино» - лишь 2 мая.
Продолжительность ранневесеннего периода, как и средневесеннего, в Самаре и Безенчуке в среднем составляет 13 дней, а в Серноводске продолжительность ранневесеннего периода составляет 13 дней, средневесеннего периода - 15 дней. Продолжительность поздневесеннего периода минимальна в Серноводске и составляет 18 дней, в Безенчук - 19 дней, а в Самаре 20 дней. Весь весенний сезон в среднем в Самаре длится 45 дней, в Безенчуке и Серноводске 46 дней.
Средняя температура воздуха ранневесеннего периода минимальна в Безенчуке и составляет 2,3°С, в Самаре 2,4°С, в Серноводске 2,5°С. Средняя температура средневесеннего периода в Самаре 7,6°С, в Безенчуке 7,5°С, в Серноводске 7,7°С. В Серноводске средняя температура поздневесеннего периода минимальна, составляет 12,3°С, а в Самаре и Безенчуке 12,5°С.
Средняя температура воздуха весеннего сезона в среднем составляет 8,1°С, в Безенчуке 7,8°С, в Серноводске 7,9°С.
2. Осенний сезон, как и раннеосенний период, смещается по мере продвижения от северо-востока к западу области на более поздние сроки. Так, на станции «Клявлино» осенний сезон начинается в среднем 26 августа, на ст. «Аглос» - 7 сентября. Время наступления среднеосеннего периода увеличивается по мере продвижения от северо-востока (ст. «Клявлино» и «Челно-Вершины» - 24 и 22 сентября) к центру области (ст. «Тольятти» - 28 сентября). Позднеосенний период в среднем наступает раньше на северо- востоке области (ст. «Клявлино» - 7 октября), чем в других городах рассматриваемой территории. Эти даты увеличиваются к югу и юго-западу (ст. «Тольятти» - 17 октября).
Продолжительность осеннего сезона в среднем в Безенчук и Серноводске составляет 58 дней, а в Самаре 59 дней. Продолжительность раннеосеннего периода минимальная в Безенчуке и составляет 17 дней, а в Самаре и Серноводске - 19 дней. Продолжительность среднеосеннего периода в Безенчуке - 19 дней, в Самаре - 18 дней, в Серноводске - 17 дней. В Серноводске продолжительность позднеосеннего периода минимальна, составляет 22 дня, а в Самаре и Безенчуке - 23 дня. Средняя температура воздуха осеннего сезона в Самаре и Безенчук составляет 7,3°С, в Серноводске 7,2°С. Средняя температура раннеосеннего периода в Самаре 12,4°С, среднеосеннего 7,2°С, позднеосеннего 2,6°С. В Безенчуке средняя температура раннеосеннего периода 12,6°С, среднеосеннего 7,8°С, позднеосеннего 2,9°С. Средняя температура раннеосеннего периода в Серноводске составляет 12,3°С, среднеосеннего 7,5°С, позднеосеннего 2,8°С.
3. Летний сезон в среднем наступает 15 и 16 мая на запанных станциях «Безенчук» и «Самара, ОГМС», а на северо-востоке области лишь 29 мая (ст. «Клявлино». Его продолжительность в Серноводске составляет 111 дней, Самаре - 112 дней, в Безенчуке - 116 дней. Средняя температура воздуха летнего сезона в среднем составляет в Самаре и Безенчуке 19,5°С, а в Серноводске 18,9°С.
Зимний сезон устанавливается раньше на северо-востоке области и по мере продвижения на юг и юго-запад смещается на более поздние сроки. Если на северо-востоке он осуществляется 28 октября (ст. «Клявлино»), то на юге и юго-западе - 5 ноября (ст. «Безенчук», «Тольятти»). Продолжительность зимнего сезона в Безенчуке длится 144 дня, в Самаре 145 дней, в Серноводске 151 день. Средняя температура воздуха в Самаре составляет - 8,5°С, в Безенчуке -8,9°С, а в Серноводске -9,0°С.
4. Для ранневесеннего периода, так же как и для весеннего сезона, характерно уменьшение дат перехода температур воздуха через 0°С, т.е. с каждым годом этот переход происходит раньше (в Самаре -1,3 дня/10 лет, в Безенчуке -0,9 дня/10 лет, в Серноводске -0,7 дня/10 лет). Его продолжительность возрастает в Самаре (0,4 дня/10 лет) и Безенчуке(0,2 дня/10 лет) и не изменяется в Серноводске. Средняя температура воздуха увеличивается (для ст. «Самара, ОГМС» и «Безенчук» 0,07°С/10 лет, для ст. «Серноводск» 0,03°С/10 лет).
