В. Ф. Логинов, Ю. А. Бровка ПРОСТРАНСТВЕННО

20
Институт природопользования НАН Беларуси
УДК 551.583:631.559(476)
В. Ф. Логинов, Ю. А. Бровка
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ
ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ АНОМАЛИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОСАДКОВ И ИХ
ПРОЯВЛЕНИЯ В ИЗМЕНЕНИИ УРОЖАЙНОСТИ ОСНОВНЫХ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ
Рассмотрены экстремальные погодно-климатические явления в вегетационные периоды на территории Беларуси. Выявлены пространственно-временные особенности изменения аномалий температуры воздуха и количества осадков, сумм активных температур,
гидротермического коэффициента во влажные прохладные годы и в засушливые годы. Выполнена оценка изменений урожайности основных сельскохозяйственных культур в экстремальных погодных условиях.
Вопросы формирования крупных погодных
и климатических аномалий на территории Беларуси и их влияния на урожайность сельскохозяйственных культур изучались в многочисленных
работах 1, 3, 4.
В настоящей работе на основании анализа
температуры воздуха и осадков в летнее время, в
конце весны и начале осени были отобраны пять
самых крупных (ряд из них можно отнести к сверхэкстремальным) засушливых явлений и пять самых холодных и влажных явлений в последний
более чем 50-летний период (1960–2011 гг.).
При выборе экстремальных погодных и
климатических явлений основное внимание уделялось анализу не только величин среднемесячных отклонений температуры и осадков от нормы,
но и учету продолжительности таких отклонений,
а также оценке пространственных масштабов экстремальных погодно-климатических явлений.
С учетом указанных обстоятельств к годам
с засушливыми явлениями в атмосфере были отнесены 1992, 1994, 1999, 2002 и 2010 гг., а к
влажным и холодным – 1962, 1974, 1977, 1978 и
1980 гг. Как видно из представленного перечисления, на последние двадцать лет приходятся все
засушливые явления.
Рассмотрим возможные циркуляционные
причины формирования экстремальных погодноклиматических явлений.
Наиболее детально связи увлажненности с
термическим режимом рассмотрены в работе
О. А. Дроздова 2. В ней проанализированы два
аспекта таких связей. Первый аспект – связь увлажнения с термикой в пределах одного пункта
(локальная связь). Второй аспект – связь увлажнения в пункте с глобальными изменениями температуры через общую циркуляцию атмосферы.
В первом варианте осадки возрастают при
росте температуры за счет увеличения испарения и роста влагосодержания. Проявление этого
эффекта связано с увеличением выпадающих
осадков от зимы к лету и возрастанием осадков в
низких широтах (тропики). Он особенно заметен
на суше, хотя длительность выпадения осадков
может быть и меньшей. Указанный эффект проявлялся в прошлые геологические времена, когда высокая температура способствовала росту
испарения и выпадению осадков. Это препятствовало росту опустынивания при высоких температурах. В современных условиях конвекция
(включая ее упорядоченную форму в тропических циклонах) компенсирует отсутствие внутритропических фронтов. В умеренных широтах такие условия могут складываться в самые теплые
периоды летних месяцев года. Собственно последние в отдельные летние периоды могут создавать климатические условия, близкие к тропическим. Такие случаи наблюдались в отдельные
летние сезоны в нашей стране в период современного потепления климата.
Показателем указанных климатических условий является рост повторяемости ливневых
осадков в последние два десятилетия. Высокая
температура приводит к росту испарения, последующему конденсированию влаги и выделению
дополнительной энергии в тропосфере. Последняя
и приводит к формированию большего числа ураганов и интенсивной шквалистой деятельности.
Для нынешних географических условий, современной концентрации парниковых газов и аэрозолей значительные термические контрасты
«экватор–полюс» приводят к существованию общей циркуляции атмосферы, которая обеспечивает в целом высокое увлажнение умеренных широт. Глобальное потепление, если исходить из
современной теории климата, более выражено в
высоких широтах, снижая тем самым величину
разностей температуры «экватор–полюс» 3.
В современных условиях не отменяется
первый тип связей увлажнения и температуры, но
добавляется эффект противоположного действующей общей циркуляции атмосферы, что существенно усложняет характер связи увлажнения и
температуры.
