Агроклиматические сезоны года

Умеренные широты, в которых расположена область, имеют четко выраженные сезоны года. Чаще всего принято различать сезоны, основанные на астрофизических данных (астрономические, календарные). Однако они недостаточно четко отображают погодные условия, природные фенологические явления и агрохозяйственную деятельность.

Поэтому агроклиматологи ищут такие критерии для выделения сезонов года, чтобы они максимально учитывали вегетацию культурных растений и основные виды сельскохозяйственных работ. Единые критерии для выделения дат начала и конца сезонов пока не выработаны. Фенологи выделяют сезоны по фазам развития целого ряда растений. Однако они различны для естественных и культурных растений.

Агроклиматологи предлагают выделять сезоны по термическому признаку: лето – период с температурой (средней за сутки) выше 5° или 10°, зима – ниже 0°, весна – время повышения среднесуточной температуры от 0° до 5° или 10°, осень – время понижения среднесуточной температуры от 5° или 10° до 0° (и даже -5°). Другие исследователи за начало весны принимают дату схода устойчивого снежного покрова и перехода среднесуточной температуры через 0°. Однако в парниках сельскохозяйственные работы начинаются уже при температуре воздуха -5°, после прекращения устойчивых морозов. За начало лета принимается дата окончания заморозков в воздухе, начало «безморозного» периода. В нашей области обычно она совпадает с переходом среднесуточной температуры через 10–12°. Однако заморозки на поверхности почвы отмечаются при средней суточной температуре 15°.

Переход от одного сезона к другому обычно происходит постепенно, с заметными отклонениями сроков по отдельным годам. Реально складывающиеся сезоны по продолжительности могут существенно отличаться от среднеклиматических. Поэтому продолжительность года, календарных и астрономических сезонов остается неизменной, а фенологические и климатические сезоны в отдельные годы будут иметь разную продолжительность. Синоптики по типу циркуляции атмосферы дополнительно выделяют сезоны: «предвесенье», «предзимье», делят некоторые основные сезоны, например «зима-1», «зима-2».

В дальнейшем мы будем выделять сезоны по средним датам разрушения устойчивого снежного покрова и суточным переходам температуры через 0°, 10°, и окончанию и началу заморозков в воздухе.

Весна

К весне условно отнесем период от времени разрушения устойчивого снежного покрова до окончания заморозков – в среднем многолетнем режиме с 23.III–1.IV по 28.IV–9.V. Продолжительность весеннего периода (средняя) в области около 32 дней (от 28 до 45 дней). С увеличением высоты Солнца, продолжительности дня и с уменьшением облачности весной быстро нарастает приток солнечной радиации. Смена холодных и теплых вторжений делает погоду неустойчивой, с возвратом холодов и нередким выпадением снега. Обычны ночные заморозки в воздухе и на почве. С установлением средних суточных температур выше 5° начинается рост озимых, зеленение трав, набухание почек кустарников. Выборочно развертываются сельскохозяйственные работы.

Суммарная радиация за весну (апрель-май) составляет 23–27 ккал/см². Отражается земной поверхностью около 20 % поступившей радиации. Поглощается поверхностью около 20 ккал/см². Радиационный баланс за два месяца составляет 13 ккал/см². Основная часть (9 ккал/см²) или 70 % тратится на испарение, остальные – 4 ккал/см² (или 30 %) идет на нагревание почвы и воздуха и прогревание вторгающихся арктических воздушных масс.

За весну испаряется около 160 мм влаги, а сумма осадков составляет около 90 мм. Коэффициент увлажнения колеблется от 0,63 до 1,09. С учетом запасов влаги в почве в метровом слое и от таяния снега в первой половине весны существует избыток влаги в 80–180 мм. Однако к концу весны запасы продуктивной влаги в почве быстро истощаются, уменьшаются до 10–90 мм. В сухие весны увлажнение почвы в конце мая становится недостаточным.

