Файл: Контрольная работа по дисциплине Агрометеорология.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.04.2024

Просмотров: 10

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
(2)

где е – упругость водяного пара при температуре сухого термометра t,

Е – максимальная упругость при температуре смоченного термометра t'.

Чем меньше относительная влажность, тем дальше пар от насыщения, тем интенсивнее происходит испарение. Давление насыщенного пара p0 при заданной температуре – величина табличная. Упругость водяного пара (а значит, и абсолютную влажность) определяют по точке росы.

Пусть при температуре t1 упругость водяного пара p1 Состояние пара на диаграмме р, t изобразится точкой А (рисунок 1).



Рисунок 1
При изобарном охлаждении до температуры tp пар становится насыщенным и его состояние изобразится точкой В. Температуру tp, при которой водяной пар становится насыщенным, называют точкой росы. При охлаждении ниже точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса, запотевают окна. Точка росы позволяет определить упругость водяного пара p1, находящегося в воздухе при температуре t1.

Точку росы определяют с помощью гигрометров. Конденсационный гигрометр представляет собой металлическую коробку А, передняя стенка К которой хорошо отполирована (рисунок 2). Внутрь коробки наливают легко испаряющуюся жидкость – эфир – и вставляют термометр. Пропуская через коробку воздух с помощью резиновой груши Г, вызывают сильное испарение эфира и быстрое охлаждение коробки. По термометру замечают температуру, при которой появляются капельки росы на полированной поверхности стенки К. Давление в области, прилегающей к стенке, можно считать постоянным, так как эта область сообщается с атмосферой и понижение давления за счет охлаждения компенсируется увеличением концентрации пара. Появление росы указывает, что водяной пар стал насыщенным. Зная температуру воздуха и точку росы, можно найти парциальное давление водяного пара и относительную влажность.



Рисунок 2
Относительную влажность определяют также с помощью психрометра. Психрометр состоит из двух термометров, шарик одного из них обмотан тканью, нижние концы которой опущены в сосуд с дистиллированной водой (рисунок 3). Сухой термометр регистрирует температуру воздуха, а влажный — температуру испаряющейся воды. Но при испарении жидкости ее температура понижается. Чем суше воздух (меньше его относительная влажность), тем интенсивнее испаряется вода из влажной ткани и тем ниже ее температура. Следовательно, разность показаний сухого и влажного термометров (так называемая психрометрическая разность) зависит от относительной влажности воздуха. Зная эту разность температур, определяют относительную влажность воздуха по специальным психрометрическим таблицам.



Рисунок 3
Так как по условию заданы температуры сухого t=22,4ºС и смоченногоt = 13,4ºС термометра; то в соответствии с [1] упругость водяного пара (е) находим по формуле:

(3)

где Е' – максимальная упругость при t' = 13,4ºС (по Приложению 2 [1]);

Λ – постоянная психрометра, равная 0,000662;

Р – атмосферное давление, равное 1000 гПа.

По Приложению 2 [1] при t' = 13,4ºС Е' = 15,4 гПа; тогда по формуле (3) имеем:

гПа.

Относительную влажность находим по формуле (2):



Дефицит влажности воздуха (дефицит насыщения) найдем по формуле в соответствии с [1]:

гПа.

Точка росы в соответствии с Приложением 2 [1] и е = 9,042 гПа равна:




Задание 4

1. Дать определение заморозков, выделить типы заморозков.

2. Рассчитать ожидаемую ночную минимальную температуру по способу Михалевского:





где Ме – ожидаемый минимум температуры воздуха;

MR – ожидаемый минимум температуры поверхности почвы;

tи t' – температура сухого и смоченного термометров в 13 часов;

С – коэффициент, зависящий от влажности воздуха (Приложение 3 [1]).

Расчетную минимальную температуру уточняют по данным наблюдений за облачностью в 21 час. Если облачность (А)<4 баллов, полученную температуру надо понизить на 2°С, т.е. Ме и MR уменьшают на 2°С, если 4Ме и MR увеличивают на 2°С.

Вероятность заморозков определяют с учетом поправок (М'е и M'R):

– если М'е и M'R > 2°C – заморозка не будет;

– если –2°С ≤ М < 2 – вероятен;

– если М'е и M'R < –2 – ночью будет заморозок.

Исходные данные взять согласно варианту в табл. 4 [1].
Дано (Шифр – вариант – 22): t = 7,4ºС; t = 3,4ºС; f = 55%; N = 10 баллов.
Решение:

1. Заморозки, в отличие от морозов, наблюдаются в теплое время года (весной, летом, осенью), т.е. в период вегетации многих сельскохозяйственных культур. В нашей стране заморозки наблюдаются ежегодно в тех или иных районах и наносят значительный ущерб сельскому хозяйству и особенно плодово-ягодным и овощным культурам. Иногда в течение короткого времени заморозок уничтожает весь урожай фруктов, овощей и других ценных культур.

