Наличие ядер конденсации - частиц микроаэрозолей, на которых произойдёт отложение микрокапелек

Если τ <0°С, то может произойти не только конденсация, но и сублимация. Однако в атмосфере сублимация происходит лишь при очень низких температурах, ниже — 40°С. При более высокой температуре пар в атмосфере конденсируется, образуя переохлажденные капли.

Конденсация и сублимация водяного пара происходят как в атмосфере, так и на земной поверхности и расположенных на ней предметах. Конденсация начинается, когда температура понизится до точки росы τ. Если τ <0°С, то может произойти не только конденсация, но и сублимация. Однако в атмосфере сублимация происходит лишь при очень низких температурах, ниже — 40°С. При более высокой температуре пар в атмосфере конденсируется, образуя переохлажденные капли.

Ядра конденсации. Обычно в атмосфере в том или ином количестве во взвешенном состоянии находятся аэрозоли - мельчайшие твердые и жидкие частички, на которых и происходит и конденсация водяного пара. Эти частички и называются ядрами конденсации. В чистом воздухе, лишенном всяких примесей, конденсация водяного пара не наступает даже при перенасыщении его в несколько раз.

Ядрами конденсации над океанами в основном являются частички солей, которые попадают в воздух в больших количествах при испарении брызг морской воды в воздухе. Еще большее число ядер конденсации попадает в атмосферу при распылении почвы,, а также в виде продуктов горения.

Ядрами конденсации над океанами в основном являются частички солей, которые попадают в воздух в больших количествах при испарении брызг морской воды в воздухе. Еще большее число ядер конденсации попадает в атмосферу при распылении почвы, а также в виде продуктов горения.

По своей природе ядра конденсации подразделяются на четыре группы: наземные (частицы вулканической пыли, почвы, пыльца растений и пр.), промышленного происхождения (продукты горения, пары кислот, щелочей, солей и т. д.), частицы морской соли и неизвестные частицы (космические, продукты фотосинтеза и атмосферных химических реакций и пр.).

По размеру ядра конденсации подразделяются на ядра Айткена (10^{-4 см), метеорологические (от 10-4}до 10^-3см) и гигантские (>10^{-3 см). Наиболее активными ядрами являются более крупные частицы, в первую очередь частицы морской соли, капли растворов кислот, щелочей и солей, а также твердые гигроскопические частицы. В 1 см3} воздуха содержится огромное число частиц, способных выполнять роль ядер конденсации. Над промышленными городами средняя концентрация ядер составляет около 150 000 в 1 см³. Сельский воздух содержит таких частиц около 10 000, морской и горный — до 1000 единиц в 1 см³. Вот почему туманы в городах возникают чаще и бывают интенсивнее, чем в сельской местности.

С высотой концентрация ядер конденсации быстро падает и на высотах 10 км, например, составляет не более одного на 1 см³ (т. е. соответствует числу капель в облаках на этих высотах).

7. Розой ветров называют диаграмму, которая изображает режим изменения направлений и скоростей ветра в определённом месте, в течение некоторого промежутка времени. Своё название она получила благодаря сходному розой рисунку. Первые розы ветров были известны ещё до нашей эры Строится диаграмма следующим образом: на идущих от общего центра в разных направлениях лучах откладывают значение повторяемости (в процентном соотношении) или скорости ветров. Лучи соответствуют сторонам света: север, запад, восток, юг, северо-восток, северо-северо-восток и т.д. В настоящее время роза ветров обычно строится по многолетним данным для месяца, сезона, года по основным румбам(см. рис.).

Розу ветров учитывают при строительстве взлётно-посадочных полос (ВПП) аэродромов, планировке населенных мест (целесообразной ориентации зданий и улиц), оценке взаимного расположения жилмассива и промзоны (с точки зрения направления переноса примесей от промзоны) и множества других хозяйственных задач (агрономия, лесное и парковое хозяйство, экология и др.). Роза ветров, построенная по реальным данным наблюдений, позволяет по длине лучей построенного многоугольника выявить направление господствующего (преобладающего) ветра, со стороны которого чаще всего приходит воздушный поток в данную местность.