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ. ВЫП. 21. 2012
Вышеизложенное позволяет заключить, что
при больших контрастах температуры «экватор–
полюс» условия блокирования (ослабление зональной циркуляции) формируются крайне редко,
а меридиональные составляющие в циркуляции
атмосферы имеют малые временные и пространственные масштабы. Это означает, что проявления процессов блокирования способствует более
редкому формированию суровых зим и летних засух. Междуширотный обмен воздушных масс при
этом может оставаться интенсивным, но только в
течение коротких периодов времени: следующие
за циклоническими сериями тыловые антициклоны быстро перемещаются на юг или юго-восток.
Ситуация блокирования, когда устанавливаются
активные меридиональные потоки в течение длительного периода времени (блокирующие антициклоны), не может сформироваться.
Иная ситуация складывается при уменьшении термических контрастов «экватор–полюс». В
этот период увеличивается вероятность междолготных контрастов увлажнения, бóльшая временная и пространственная изменчивость осадков и,
как следствие, вероятность длительных отрицательных аномалий увлажнения, в частности, засушливых явлений.
При уменьшении термических контрастов
создаются условия для усиления циклоничности
над океаном и антициклоничности над материком.
Это, соответственно, должно приводить к большей повторяемости суровых зим и засух.
Известно также, что при потеплениях высоких широт происходит смещение траекторий циклонов к северу, что обеспечивает более выраженные условия формирования засух в южной
части умеренных широт. Таким образом, потепление климата, которое в современную эпоху более выражено в высоких широтах, должно приводить к большей повторяемости суровых зим и
мощных засух на континентах.
В настоящее время идет серьезная дискуссия по вопросу изменения повторяемости засух,
наводнений, суровых и теплых зим и других экстремальных климатических явлений. Отмечается
увеличение повторяемости ряда из них, например, повторяемость теплых зим и засух 3, 4.
Рассмотрим погодно-климатические условия вегетационных периодов во влажные прохладные годы и в годы с засухами.
В отобранные засушливые годы май редко
был теплым. Его средняя температура воздуха
близка к климатической норме. В летние месяцы и
в сентябре наблюдались положительные температурные аномалии. Для рассматриваемых влажных прохладных лет характерны отрицательные
аномалии во все месяцы вегетационного периода.
Максимальные температурные аномалии
наблюдаются соответственно в засушливые годы
в июле (до +3,0–+3,5 °С), а во влажные годы – в
мае (около -2,0 °С) и июле (до -2,0 °С). В среднем
21
величина аномалий температуры воздуха в засушливые годы (особенно в июле–августе) выше,
чем во влажные.
В выбранные влажные и засушливые годы
соответственно аномально избыточное или недостаточное количество осадков особенно характерно для июля.
В рассматриваемые экстремально холодные и влажные годы сумма осадков в мае находилась в пределах климатической нормы или
превышала ее на большей части страны. Аналогичная ситуация наблюдалась в июне, августе и
сентябре для рассматриваемых лет, но изменялась территориальная приуроченность участков с
суммой осадков 100–150 % от нормы: в июне – на
юге и востоке Беларуси, в августе – в центральной и южной части, а в сентябре – в северной и
западной части страны. На остальной территории
количество осадков во влажные годы составляло
не менее 68 % от климатической нормы.
Для засушливых лет характерен август с
недобором осадков 25–50 % от нормы на значительной площади, более влажный июнь и формирование в сентябре положительных аномалий
осадков на юго-западе страны.
В рассматриваемые группы лет засушливые
явления наблюдались на значительной площади
(ГТК ≤ 0 ,7) в июле. Для большинства месяцев в
засушливые годы характерно увлажнение территории Беларуси менее нормы, хотя ГТК изменяется в широких пределах: от 0,8 до 2,0.
Во влажные годы наблюдается избыточное
увлажнение (ГТК > 2,0) почти всей территории
Беларуси в июле. В мае и сентябре отмечены
крупные участки территории страны с переувлажнением. Они охватывали соответственно северную и центральную, северную и западную части
страны, а в июне и августе переувлажненные участки более локализованы.
В выбранные группы лет значительно отличались суммы температур воздуха выше 10 и
15 ºС. Во влажные прохладные годы в мае–
августе территория Беларуси в основном расположена в пределах изолиний сумм температур
1700–1900 ºС, а в засушливые годы – 2000–
2300 ºС.
По суммам температур в мае–сентябре
(> 10 ºС) во влажные годы большая часть территории Беларуси находилась в температурновлажностных условиях Северной агроклиматической области (1950–2200 ºС), а южная и юговосточная – в условиях Центральной агроклиматической области (до 2290 ºС), выделенных
А. Х. Шкляром.