Так же и для средневесеннего и поздневесеннего периода характерно уменьшение дат перехода температур воздуха через 5°С (для Самары составляет -0,8 дня/10 лет, для Безенчука -0,9 дня/10 лет, для Серноводска - 0,4 дня/10 лет) и 10°С (для Самары составляет -1,4 дня/10 лет, для Безенчука -1,3 дня/10 лет, для Серноводска -1 день/10 лет) соответственно, т.е. с каждым годом этот переход происходит раньше. Продолжительность этих периодов в Самаре и Безенчуке уменьшается. В Самаре уменьшение средневесеннего периода составляет -0,4 дня/10 лет, поздневесеннего -0,2 дня/10 лет. В Безенчуке это уменьшение составляет -0,4 дня/10 лет и -0,2 дня/10 лет соответственно. Продолжительность средневесеннего периода в Серноводске уменьшается (-0,3 дня/10 лет), а поздневесеннего периода увеличивается (0,7 дня/10 лет). Средняя температура воздуха средневесеннего периода убывает на всех станциях (в Самаре-0,06°С/10 лет, в Безенчуке -0,1°С/10 лет, в Серноводске -0,07°С/10 лет). Средняя температура поздневесеннего периода увеличивается (для ст. «Самара, ОГМС» и «Серноводск» увеличение составляет 0,1°С/10 лет, для ст. «Безенчук» 0,05°С/10 лет).
Продолжительность всего весеннего сезона в среднем уменьшается в Самаре (-0,1 дня/10 лет) и Безенчуке (-0,4 дня/10 лет), а в Серноводске увеличивается (0,4 дня/10 лет). Средняя температура воздуха увеличивается в Самаре (0,03°С/10 лет) и в Серноводске (0,04°С/10 лет), а в Безенчуке уменьшается (-0,08°С/10 лет), однако эти изменения незначительны.
5. Для раннеосеннего периода, так же как и для осеннего сезона, характерно увеличение дат перехода температур воздуха через 15°С, т.е. с каждым годом этот переход происходит позже в Самаре (0,05 дня/10 лет) и Серноводске (0,1 дня/10 лет), а в Безенчуке происходит раньше (-0,06 дня/10 лет), однако это уменьшение и увеличения незначительно. Средняя температура воздуха увеличивается в Самаре (0,08°С/10 лет) и Безенчуке (0,1°С/10 лет), а в Серноводске уменьшается (-0,05°С/10 лет), продолжительность возрастает (в Самаре 1,3дня/10 лет, в Безенчуке 1,1 дня/10 лет, в Серноводске 1 день/10 лет).
Переход температур воздуха среднеосеннего и позднеосеннего периода с каждым годом происходит позже (В Самаре увеличение температуры среднеосеннего периода составляет 1,6 дня/10 лет, в Безенчуке 1 день/10 лет, в Серноводске 1,1 дня/10 лет, увеличение температуры позднеосеннего периода для всех станций составляет 0,9 дня/10 лет). Продолжительность среднеосеннего периода уменьшается (для ст. «Самара, ОГМС» уменьшение составляет -0,4 дня/10 лет, для ст. «Безенчук» и «Серноводск» -0,2 дня/10 лет), позднеосеннего - увеличивается (для ст. «Самара, ОГМС» и «Серноводск» увеличение составляет 0,2 дня/10 лет, для ст. «Безенчук» 0,4 дня/10 лет). Средняя температура воздуха среднеосеннего периода убывает в Самаре (-0,09°С/10 лет) и Безенчуке (-0,02°С/10 лет,), а в Серноводске возрастает (0,03°С/10 лет), позднеосеннего периода - увеличивается (в
Самаре 0,06°С/10 лет, в Безенчуке 0,07°С/10 лет, в Серноводске 0,002°С/10 лет), однако это увеличение незначительно.
Продолжительность всего осеннего сезона и средняя температура воздуха в среднем увеличивается (в Самаре увеличение составляет 1,1 дня/10 лет и 0,2°С/10 лет, в Безенчуке 1,3 дня/10 лет и 0,2°С/10 лет, в Серноводске 1день/10 лет и 0,1°С/10 лет соответственно).