Знач-е ветра

Ветер оказывает разнообразное действие на растения. При ветре 0,2-0,3 м/с транспирация (испарение влаги листьями) увеличивается в 2,5-3 раза, а при достаточной влажности почвы ветер до 2-3 м/с усиливает процессы фотосинтеза за счет постоянного воздухообмена и непрерывного поступления к листьям новых порций воздуха, содержащих углекислый газ. При более сильном и продолжительном ветре фотосинтез подавляется.

«положительное»: перенос семян и спор растений, формирование климата и микроклимата, образование и перемещение облаков, возникновение океан. течений, развеевание загрязняющ. веществ, выбрасываемых пром.предприятими, получение ветровой энергии, Кроме того, ветер переносит влагу с морей и океанов на материк, обеспечивая ею растения, его следует учитывать при посеве кулис и закладке лесозащитных полос.

- разрушающее действие (наводнение, ураган, смерчи и др.)

8. Неблагоприятн. явления зимнего периода:

Вымерзание – одна из наиболее распространенных и частых причин повреждения и гибели озимых в районах Черноземной зоны, в юго-восточных районах Нечерноземной зоны РФ. Основной фактор гибели или повреждения посевов озимых – действие низких температур. В это время в межклеточных пространствах тканей растений образуются кристаллы льда, которые оказывают на протоплазму механическое давление. Обезвоженная протоплазма повреждается и теряет непроницаемость. У растений, поврежденных морозами, листья желтеют, узел кущения становится дряблым, размочаленным, буреет, корни также буреют и теряют тургор. В бесснежье иногда озимые вымерзают от резких колебаний температур (днем – положительные, ночью – отрицательные).

Иногда в южных районах нашей страны после схода снега при небольшом потеплении (выше 5°С) в январские и февральские оттепели озимые возобновляют вегетацию, что ведет к быстрой потере закалки растений, при возврате холодов может наблюдаться гибель озимой пшеницы.

Наибольшей морозостойкостью отличается озимая рожь. Она выдерживает морозы …-20°С и наиболее на глубине узла кущения, озимая пшеница и тритикале – до …-18°С, а озимый ячмень – до …-12°С. Более низкие температуры могут быть губительными для этих культур.

Для предохранения озимых от вымерзания большое значение имеют тщательная и своевременная подготовка почвы к посеву, применение фосфорно-калийных удобрений, если обеспеченность почвы этими элементами средняя и ниже средней, использование морозостойких сортов, более глубокая заделка семян, снегозадержание. Снег обладает малой теплопроводностью и хорошо защищает озимые от чрезмерно низких температур. Например, температура почвы на глубине узла кущения (2см) при морозе …-32…-33°С и отсутствии снежного покрова была - …-20…-22С, при снежном покрове высотой 15см - …-7…-11°С, а высотой 50см – всего лишь - …-2…-3°С. Снегозадержание – эффективный прием предотвращения гибели озимых от вымерзания, кроме того, это дает возможность накопить влагу на посевах озимых.

Выпревание Гибель растений от выпревания наблюдается преимущественно в теплые зимы с большим снеговым покровом, который лежит 2—3 месяца, особенно если снег выпадает на мокрую и талую землю. Длительное время находясь под толстым снежным покровом, растения истощаются и гибнут, так как накопленные питательные вещества расходуются на дыхание, а пополнения углеводов не происходит. При выходе из-под снега озимые оказываются побуревшими и дряблыми, так как ткани мертвеют, листья нередко покрываются налетом снежной плесени.