Радиационный баланс во второй-третьей декадах марта становится положительным, что определяется нарастанием суммарной радиации и сходом снежного покрова и резким уменьшением альбедо поверхности – с 70–85 % до 15–25 %. Обычно весной начинают преобладать меридиональные переносы воздушных масс. При господстве северных вторжений весна бывает затяжной, созревание почвы замедляется. Преобладание же южных вторжений приводит к быстрому разрушению снежного покрова, интенсивному прогреванию и подсыханию почвы. Весна бывает короткой.

В апреле-мае местный запас тепла еще незначительный, недостаточный для прогревания вторгающегося холодного арктического воздуха, поэтому поздние вторжения этого воздуха после продолжительного теплого периода и начала активной вегетации особенно опасны. Вероятность таких вторжений и заморозков в апреле составляет от 92 % в первой декаде и до 37 % в третьей декаде, в мае от 23 % в первой до 8 % во второй декадах. В третьей декаде мая обычно заморозки не наблюдаются, за исключением редких лет.

Прогревание воздуха и понижение его относительной влажности до 50 % приводит к уменьшению облачности до 35–50 % и увеличению дней с ясным небом и к продолжительности солнечного сияния до 180–200 часов за месяц. Ясное небо способствует росту амплитуды суточных температур.

Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы обычно велики (до 200–240 мм), но количество осадков еще небольшое (50 мм за месяц).

В условиях большого дефицита влаги в воздухе и нарастающего запаса тепла быстро увеличивается испарение почвенной влаги и иссушение почвы. Часто наблюдаются бездождные периоды. Все это заставляет земледельца ускорить весенние полевые работы, чтобы использовать запас почвенной влаги. «Сей в грязь – будешь князь» говорят старожилы, однако постоянно должны учитывать возможность поздних заморозков. Значительно реже бывают весны дождливые, когда почва достигает мягкопластичного состояния только к середине мая, при обычной ее полной зрелости уже к началу мая.

Наиболее холодными и влажными, а, следовательно, и поздно созреваемыми являются торфяные почвы на слабо осушенных болотах, и пойменные почвы, особенно в долинах крупных рек, где наблюдаются продолжительные половодья. В долине Десны пойменные почвы пригодны для обработки обычно только с конца первой декады июня.

Лето

Переход к лету совершается с установлением теплой погоды и прекращением заморозков. В области эта дата практически совпадает с переходом суточной температуры через 10 °С. Средняя многолетняя дата начала теплого сезона – 28.IV на юге области и 2.V – на севере. Однако последний заморозок может быть и в конце мая. Средняя дата первого осеннего заморозка в воздухе 5.Х (ранняя 18.IХ, поздняя – 30.Х). На 10 дней раньше (24.IХ) происходит обратный переход средней суточной температуры через 10 °С. Таким образом, лето в области продолжается с начала мая до первой декады октября, в среднем 5 месяцев. «Короткое» лето (17.V по 11.IХ) длится менее 4-х месяцев, «длинное» лето (15.IV по 30.Х) продолжается 6,5 месяцев и бывает крайне редко. Переход от весны к лету и от лета к осени виден по резкому изменению ряда характеристик.

Суммарная радиация летом в связи с высоким стоянием Солнца и длительным днем достигает 13–15 ккал/см² в месяц, а продолжительность солнечного сияния достигает 250–330 часов в месяц, 60–75 % от возможного. Радиационный баланс за месяц достигает 7–14 ккал/см². На испарение тратится 50–63 % тепла, на нагревание почвы и воздуха 37–40 %. В целом за период вегетации растений количество положительного радиационного и адвективного тепла достигает 31–32 ккал/см².

Большой запас солнечного и дополнительный приток тепла с южными ветрами определяют величину возможного испарения за летние три месяца 450–500 мм, тогда как за июнь-август выпадает в среднем 240 мм осадков. Складывается дефицит влаги, а коэффициент увлажнения снижается до 0,50–0,66. При антициклональных режимах устанавливается жаркая бездождная погода (июль 1994, 1999, 2010 гг.), приводящая нередко к атмосферной засушливости, иногда к суровой зиме, когда в антициклон вовлекаются сухие арктические воздушные массы. Температура воздуха при засухах поднимается до экстремальных отметок -37–38 °С.