В засушливые годы на севере Беларуси
суммы температур выше 10 ºС составляли около
2400–2500 ºС, что соответствует их значениям в
Южной агроклиматической области. Для большей
части Беларуси суммы температур составляют
2500–2775 ºС. Близкие суммы температур харак-
22
терны для северо-запада Украины, в пределах которой, согласно 5, проходят изолинии сумм температур от 2600 до 2800 ºС.
Для влажных и засушливых лет отмечены
следующие различия отрицательных и положительных аномалий сумм температуры воздуха
выше 10 и 15 ºС. В засушливые годы по сравнению с влажными и холодными годами на большей
части территории Беларуси дополнительные тепловые ресурсы в мае–августе составляют 170–
219 ºС, в мае–сентябре – 220–269 ºС. Причем
увеличение сумм температур на 119–200 ºС происходит в основном за счет температур июля и
августа. В мае–сентябре во влажные годы на
большей части территории страны суммы температур на 175–224 ºС ниже климатической нормы.
Разность сумм температур выше 10 ºС в засушливые и влажные прохладные годы на большей части территории Беларуси достигает более
400 ºС, т. е. страна во влажные годы оказывается
в условиях, характерных для Северной агроклиматической области Беларуси, а в засушливые
годы – в условиях Южной агроклиматической области нашей страны или северо-запада Украины.
Разность сумм температур выше 15 ºС в
рассматриваемые группы лет на значительной
площади составляет 350 ºС и более. Вес июля в
формировании указанных сумм температур составляет 37–46 % (130–160 ºС).
Следует отметить, что для пяти отобранных
засушливых периодов, как и для влажных лет,
полной аналогии в пространственно-временных
изменениях температуры и осадков нет, поэтому
нами отдельно рассмотрены годы, в которые наблюдались самые яркие сверхэкстремальные засушливые (2002 и 2010 гг.) и холодные и влажные
явления (1977 и 1978 гг.).
Пространственно-временные особенности изменения температуры и осадков в
сверхэкстремальные засушливые периоды.
В 2002 г. отмечен более отчетливый рост температуры на западе страны и особенно на югозападе. Положительные аномалии сохранялись в
течение длительного времени теплого периода
(май–август). В мае, июле и августе аномалии
температуры составили до 3,54,0 ºС. И только в
сентябре температура была близка к норме. Наибольшие отклонения температуры воздуха от
нормы наблюдались в июле в Гомельской области (4,5–5,0 ºС). Если сравнить абсолютные величины аномалий температуры в 1977–1978 гг. и
2002 г., то в последний год они в 2 и более раз
выше.
По теплообеспеченности территории 2010 г.
характеризовался наиболее крупными положительными аномалиями температуры воздуха, которые в июле и августе составляли соответственно 3,5–6,0 ºС (4,93–8,45σ, где σ – стандартное отклонение) и 3,0–6,0 ºС (3,19–6,38σ). Наблюдалось
существенное уменьшение отклонений температуры воздуха от климатической нормы в мае и
Институт природопользования НАН Беларуси
июне: от 1,0 ºС (около 1σ) до 3,5 ºС (3,76σ) и
4,0 ºС (3,77σ) соответственно.
Изотермы в 2010 г. имеют, как правило,
близкое к меридианальному направление, а величина температурных аномалий увеличивается с
запада на восток. Более сложное расположение
изотерм в июле: температура возрастает, в основном, в северо-восточном направлении.
Таким образом, для засухи 2010 г. характерно уменьшение величин положительных аномалий с востока на запад. Особой жесткостью засуха отличалась на юго-востоке страны. Для засухи 2002 г. наблюдалось более сложное распределение аномалий температуры: засуха началась на
юго-западе в мае. В июле и августе засуха охватила практически всю территорию страны, но особой жесткостью отличалась в Минской и Гродненской областях, а в июле – еще и в Гомельской области и на самом востоке Могилевской области.
Если в конце весны – начале лета 2002 г.
отмечались отдельные пятна, где количество
осадков составляло менее 50 % от нормы, то в
июле, августе и сентябре площадь таких пятен
последовательно возрастала и в сентябре превысила 70 % площади территории страны. Засуха
началась на северо-западе страны, охватив в августе весь север и частично центр и восток Беларуси. Пятно положительных аномалий осадков,
возникшее в Могилевской области в июле, смещалось на юго-восток Гомельской области, занимая около 1 % территории страны в августе и несколько процентов в сентябре. Засушливые условия сложились почти на всей территории страны и
особенно были выражены в августе–сентябре в
Витебской, Минской и Могилевской областях.