Выпревание озимых культур отмечается в основном в районах Нечерноземной зоны, на тяжелых суглинистых почвах с плохой водопроницаемостью. Озимая рожь и тритикале в большей степени подвергаются выпреванию, чем озимая пшеница. Для предотвращения гибели озимых от выпревания нельзя допускать завышения нормы высева и преждевременного посева, проводить прикатывание озимых после выпадения снега на талую почву.

Вымокание наблюдается в районах избыточного увлажнения Нечерноземной зоны, а также в пониженных местах рельефа, где задерживается вода. Растения в этом случае гибнут от недостатка кислорода. Отсутствие кислорода усиливает анаэробное дыхание растений, в результате чего могут образоваться токсичные вещества и растения погибают от истощения и прямого отравления организма. Вымокание может происходить как осенью, так и весной.

Переувлажнение почвы осенью задерживает рост растений и приводит к отмиранию нижних, а затем и верхних листьев. От вымокания больше страдают растения с мощно развитой вегетативной массой. В районах Нечерноземной зоны РФ во время оттепелей снег тает, что приводит к длительному застою воды на посевах озимых культур, особенно в пониженных местах. Нередко оттепели сменяются морозами, образуется ледяная корка, что также приводит к гибели посевов.

В основных районах возделывания озимых чаще наблюдается весеннее вымокание, чем осеннее. Застой воды приводит к гибели посевов. Чем выше температура, тем интенсивнее идет этот процесс. В начале весенней вегетации озимая пшеница может переносить затопление при невысоких температурах в течение 2 недель и более. С повышением температуры устойчивость к вымоканию снижается, и уже через 8-10 дней озимые желтеют и погибают. Озимая рожь страдает от вымокания больше, чем озимая пшеница.

Выпирание Повреждение и гибель растений от выпирания определяются разрывами корневой системы. Выпирание растений наблюдается, если осенью морозы наступают при отсутствии снежного покрова или если в поверхностном слое почвы мало воды (при осенней засухе), а также при оттепелях, если снеговая вода успеет всосаться в почву. В этих случаях замерзание воды начинается не с поверхности почвы, а на некоторой глубине (где есть влага). Образующаяся на глубине прослойка льда постепенно утолщается за счет продолжающегося поступления воды по почвенным капиллярам и поднимает (выпирает) верхние слои почвы вместе с растениями, что приводит к обрыву корней растений, проникших на значительную глубину.

Выпирание наблюдается в Нечерноземной и Центрально-Черноземной зонах, на Северном Кавказе, в районах Поволжья и других областях с резкими колебаниями температур в ранневесенний период.

Для того чтобы избежать выпирания, необходимо проводить своевременную основную и предпосевную обработку почвы, более глубоко высевать семена, прикатывать почву до и после посева, использовать сорта с глубоким залеганием узла кущения, обрабатывать семена ретардантами.

Обработка семян ретардантами дает положительные результаты только при ранних и оптимальных сроках посева, на поздних посевах этот прием неэффективен.

Озимые, подвергшиеся выпиранию, бороновать нельзя, такие посевы лучше прикатать весной кольчатыми или зубчатыми катками. Это даст возможность прижать обнаженные узлы кущения во влажную почву, благодаря чему ускоряется образование новых узловых корешков, и растения быстрее трогаются в рост.

Ледяные корки нередко являются причиной повреждения или гибели озимых. Различают ледяные корки притертые и висячие. Менее опасны висячие корки, так как они образуются сверху почвы и практически не соприкасаются с растениями; их легко разрушить катком. Наиболее опасна притертая корка. Она появляется, когда снег при оттепелях полностью тает, а образовавшаяся вода при похолодании замерзает, образуя ледяную корку, смерзшуюся с верхним слоем почвы и вмерзшими в него растениями. Висячая корка может образовываться, когда снег тает сверху и замерзает. Растения подвергаются механическим повреждениям, прекращается доступ воздуха к ним, нарушается газообмен, все это приводит к изреживанию или гибели. Ледяная корка наиболее часто наблюдается в районах юго-востока, в Центрально-Черноземной зоне.