В отдельные годы при вторжениях арктического холодного и сухого воздуха в июне ночные температуры на почве могут понижаться до -1–5 °С. Радиационное выхолаживание поверхности и нижнего слоя воздуха вызывает обильные росы (по 6–18 дней в июне), а при заморозках – и инея. Относительная влажность воздуха в полдень уменьшается до 30 % и ниже (6–9 дней за месяц). Засушливые периоды в июне продолжительностью 6–10 дней бывают хотя и не каждый год, но довольно часто, в 60–70 % лет.

В целом лето в области благоприятно для роста агрокультур, однако, 1–2 раза в столетие бывают очень холодные и «мокрые» летние сезоны, когда не созревают яровые хлеба и картофель, а их уборка затягивается до конца октября. Такими холодными были 1904, 1928, 1949, 1956, 1962 годы. В очень холодные годы средняя температура июля понижается до 15–16 °С, а продолжительность лета сокращается со 150 дней (средняя продолжительность) до 115 и даже 88 дней (Шевченков, 2001).

Неблагоприятно сказываются на урожае и очень высокие (при засухах) температуры, при которых ускоряется созревание яровых зерновых и зерно становится жухлым. При температуре выше 30 °С прекращается рост клубней картофеля. В отдельные годы наблюдаются длительные дождливые периоды, обычно сопровождающиеся низкими температурами. Они ухудшают созревание хлебов, вызывают их полегание, мешают уборке. Такие периоды продолжительностью летом 6–10 дней складываются в 40–60 % лет. Более длительные дождливые периоды 11–15 дней бывают 1–2 раза в 10 лет, а длительностью до 25 дней – 1 раз в 30–50 лет. Один раз в столетие дожди летом не выпадают 1,0–1,5 месяца. В июне-июле 1900, 1901, 1931, 1936, 1946, 1948 годах выпало в 2–5 раз осадков меньше нормы за месяц (от 4 до 30 мм), в 1903, 1913, 1916 гг. выпало в 1,5–2,0 раза больше нормы осадков.

Осень

На территории области осень продолжается в среднем многолетнем режиме с 24 сентября по 12 ноября. В отдельные годы уже 11 сентября происходит переход среднесуточной температуры через 10 °С, а 18 сентября отмечается первый заморозок в воздухе. В теплую осень эти сроки отодвигаются соответственно на 15–30 октября. Таким образом, климатическая осень средней продолжительностью в 50 дней может укорачиваться на месяц или удлиняться на 15–20 дней.

Наступление осеннего периода характеризуется снижением величины солнечной суммарной радиации (до 7–4 ккал/см²) за месяц и радиационного баланса до 4–2 ккал/см² за месяц в связи с сокращением долготы дня и солнечного сияния (200–250 часов), увеличением облачности, преимущественно слоистой и слоисто-кучевой, быстрым снижением температуры. Усиливается осенью циклоническая деятельность и западный перенос, что делает погоду неустойчивой, атмосферные фронты становятся малоподвижными и выпадающие на них осадки принимают затяжной характер. Вынос с Атлантики теплого и влажного воздуха задерживает наступление зимы, а южные вторжения приводят к возврату теплой погоды (в сентябре и октябре, т. н. «бабье лето»), обычно на несколько дней, но нередко и на неделю.

Количество осадков осенью уменьшается до 45–50 мм за месяц, но почти в 5 раз (до 4–2 ккал/см²) снижаются затраты тепла на испарение, хотя его в начале осени достаточно для испарения выпадающих осадков. Поэтому коэффициент увлажнения все еще значительно меньше 1 (0,6–0,8). По этой причине большинство осенних периодов благоприятно для уборки урожая. Снижается ранней осенью и влагозапас в почве.

Нередки у нас и дождливые осенние сезоны, когда на полях возникают застои воды и уборка картофеля почти невозможна (20 % лет). Частично может происходить вымокание озимых посевов.

К концу осени возможности испарения сильно снижаются, наступает период переувлажнения почвы, осенней распутицы и «заправки» почв влагой, что важно для последующей весенней вегетации растений.

Во второй половине осени наблюдается неоднократное выпадение и стаивание снега, а в отдельные годы (1956 г.) уже с конца октября формируется устойчивый снежный покров.