В мае и сентябре 2010 г. отмечается переувлажнение значительной части территории страны: в мае широкая полоса с избыточным увлажнением (ГТК до 3,0) была вытянута с юго-запада
на северо-восток, в сентябре избыточное увлажнение (ГТК = 2,14,5) охватывает юго-западную,
западную, северную и в меньшей степени восточную часть Беларуси. В летние месяцы, особенно в
июлеавгусте, засушливые явления получили
большее распространение (ГТК колеблется от 0,1
до 0,7). В июле засухой были охвачены наибольшие площади: в виде широкой полосы –
северные, восточные и северо-восточные районы
страны, а в виде локальных пятен – районы в южной и центральной частях Беларуси. В августе засуха отмечается в основном в юго-восточном регионе и отдельных районах Брестской области, в
июне – на меньшей площади в юго-восточных и
восточных районах. В летние месяцы наблюдались также участки с избыточным увлажнением,
занимающие в июне наибольшую площадь на северо-западе Минской и на востоке Брестской области, где ГТК составили 3,0 и выше. Территориальное распределение ГТК в 2010 г. в значительной степени согласуется с распределением
аномалий количества осадков (рис. 1).
23
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ. ВЫП. 21. 2012
май
июнь
июль
август
сентябрь
Рис. 1. Отклонения от многолетней нормы среднемесячного количества осадков в
вегетационный период в 2010 г. (%)
24
Институт природопользования НАН Беларуси
В 2002 г. суммы активных температур за
периоды со среднесуточной температурой воздуха выше 15 ºС (май–август) возрастали с севера на юг и составляли на большей части территории страны 2150–2300 ºС (рис. 2). Аналогично
изменялись и суммы температур выше 10 ºС
(май–сентябрь): от 2400 до 2800 ºС. Такие суммы
температур были характерны для большей части
территории страны (исключение составляли отдельные районы севера страны). Они отвечали
климатическим условиям Южной агроклиматической области, а на большей части территории
страны были аналогичны климатическим условиям северо-запада Украины.
Анализ сумм активных температур за периоды со среднесуточной температурой воздуха
выше 15 ºС (май–август) и 10 ºС (май–сентябрь)
показал, что суммы температур в данные периоды в 2010 г. увеличиваются с северо-запада на
юго-восток (рис. 3). Проведенные через 100 ºС
изолинии, охватывающие всю территорию Беларуси, имеют субмеридианальное направление;
их значение колеблется от 2250 до 2650 ºС в
мае–августе и от 2550 до 3050 ºС в мае–
сентябре.
Суммы температур выше 10 ºС на территории Беларуси в 2010 г. были близки к суммам
температур Донецкой области Украины.
май–август (T > 15 ºС)
май–сентябрь (T > 10 ºС)
Рис. 2. Суммы температур воздуха (ºС) в периоды
со среднесуточной температурой воздуха выше 15 и 10 ºС в 2002 г.
майавгуст (T > 15 ºС)
майсентябрь (T > 10 ºС)
Рис. 3. Суммы температур воздуха (ºС) в периоды
со среднесуточной температурой воздуха выше 15 и 10 ºС в 2010 г.
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ. ВЫП. 21. 2012
Отклонения сумм активных температур от
климатической нормы в 2002 г. возрастают в западном направлении. На востоке страны на значительной площади отмечены аномалии сумм
температур 160–250 ºС, а в западной ее половине – 300–350 ºС и более. Дополнительные тепловые ресурсы формируются в основном за счет
высоких температур июля–августа. На большей
части территории страны они составляют 185–
235 ºС.
Исследование отклонений суммы активных
температур от многолетней нормы показало, что
в вегетационный период (май–август) 2010 г.
происходит увеличение значений дополнительных тепловых ресурсов с запада на восток примерно от 250 до 600 ºС и более, которое определяется главным образом вкладом в накопленные
суммы температур июля и августа: 190–375 ºС.