Наиболее эффективные средства защиты растений от ледяных корок – щелевание, снегозадержание, рассев минеральных удобрений, золы, торфяной крошки на посевах с притертой коркой.

Снежная плесень и склеротиниоз поражают растения озимых, ослабленные в результате выпревания, вымокания и других неблагоприятных условий. Для борьбы с этими болезнями необходимо проводить предпосевное протравливание семян, внедрять устойчивые сорта.

Выдувание часто наблюдается в сухую осень или весной преимущественно на бесструктурных почвах, в открытых безлесных местах – в степной части Поволжья, на Северном Кавказе. Пыльные бури вызывают гибель посевов вследствие выдувания поверхностных слоев почвы, узлы кущения оказываются на поверхности, в результате растения засыхают или гибнут во время зимовки от действия низких температур. В пониженных местах и у лесополос озимые могут быть засыпаны почвой, на отдельных участках слой нанесенной почвы может достигать 10см и более. Растения, оказавшиеся под таким слоем почвы, не могут выбиться на поверхность и гибнут.

Для предотвращения гибели озимых от выдувания проводят лесомелиоративные мероприятия, высевают кулисы, размещают культуры полосами (озимая пшеница и многолетние травы), высевают озимые по стерне.

Повреждения от зимней засухи. Устойчивый снеговой покров предохраняет озимые злаки от зимнего высыхания. Однако они в условиях бесснежной или малоснежной зимы, как и плодовые деревья и кустарники, в ряде районов России часто подвергаются опасности чрезмерного иссушения постоянными и сильными ветрами, особенно в конце зимы при значительном нагреве солнцем. Дело в том, что водный баланс растений складывается зимой крайне неблагоприятно, так как поступление воды из замерзшей почвы практически прекращается.

Для уменьшения испарения воды, неблагоприятного действия зимней засухи плодовые древесные породы образуют на ветвях мощный слой пробки, сбрасывают на зиму листья.

9. Заморозки – понижение температуры воздуха или деятельной поверхности до 00С и ниже на фоне положительных среднесуточных температур воздуха.

По интенсивности различают: слабые, средние и сильные заморозки.

Слабыми принято считать заморозки, при которых температура воздуха не опускается ниже -20С; при средних заморозках температура воздуха колеблется от -2 до -50С. Сильные заморозки – заморозки при температуре воздуха от -50С и ниже.

По времени возникновения заморозки делятся на весенние, летние и осенние; по длительности действия - на: продолжительные (более 12 ч), средней продолжительности (5-12 ч) и кратковременные (до 5 ч); по условиям возникновения - на радиационные, адвективные и адвективно-радиационные заморозки.

Адвективные заморозки возникают в результате наступления волн холода с температурой ниже 0°С обычно в начале весны и поздней осенью, при полной облачности и значит, силе ветра; могут держаться в течение нескольких суток. Радиационные заморозки возникают в тихие, ясные ночи в результате суточного хода температуры при относительно низких среднесуточных температурах и интенсивном ночном излучении. Их уровень существенно зависит от форм рельефа. Так, в низинах они происходят чаще, чем в возвышенных местах или на склонах, т. к. в вогнутых формах рельефа ночное понижение температуры усилено, холодный воздух дольше застаивается. Поэтому при радиационных заморозках повреждаются в основном растения, расположенные на пониженных местах вогнутых форм рельефа. Заморозки этого типа ограничиваются продолжительностью ночи и длятся обычно 5-6 ч подряд. Для культуры винограда весенние заморозки наиболее опасны, если они наступают во второй фазе вегетации. Адвективно-радиационные заморозки наблюдаются в ограниченное время, главным образом под утро или с половины ночи и длятся 3-4 ч. Это поздние заморозки весны и ранние заморозки осени, т. е. времени года, когда уровень среднесуточных температур относительно высок. При их возникновении процессы адвекции и радиации дополняют друг друга. Отрицательными значения температуры могут быть лишь в припочвенных слоях, в то время как на уровне метеорологической будки - положительными. Весенние заморозки повреждают листья, распускающиеся почки, верхушки побегов, соцветия, осенние заморозки - листья, иногда ягоды. Разработаны средства борьбы с заморозками, которые могут быть объединены в 3 группы: подбор сортов, устойчивых к заморозкам. Например, у винограда их устойчивость связана с особенностями сортов позднее распускать глазки и плодоносить из запасных почек в глазках; агротехнические воздействия на кусты винограда: поздняя весенняя обрезка (для задержания распускания почек) и оставление при глазках отрезка пасынка с 1-2 узлами, с последующей обломкой побегов, выросших на этих пасынках, применение высокоштамбовых форм кустов; агротехнические воздействия на среду с целью понижения лучеиспускания путем уничтожения сорняков.