6. Для летнего сезона характерно уменьшение дат перехода температур через 15°С, т.е. с каждым годом это происходит раньше (в Самаре -1,1 дня/10 лет, в Безенчуке -1,5 дня/10 лет, в Серноводске -0,3 дня/10 лет). Его продолжительность увеличивается (в Самаре 1,2 дня/10 лет, в Безенчуке 1,4 дня/10 лет , в Серноводске 0,3 дня/10 лет). Температура воздуха летнего сезона в Самаре увеличивается (0,06°С/10 лет), а в Безенчуке и Серноводске уменьшается (-0,05°С/10 лет и -0,06°/10 лет соответственно).
Зимний сезон с каждым годом это наступает позже (в Самаре и Безенчуке увеличение дат перехода составляет 1,3 дня/10 лет, в Серноводске 1,1 дня/10 лет), его продолжительность уменьшается (в Самаре -2,5 дня/10 лет, в Безенчуке -2 дня/10 лет, в Серноводске -1,6 дня/10 лет). Средняя температура воздуха зимнего сезона увеличивается (для ст. «Самара, ОГМС» и «Безенчук» увеличение составляет 0,4°С/10 лет, для ст. «Серноводск» 0,3°С/10 лет).
7. При оценке корреляционных связей для ст. «Самара, ОГМС» наблюдаются наибольшие значения коэффициента корреляции между датами устойчивого перехода температуры воздуха через 0°С весной и средней температурой воздуха II декады февраля (r= -0,3), декабря (r= -0,25), января (r= -0,24), февраля (r= -0,27), и средней температурой воздуха I декады марта (r= -0,28), III декады января (r= -0,24), I декады декабря (r= -0,24). Для ст. «Безенчук» со средней температурой воздуха февраля (r= -0,32), II (r= -0,35) и III декады (r= -0,3) этого месяца. Для ст. «Серноводск» со средней температурой воздуха февраля (r= -0,24), II декады этого месяца (r= -0,33).
При переходе температуры воздуха через 5°С весной линейная связь для Самары выражена со средней температурой воздуха II и I декадами марта (r=-0,45 и r=0,25 соответственно), III декады февраля (r= -0,23). Для Безенчука - со II (r= -0,5) и I декадами марта (r= -0,27), III (r= -0,24) и II декадами февраля (r= --0,25). Для Серноводска - со II декадой марта (r= -0,38) и II декадой декабря (r= -0,3).
При переходе температуры воздуха через 10°С весной значимые коэффициенты корреляции для ст. «Самара, ОГМС» получились со средней температурой воздуха марта (r= -0,29) и февраля (r= -0,28), II декады марта (r= -0,3) и III декады февраля (r= -0,35). Для ст. «Безенчук» со средней температурой воздуха марта (r= -0,26), февраля (r= -0,24), II декады марта (r= -0,28) и III декады февраля (r= -0,29), а для Серноводска - со средней температурой II декады марта (r= -0,25).
Расчет коэффициентов корреляции между датами устойчивого перехода температуры воздуха через 15°С весной и температурой воздуха января, февраля и марта для всех рассматриваемых станций не выявил устойчивых связей между собой.
8. При оценке корреляционных связей для ст. «Безенчук» наблюдаются наибольшие значения коэффициента корреляции между датами устойчивого перехода температуры воздуха через 15°С осенью и средней температурой воздуха июля (r=0,38), I декады августа (r=0,24), II (r=0,23) и III декады июля (r=0,38) и III декадой июня (r=0,26). Для ст. «Самара, ОГМС» и «Серноводск» данной связи не обнаружено.
При переходе температуры воздуха через 10°С осенью линейная связь для Безенчука выражена со средней температурой воздуха II декады июня (r= -0,27), для Серноводска - со средней температурой июня (r= -0,23) и II декады этого месяца (r= -0,32), для Самары этой связи не обнаружено.
При расчете коэффициентов корреляции между датами устойчивого перехода температуры воздуха через 5°С осенью и температурой воздуха за предыдущие 3 месяца линейной зависимости не обнаружено для всех рассматриваемых станций.