Связь температуры воздуха и осадков, а
также гидротермического коэффициента и температуры в 2002 г. отрицательная и статистически значимая только в июне: коэффициент корреляции составил соответственно -0,64 и -0,69. В
остальные месяцы теплого периода связь температуры и осадков, ГТК и температуры положительная, но статистически незначимая. Это может свидетельствовать о том, что климат Республики Беларусь в эти месяцы напоминал тропический. В 2010 г. коэффициенты парной корреляции температуры и осадков в большинстве
случаев (июнь, июль, август) отрицательные и
статистически значимые (-0,29 – -0,65). Гидротермический коэффициент связан с температурой отрицательно и в большинстве случаев связи статистически значимы (-0,35 – -0,69).
В годы с крупными засухами связь температуры воздуха и осадков, как правило, отрицательная и соответствует условиям зависимости
температуры и осадков в степной, полупустынной и пустынной зонах.
Пространственно-временные особенности изменения температуры и осадков в
экстремальные влажные и холодные периоды. Рассмотренные ниже 1977 и 1978 гг. были
средними по экстремальности из пяти выбранных лет. Однако это единичный случай более
чем за 50 лет, когда наблюдается подряд два
влажных и холодных года.
Температуры воздуха в мае и июне 1977 г.
оказались близкими к норме, чем собственно
этот год и отличался от 1978 г. Во второй половине лета и начале осени (июль–август, сентябрь) на западе страны температура была несколько ниже, чем на востоке, т. е. понижение
температуры было более выраженным для западной части территории Беларуси (июль, сентябрь).
В 1978 г. отрицательные аномалии температуры в мае–сентябре оказались на юге несколько большими, чем на севере страны (на
25
0,3–0,2 °С). Особенно крупные отрицательные
аномалии температуры наблюдались на востоке
Брестской и западе Гомельской области (Лунинец, Давид-Городок, Житковичи). Здесь же в течение большей части теплого периода года выпадало много осадков. Следует отметить, что в
последние два десятилетия для этого района характерно увеличение количества осадков в теплое время года. Локальный максимум осадков
может быть связан с большой лесистостью данной территории и более выраженной ролью местного испарения с водно-болотного комплекса
«Булев Мох – Озеро Червонное», а также особенностями рельефа местности севера Украины,
которые оказывают влияние на южный перенос
воздушных масс.
В целом почти на всей территории страны
количество осадков в мае–сентябре 1977 г. находится в интервале 100–200 мм в месяц. Для
всех месяцев, кроме июля, было характерно наличие широтного расположения ложбин, наиболее глубокая ложбина стационировала большую
часть теплого периода в широтном поясе 52,5–
54°с.ш. И только в июле наблюдалось долготное
расположение ложбины. Гидротермический коэффициент оказался максимальным в июле
(4–5,5) в центральных частях Минской и Гродненской областей.
В 1978 г. максимальное количество осадков
выпадало в мае, июле и сентябре, т.е. наблюдалась квазидвухмесячная цикличность осадков.
Об этом свидетельствуют разности нормированных значений осадков в соседние месяцы. Барическая ложбина сместилась в западном направлении: с меридианов 28–30,5° на меридианы
27–26°. В конце весны–начале лета больше
осадков выпадало на востоке страны, тогда как в
июле–сентябре максимум осадков сместился на
центральную и западную часть страны. Положительная аномалия осадков (150 % и более) охватила практически всю территорию Витебской,
Минской и Гродненской областей (рис. 4). Особенно аномально влажным был сентябрь. В этот
год на большей части территории страны и особенно в северо-западных ее районах сложились
очень плохие условия уборки урожая.
Пространственное распределение гидротермического коэффициента в 1978 г. в значительной
степени отвечает распределению осадков.
Как видно из рис. 5 и 6, в 1977 г. изолинии
сумм температур выше 10 °С, характерные для
центральной агроклиматической области, были
сдвинуты относительно ее средних границ на юг,
Южная агроклиматическая область сдвинулась в
южном направлении на территорию Украины. В
1978 г. климатические условия вегетационного
периода на территории Беларуси отвечали условиям периода вегетации в Северной агроклиматической области.
26
Институт природопользования НАН Беларуси
май–июнь
июль–август
август–сентябрь
Рис. 4. Разность нормированного (приведенного к среднему многолетнему значению)
количества осадков в различные месяцы вегетационного периода 1978 г. (%)
Отрицательные аномалии сумм температур
в 1977 г. были вытянуты в меридианальном направлении вдоль 20–28°в. д. В 1978 г. выявлена
«пестрота» в распределении аномалий сумм активных температур. Наиболее выраженный район отрицательных аномалий отмечается на востоке Брестской области.