Устойчивость к заморозкам обусловлена видом растения, фазой его развития, физиологическим состоянием, условиями минерального питания, увлажненностью, интенсивностью и продолжительностью заморозков, погодными условиями, предшествующими заморозкам.
Наиболее устойчивы к заморозкам растения раннего срока посева (яровые хлеба, зернобобовые культуры), способные выдерживать в ранние фазы онтогенеза кратковременные весенние заморозки до -7...-10 оС. Растения позднего срока посева развиваются медленнее и не всегда успевают подготовиться к низким температурам. Корнеплоды, большинство масличных культур, лен, конопля переносят понижение температуры до -5...-8 °С, соя, картофель, сорго, кукуруза - до -2...-3, хлопок-до -1,5...-2, бахчевые культуры - до -0,5...-1,5 ^оС.

Существенную роль в устойчивости к заморозкам играет фаза развития растений. Особенно опасны заморозки в фазе цветение - начало плодоношения. Яровые хлеба в фазе всходов переносят заморозки до -7...-8 ^оС, в фазе выхода в трубку до -3, а в фазе цветения - только 1-2 ^оС. Устойчивость растений зависит от образования при заморозках льда в клетках и межклеточниках. Если лед не образуется, то вероятность восстановления растением нормального течения функций возрастает. Поэтому первостепенное значение имеет возможность быстрого транспорта свободной воды из клеток в межклеточники, что определяется высокой проницаемостью мембран в условиях заморозков.

У устойчивых к заморозкам культур при снижении температур в составе липидов клеточных мембран увеличивается содержание ненасыщенных жирных кислот, снижающих температуру фазового перехода липидов из жидкокристаллического состояния в гель до уровня О ^оС. У неустойчивых растений этот переход имеет место при температурах выше О °С. В целях максимального снижения повреждения растений заморозками необходимо проводить посев их в оптимальные сроки, использовать рассаду овощных и цветочных культур. Защищают от заморозков дымовые завесы и укрытие растений пленкой, дождевание растений перед заморозками или весенний полив. Для вертикального перемещения воздуха около плодовых деревьев используют вентиляторы.

10. Эрозия почвы, разрушение почвы водой и ветром, перемещение продуктов разрушения и их переотложение. Водная эрозия проявляется на склонах, где стекает дождевая или талая вода; подразделяется на плоскостную (сравнительно равномерный смыв почвы под влиянием стока воды, не успевающей впитаться), струйчатую (образование неглубоких промоин, устраняемых обычной обработкой) и глубинную (размыв потоками воды почв и горных пород). Ветровая эрозия, или дефляция, развивается на любых типах рельефа, в том числе на равнинах; бывает повседневной (ветры малой скорости поднимают в воздух почвенные частицы и относят их на другие участки) и периодической — пыльные бури (сильные ветры поднимают в воздух верхний слой почвы, иногда вместе с посевами, и переносят почвенные массы на большие расстояния).