Наиболее опасными для растений являются периоды 15-20 суток после средней даты прекращения заморозков весной и 10-15 суток, предшествующие средней дате наступления заморозков осенью.

Заморозки начинают фиксировать при переходе температуры от положительных ее значений к отрицательным. Однако, с точки зрения сельскохозяйственных работников, заморозком называется такое понижение температуры воздуха или поверхности почвы и растений, которое влечет за собой повреждение культурных растений, еще не окончивших или только начавших вегетацию, т.е. заморозками могут считаться не только температуры ниже нуля, но и положительные ниже различных уровней. Возникает вопрос, можно ли считать заморозком понижение температуры до 5° С. Обычно положительные температуры заморозками не считают; между тем некоторым культурным растениям они наносят такие же повреждения, как температуры порядка -5, -10° С более морозостойким культурам. Ряд тропических растений погибает при температуре порядка 2, 4°С и даже выше.

Заморозки могут возникнуть вследствие ночного излучения тепла земной поверхностью, охлаждения ее и прилегающего к ней слоя воздуха. Такие заморозки называются радиационные. Заморозки могут возникнуть также вследствие притока с севера и северо-востока холодных масс воздуха. В этом случае они носят название адвективные.

При этом типе заморозков низкие температуры наблюдаются не только в приземном слое воздуха, но распространяются до больших высот, по всей массе притекающего воздуха.

Холодные массы воздуха, продвигаясь на юг, подогреваются, становятся все более относительно сухими, сопровождаются безоблачной погодой, которая способствует усилению излучения тепла земной поверхностью, в дополнение к понижению температуры, создаваемому притоком холодных масс воздуха, происходит дополнительное охлаждение слоя воздуха усиленным ночным излучением. Такой вид заморозков носит название адвективно-радиационным. Название показывает, что заморозок образовался в результате двух физических процессов: притока холодных масс воздуха и вызванного им усиленного ночного излучения.

Этот тип заморозков является наиболее частым по своей повторяемости, сопровождается наиболее низкими температурами и поэтому наиболее опасен для сельского хозяйства.

Наконец значительное понижение температуры, а также заморозки иногда наблюдаются в долинах и замкнутых котловинах. Они возникают потому, что воздушные массы, расположенные как на возвышенных местах и на склонах котловины сильно охлаждаются ночным излучением земной поверхности и, как более холодные и плотные, стекают вниз. В замкнутой котловине образуется озеро холодного воздуха. Так как на склонах и возвышенностях воздух может быть перемешан ветром, то заморозка здесь может и не быть, в то время как в долинах и замкнутых котловинах заморозок возникает.

О такой возможности возникновения заморозка, связанного с рельефом, следует помнить при распределении культур по полям.
2. Рассчитаем далее в соответствии с исходными данными ожидаемую ночную минимальную температуру по способу Михалевского:





Облачность по условию N = 10 баллов, то по [1] минимум увеличиваем на 2°С.

Тогда получаем М'е = –1,8 + 2 = 0,2°С и M'R = –7 +2 = –5°С.

Так как: –2°С ≤ М < 2; то заморозок вероятен;

Задание 5

1. Описать методику составления фенологических прогнозов.

2. Определить дату наступления восковой спелости зерновых культур по формуле:



где D – дата восковой спелости;

Dt – дата фазы колошения;

А – сумма эффективных температур, °С;

В – температура биологического минимума, °С (для зерновых культур 5°С).

Исходные данные представлены в табл.5 [1].
Дано (Шифр – вариант – 22): Dt = 15.07; А = 500С; tпо прогнозу= 16С; культура – яровая пшеница.
Решение:
Когда достигнут восковой спелости хлеба? Когда созреют и начнут раскрываться коробочки хлопчатника? Когда станут выползать из яичек личинки тех или иных насекомых-вредителей? Эти и подобные им вопросы диктуются не праздным любопытством. Для своевременного агротехнического вмешательства на полях, для правильной расстановки людей и уборочной техники, а в ряде случаев для оценки ожидаемого урожая необходимо предвидеть сроки развития разных сельскохозяйственных культур.

Прогноз средних сроков развития растений в данной местности требуется, если в старые земледельческие районы вводятся новые культуры или под пашню осваиваются новые районы. Нужен он и тогда, когда ставится вопрос о существенном увеличении выхода продукции с гектара земельных площадей на юге страны – за счет пожнивных посевов и получения двух урожаев в год. Не обойтись без прогноза, касающегося хода развития насекомых-вредителей, для организации эффективной борьбы с ними.