Анализ коэффициентов парной корреляции
показал, что только в июле 1977 г. температура и
осадки, а также температура и ГТК связаны между собой отрицательной связью.
Изменение
урожайности
основных
сельскохозяйственных культур на территории Беларуси в экстремальных погодных
условиях. Как отмечалось выше, в среднем
аномалии температуры воздуха в засушливые
годы (особенно в июле–августе) выше, чем во
влажные. Чтобы выяснить, какая группа лет более критична для урожайности основных сельскохозяйственных культур, рассчитаны ее отклонения от агротехнического тренда за период
1960–2010 гг.
Следует отметить, что такой подход к определению потерь урожаев в определенной мере
субъективен и зависит от выбранной для выравнивания динамических рядов функции. При аппроксимации рядов урожайности зерновых культур, сахарной свеклы и льна-долгунца нами использована
параболическая зависимость, кукурузы на силос и
картофеля – полином 3-й степени.
27
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ. ВЫП. 21. 2012
майавгуст (T > 15 ºС)
майсентябрь (T > 10 ºС)
Рис. 5. Суммы температур воздуха (ºС) в периоды со среднесуточной
температурой воздуха выше 15 и 10 ºС в 1977 г.
майавгуст (T > 15 ºС)
майсентябрь (T > 10 ºС)
Рис. 6. Суммы температур воздуха (ºС) в периоды со среднесуточной
температурой воздуха выше 15 и 10 ºС в 1978 г.
Во временном ходе отклонений урожайности
многих культур (зерновых, льна) заметны более
крупные 10–15-летние колебания, а также
2–4-летние колебания. Минимальные значения
урожайности характерны для зерновых культур в
1964, 1980 и 1999 гг., для льна – также 1990 г. Наименьшие значения урожайности зерновых культур
только частично совпали с выбранными экстремальными годами (1980 и 1999 гг.). Сильное снижение урожайности в 1964 г. было связано не только с погодно-климатическими условиями, но и с
другими факторами (нарушениями агротехники,
административными решениями и т. д.). Изменение отклонений урожайности картофеля, сахарной
свеклы и кукурузы на силос имеет более сложный
характер, так как эти культуры более требовательны к тепло- и влагообеспеченности и более чувствительны к экстремальным погодным условиям.
Это подтверждается приведенными ниже результатами исследований.
Выбранные 5 лет с экстремальными влажными и холодными условиями в период вегета-
28
Институт природопользования НАН Беларуси
ции наблюдались в первое 20-летие анализируемого периода, тогда как 5 лет с экстремальными засушливыми условиями – в последнее
20-летие. Среди отобранных лет можно выделить годы со значительным снижением урожайности всех или большинства рассмотренных
культур по сравнению с трендовой урожайностью: 1962, 1980 и 1999 гг.
Снижение средней по Беларуси урожайности на 20 % и более для зерновых культур, картофеля, кукурузы на силос наблюдается в отдельные влажные и засушливые годы, тогда как
значительные потери урожаев льна-долгунца и
сахарной свеклы чаще отмечаются в годы с засухами (рис. 7, 8).
Наибольшая величина снижения урожайности озимых зерновых культур и сахарной свек-
лы, яровых зерновых, льна-долгунца характерна
для засушливых лет: соответственно 34,2–
37,2 %, 44,8–46,5 %, 50,5 %. Максимальные потери урожайности картофеля (37,2 %) и кукурузы
на силос (82,6 %) отмечены во влажные годы. В
большинстве засушливых лет их величина составила для картофеля 29,2–34,8 %, для кукурузы на силос – 14,2–54,6 %.
Из рис. 7 видно, что урожайность зерновых
культур в 1977 г. выше тренда. Это может быть
связано с недостатками методики по выделению
трендовой компоненты в урожайности. Надо учесть
и то обстоятельство, что 1977 г. относится к доперестроечному периоду, когда технология сельскохозяйственного производства оставалась достаточно высокой.
