Оценка теплого периода для определения оптимальных условий ведения сельского хозяйства на территории юга Западной Сибири

В целом для территории юга Западной Сибири среднее значение коэффициента ГТК равняется 1,01. Это говорит о том, что для территории юга Западной Сибири складываются оптимальные условия для разведения кукурузы, подсолнечников, картофеля, рапса, а также сои. Следовательно, приводит к благоприятным условиям ведения сельского хозяйства в летнее время. Линия осреднения нам показывает, что за 45 летни

й промежуток времени происходит незначительное уменьшение индекса ГТК. В Западной Сибири, наблюдается уменьшение значений индекса ГТК, по критерию "сухости" (ГТК< 0.76) [5] в Омской и Новосибирской областях; и некоторое увеличение в южных районах Алтайского края.

Данные авторов Ю.А Израэль, О.Д Сиротенко [4], распределения трендов ГТК за период 30 лет свидетельствуют о том, что увлажненность летнего периода за последние 30 лет уменьшалась на большей части ЕТР и в южных районах Западной Сибири. Уменьшение увлажненности летнего периода, наблюдалось также в южных районах Восточной Сибири. Было замечено, что с уменьшением индекса ГТК связано увеличение числа неблагоприятных агрометеорологических явлений, такие как самые сильные засухи в Омской области, на юге Красноярского края, Хакасии и Алтайском крае в 1975, 1982 и 1991 годах. В результате этих катастрофических засухах недоборы урожая составили по югу Западной Сибири 30%.

При анализе изменения ГТК во времени, можно заметить, что выявляются некоторые периодичности хода индекса. По произведенному спектральному анализу можно сказать, что индекс ГТК имеет 11-летний цикл, и менее выражены 6 и 9-летние циклы. Этот вывод наводит на мысль о том, что, вероятно, существует связь периодичности ГТК с солнечной активностью. В качестве характеристики, которая дает представление о солнечной активности наиболее часто используют числа Вольфа. Данная ранжированная зависимость представленная на рисунке 4.

Рисунок 4 – Сравнение ранжированных рядов среднегодовых значений ГТК и чисел Вольфа

При построении рисунка 4, были использованы ранжированные ряды данных по индексу ГТК и числа Вольфа за соответствующий период времени. Было замечено, что прослеживается некое сходство экстремумов значений в ходе ГТК и чисел Вольфа. Возрастание солнечной активности приводит к увеличению влагосодержания. Это может заключаться в увеличении выпадения осадков, а так же уменьшению суммарных температур летом. В минимумы солнечной активности мы видим, что ранги индекса ГТК также имеют минимальные значения, а, следовательно, низкое влагосодержание почвы. Можно отметить, что на это время приходится большее количество засух на территории Западной Сибири в 1982 и 1975 годах. В период спада и роста солнечной активности можно проследить, что наблюдаются второстепенные всплески индекса ГТК. Можно пронаблюдать, что существует некая связь между ранговыми значениями ГТК и числа Вольфа по ранговому коэффициенту Спирмана. Формула для расчета имеет вид (по [6]):

(2)

Rx – значения по массиву данных х

Ry – значения по массиву данных y

n – объем выборки

Коэффициент Спирмана равный 0,27 показывает, что в целом влияние солнечной активности в 30% случаев оказывает влияние на индекс ГТК. В других случаях наблюдаются отдельные аномалии года, т.е. выбивания из совместного ритма. Так же немало важным аспектом является, что в период обработки данного массива данных попадает на 3 циркуляционные эпохи до 1968 меридиональная (С), 1969-1981 форма восточной циркуляции (Е), а с 1991 началась эпоха западного переноса (W) [7].

Рассматривая построение рисунка 4, ранжированных рядов среднегодовых значений ГТК и чисел Вольфа, можно предположить, что отдельные аномалии связаны не только с фактором циркуляционного режима, но и с воздействием других немало важных факторов. Одним из таких фактором являются вулканические извержения, они могут воздействовать на многие процессы, проходящие в атмосфере. Особо сильные извержения воздействуют на общепланетарные масштабы, что может вызвать "вулканические зимы", существенно изменяющие температурный и влажностный режим всей планеты Земля на период времени от 2 до 7 лет. Вулканические зимы возникают из-за взвешенных частиц пепла в тропосфере и стратосфере, которые образуют экран, задерживающий поступающую солнечную радиацию. Хотелось бы заметить, что в годы аномалии наблюдается рост числа Вольфа, а индекс ГТК испытывает понижение. Таким образом, в годы роста ранжированного значения числа Вольфа наблюдаются засухи или недостаточное значение индекса ГТК. Такими периодами являются с 1980 по 1982 и с 1992, которые изображены на рисунке 4. На эти два периода приходятся три сильнейших извержения вулканов, с выбросами вулканического аэрозоля более 10 Мт. Такими являются: вулканы Сент-Хеленс (США) 1980 год, Эль-Чичон (Мексика) 1982 год и Пинатубо (Филиппины) 1991 год [11]. Абсолютной связи извержений и аномалий нет, но как любой процесс в атмосфере имеет инерцию. Выбрасываемые из вулканов частицы пепла и другие химические соединения долгое время находятся в атмосфере во взвешенном состоянии, благодаря незначительному размеру, могут служить ядрами конденсации. Возможно, что при этом процессе большое количество водяного пара конденсируется на гигроскопических частицах вулканического происхождения, а также на более крупных частицах происходит смачивание. В глобальном масштабе районы вулканической деятельности можно назвать, как огромными сорбентами атмосферной влаги. Так, например, извержение вулкана Пинатубо способствовало усилению тропического тайфуна, который затопил восточную часть острова Лусон (Филиппинские острова). Следовательно, где вызывается избыток, возникает недостаток атмосферной влаги. Об этом, наглядно говорит факт засухи, наблюдающийся на территории Западной Сибири в 1982 году. К тому же, года начала извержений вулканов связаны с началом возникновения выбиваний хода двух ранжированных характеристик. Можно сделать вывод, что выдвинутая гипотеза имеет место взаимосвязи с аномалиями связи индекса ГТК и числом Вольфа. Так же рисунок 4 показывает, что существующие аномалии хода числа Вольфа и индекса ГТК для юга Западной Сибири могут быть связаны с климатическими аномалиями Эль-Ниньо. Процесс возникновения Эль-Ниньо связан с тем, что происходит процесс аномального распределения давления. В теории циркуляции говориться, что над Южной Америкой формируется зона высокого давления, а в юго-восточной Азии формируется зона низкого давления, под действием летнего муссона формирует обильные осадки на территории Индии. В годы Эль-Ниньо происходит обратный процесс распределения давления в этих областях земного шара. Благодаря кардинальному изменению барического поля, происходит ослабление пассатной циркуляции в районах побережья Южной Америки из-за ослабления зоны высокого давления. Таким образом, теплая вода из Индонезии начинает перемещаться в зону Южной Америки. Язык теплой воды вызывает катастрофические явления на Перу, Колумбию и Чили. Происходит резкое уменьшение морских видов животных, возникают сильнейшие ливни и вследствие наводнения в южноамериканских странах. Этот феномен воздействует и на весь Земной шар, благодаря изменению циркуляции, в Евразии, Австралии возникают сильнейшие засухи, которые приводят к неурожаям. Можно предположить, что феномен Эль-Ниньо наблюдается в периоды аномалии хода индекса ГТК и числа Вольфа [11].

 Скачать реферат