При переходе температуры воздуха через 0°С осенью значимые коэффициенты корреляции для ст. «Самара, ОГМС» обнаружились со средней температурой воздуха июля (r=0,28), сентября (r=0,25), I декады октября (r=0,35), II декады августа (r=0,3), II и III декад июля (r=0,26 и r=0,25 соответственно). Для ст. «Безенчук» - со средней температурой воздуха июля (r=0,36), I декады октября (r=0,33), III декады сентября (r=0,23), II декады августа (r=0,31), II и III декад июля (r=0,3). Для ст. «Серноводск» - с температурой воздуха июля (r=0,36),сентября (r=0,24), I декады октября (r=0,34), II и III декад сентября (r=0,23), II декады августа (r=0,34), I и II декады июля (r=0,23) и III декады июля (r=0,3).
1. Воронин В.В. География Самарской области. И. СГЭУ, 2008. С. 85-86.
2. Гавриленко Н.М. Особенности дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 0°С весной на Украине // Труды НИГМИ. 1962. Вып. 32. С. 18-26.
3. Гинзбург Б.М., Коноводов Б.Н. К методике прогноза вскрытия Оби и Енисея // Труды ЦИП. 1955. Вып. 40 (64). С. 56-61.
4. Гулинова Н.В. Методы агроклиматической обработки наблюдений. И. Гидромет, 1974.
5. Деревянко А.Н. Расчет сроков начала полевых работ и сева ранних яровых зерновых культур на нечерноземной зоне Европейской территории РСФСР // Метеорология и гидрология. 1969. №1. С. 74-77.
6. Журина Л.Л., Лосев А.П. Агрометеорология (учебник и учебное пособия для высш. учебн. завед.). М. Колос. 2001.
7. Козельцева В.Ф. К проблеме прогноза дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 0°С, ±5°С // Труды ЦИП. 1971. Вып. 76. С. 73-81.
8. Козельцева В.Ф., Педь Д.А. Данные о весенних датах устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 0°С, ±5°С по станциям западной части территории СССР. Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 1987. 59 с.
9. Коротаев А. В., Малков А. С., Халтурина Д. А. Законы истории. Математическое моделирование развития Мир-Системы. 2-е изд. М.: УРСС, 2007.
10. Крышнякова О.С., Малинин В.Н. Особенности потепления климата Европейской территории России в современных условиях // Общество. Среда. Развитие. 2008, № 2. С. 115-124.
11. Метеорологические данные за отдельные годы. Температура. Часть I. Выпуски по республикам и УГМС. Л.: Гидрометиздат. 1965.
12. Педь Д.А. Об определении дат устойчивого перехода температуры воздуха через определенные значения // Метеорология и гидрология. 1951. №
10. С. 38-39.
13. Переведенцев Ю.П., Наумов Э.П., Шанталинский К.М. Климатические условия и ресурсы Республики Удмуртия / под ред. Ю.П. Переведенцева, Э.П. Наумова. Казань: Казан. гос. ун-т, 2009. 212 с.
14. Переведенцев Ю.П., Шерстюков Б.Г., Наумов Э.П. и др. Климатические условия и ресурсы Республики Татарстан. Казань: Казан. гос. ун-т, 2008. 288 с.
15. Разуваев В.Н., Шерстюков Б.Г. Климат Самарской области и его характеристики для климатозависимых отраслей экономики. 2006.
16. Садоков В.П., Козельцева В.Ф., Кузнецова Н.Н. Определение весенних дай устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 0, +5°С, их прогноз и оценка // Труды Гидрометцентра России. 2012. Вып. 348. С. 162-172.
17. Садоков В.П., Козельцева В.Ф., Кузнецова Н.Н. Особенности дат устойчивого перехода температуры воздуха через +5 и 0°С осенью на Европейской территории России и юго-западной части Западной Сибири // Труды Гидрометцентра России. 2013. С.193-201.
18. Хромов С.П., Мамонтова Л.И. Метеорологический словарь. Л., 1974. 568 с.
19. Шашко Д. И. Агроклиматическое районирование СССР по обеспеченности растений теплом и влагой. В сб.: Вопросы агроклиматического районирования СССР. Изд-во МСХ СССР. М. 1958.
20. Шерстюков Б.Г. Современные изменения климата: пространственно-временные особенности и основные причины // Окружающая среда и устойчивое развитие регионов: новы методы и технологии исследований: тр. Всерос. науч. конф. с междунар. участием. Казань: Казан. Гос. ун-т, 2009. Т.
11. С.239-242.
21. Шкляев В.А., Ермакова Л.Н., Шкляева Л.С. Статистические характеристики температуры воздуха холодного периода в г. Перми и их временные изменения. Пермь, 2011. С. 44-48.