Жизнь растений и холоднокровных живых существ, сроки их появления на свет и наступления тех или иных жизненных фаз в основном зависят от количества солнечного тепла,
получаемого определенным районом Земли, где они обитают. Поэтому прогноз их развития – фенологический прогноз – до сих пор основывался на подсчете сумм температур. Принято было считать, что период перехода растения или холоднокровного животного от одной стадии развития к другой – например, от всходов до колошения у пшеницы или от выхода из яйца до превращения в куколку у озимой совки – определяется «поглощенной» организмом суммой эффективных температур. Эта сумма постоянна для данного биологического объекта, погодные же условия из года в год могут меняться. Прохладнее лето – медленнее идет развитие, жаркое – быстрее...

Метод фенологического прогнозирования по сумме температур ведет начало еще от французского физика и биолога XVIII века Реомюра. Точность старинного метода давно уже перестала удовлетворять запросы современного сельского хозяйства, однако до недавнего времени замены ему не было.

В 1957 году предложили составлять прогнозы, опираясь на графическое решение систем эмпирических уравнений. Они исходят из данных многолетних наблюдений и учитывают потребности тех или иных биологических объектов в тепле и тепловые ресурсы района. Это значительно повысило точность и заблаговременность прогнозов – ведь уравнения учитывают и нетемпературные факторы, от которых зависят жизненные процессы, – например, влажность воздуха или продолжительность светового дня. Стало возможным решать и такие задачи, которые вообще не решались методом суммирования температур.

Новый метод хорошо зарекомендовал себя сначала в Таджикистане, а затем и в других районах страны. На его основе, например, был получен ответ на важный вопрос о возможности возделывания тонковолокнистых сортов хлопчатника в Яванской и Дангаринской долинах. В этих безводных долинах хлопчатник ранее не возделывался. Плотина и водохранилище Нурекской ГЭС позволили обводнить их, но для этого следовало пробить многокилометровые туннели сквозь скалы, что требовало больших затрат труда и средств. Идти на эти расходы было экономически целесообразно лишь в том случае, если бы в здешних местах могли произрастать наиболее ценные – тонковолокнистые сорта хлопчатника, ареалы возделывания которых в бывшем СССР ограничены.

Теоретическое прогнозирование могли в данном случае заменить лишь многолетние и дорогостоящие (воду для полива пришлось бы возить в цистернах) полевые опыты. Поэтому решили ограничиться расчетами. Тепловые ресурсы Явана и Дангары известны из многолетних наблюдений метеостанций, хотя в эти данные пришлось внести некоторую теоретическую поправку, учитывающую изменение микроклимата при орошении. Кривые, описывающие ход развития различных сортов хлопчатника, были получены из данных Госсортсети Таджикистана. Совместное графическое решение системы уравнений показало, что для тонковолокнистых сортов хлопчатника здешние условия вполне подходящие. Сегодня в этих районах созданы новые совхозы. Фотографии огромных буртов яванского хлопка-сырца уже не раз публиковались в газетах и журналах.

2. Далее, определим дату наступления восковой спелости зерновых культур по формуле:



где D – дата восковой спелости;

Dt – дата фазы колошения;

А – сумма эффективных температур, °С;

В – температура биологического минимума, °С (для зерновых культур 5°С).

С учетом исходных данных получаем:



Следовательно, наступление восковой спелости яровой пшеницы в данном случае следует ожидать 31 августа – 1 сентября.

Задание 6
1. Построить розу ветров (исходные данные табл. 6 [1] – повторяемость ветров дана в %; сумма всех направлений ветра за месяц – 100%).

2. Проанализировать розу ветров, определить:

– преимущественное направление ветра;

– количество дней с данным направлением ветра;

– количество дней с С и СВ ветром (возможен суховей).

Дано (Шифр – вариант – 22): повторяемость ветров, %: С– 15; СВ – 15; В – 10; ЮВ – 7; Ю – 11; ЮЗ – 20; З – 13; СЗ – 9; месяц – 6.
Решение:
В соответствии с [1] для построения розы ветров чертим восемь румбов направлений, затем в масштабе (1 мм – 0,5%) откладываем на румбах значение повторяемости каждого направления ветра и полученные точки соединяем прямыми линиями.

Искомая роза ветров показана на рисунке.

Анализируя розу ветров, показанную на рисунке, можно сделать вывод о том, что в данном пункте в июне месяце преобладает юго-западный ветер; при этом количество дней с данным направлением найдем из пропорции:

30 дней – 100%

Х дней – 20%




Рисунок
Количество дней с С и СВ ветром также найдем из пропорции, учитывая, что в % количество дней с данным направлением составляет 15%+15%=30%:

30 дней – 100%

Х дней – 30%



ЛИТЕРАТУРА
1. Методическое пособие, из которого взяты задачи (название, авторов, год надо указать)

2. Лоссе А.П., Журина Л.Л. Агрометеорология. – М.: Колос, 2001. – 300с.


3. Агрометеорология: справ. Пособие/Новосиб. гос. аграр. ун-т; Сост. Н.В. Пономаренко. – Новосибирск, 2008. – 55 с.7>4>