%
20
10
0
-10
-20
озимая пшеница
озимая рожь
яровой ячмень
овес
-30
-40
влажные холодные годы
засушливые годы
-50
1962
1977
1980
1999
2002
2010
год
Рис. 7. Отклонения урожайности зерновых культур от тренда в годы с экстремальными явлениями
%
40
20
0
-20
-40
картофель
сахарная свекла
лен-долгунец
кукуруза на силос
-60
-80
влажные холодные годы
засушливые годы
-100
1962
1977
1980
1999
2002
2010
год
Рис. 8. Отклонения урожайности основных пропашных культур, льна-долгунца и кукурузы
на силос от тренда в годы с экстремальными явлениями
29
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ. ВЫП. 21. 2012
Как показали результаты исследования, засуха 2010 г. в меньшей степени затронула наиболее развитую в сельскохозяйственном отношении
западную часть страны, поэтому средняя урожайность сельскохозяйственных культур в Беларуси
оставалась достаточно высокой. Кроме того, в последние годы улучшилась технология сельскохозяйственного производства, что уменьшило его
зависимость от погодно-климатических условий.
Возможно, существуют и другие причины, которые
здесь не обсуждаются, так как находятся вне проблемы влияния погодно-климатических факторов
на сельскохозяйственное производство, но которые создавали ряд особенностей в характере полученных зависимостей.
Исходя из существующих сценариев климата 2, 3, аналогичные 2010 г. средние климатические условия будут наблюдаться через
20–25 лет. В связи с этим для периода 2030–
2035 гг. более эффективным будет использование засухоустойчивых сортов зерновых культур,
а также появится возможность более широкого
использования сельскохозяйственных угодий под
кукурузу, о чем свидетельствует высокая ее урожайность в 2010 г. даже на севере Беларуси. Во
влажные прохладные годы следует скорее ориентироваться на выращивание основных для Беларуси озимых и яровых зерновых культур, сахарной свеклы, льна.
Литература
1. Бровка, Ю. А. Региональная агроэкологическая оценка неблагоприятных погодно-климатических условий на территории Беларуси : дис. … канд. геогр. наук / Ю. А. Бровка. Минск, 2007.
2. Дроздов, О. А. О связи увлажненности с термическим режимом / О. А. Дроздов // Тр. Гос. гидролог. ин-та. 1979. № 257. С. 13–23.
3. Логинов, В. Ф. Глобальные и региональные изменения климата: причины и следствия
/ В. Ф. Логинов. Минск, 2008.
4. Логинов, В. Ф. Радиационные факторы и доказательная база современных изменений климата
/ В. Ф. Логинов. Минск, 2012.
5. Ляшенко, Г. В. Агроклиматическое районирование Украины / Г. В. Ляшенко // Укр. гiдрометеоролог. журн. 2008. № 3. С. 98–108.
Институт природопользования НАН Беларуси
Поступила в редакцию 27.02.2012
В. Ф. Логинов, Ю. А. Бровка
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ
АНОМАЛИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОСАДКОВ И ИХ ПРОЯВЛЕНИЯ В ИЗМЕНЕНИИ УРОЖАЙНОСТИ
ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ
В статье исследованы пять самых крупных засушливых явлений и пять холодных и влажных
периодов с 1960 по 2011 г. Экстремальные погодно-климатические аномалии сформировались во
влажные и холодные годы (1962, 1974, 1977, 1978 и 1980 гг.) и в засушливые годы (1992, 1994, 1999,
2002 и 2010 гг.). Выполнен пространственно-временной анализ отклонений температуры воздуха
и количества осадков от нормы, сумм активных температур выше 10 и 15 °С и их отклонений от
нормы, гидротермического коэффициента. В отдельные годы наблюдались сверхэкстремальные
засушливые (2002, 2010 гг.) и холодные влажные периоды (1977, 1978 гг.).
Согласно результатам исследования, максимальные положительные и отрицательные
температурные аномалии наблюдаются соответственно в засушливые годы в июле (до +3,0–
+3,5 °С), а во влажные годы – в мае (около -2,0 °С) и июле (до -2,0 °С). В среднем аномалии температуры воздуха по абсолютной величине в засушливые годы (особенно в июле–августе) выше, чем
во влажные. В выбранные влажные и засушливые годы соответственно аномально избыточное
или недостаточное увлажнение (количество осадков, ГТК) особенно характерно для июля. Разность сумм температур выше 10 ºС в засушливые и влажные прохладные годы на большей части
территории Беларуси достигает более 400 ºС. Беларусь во влажные годы оказывается в условиях, характерных для Северной агроклиматической области, а в засушливые – в условиях Южной
агроклиматической области нашей страны и северо-запада Украины.
30
Институт природопользования НАН Беларуси
Для оценки критичности засушливых и влажных прохладных условий вегетации для урожайности сельскохозяйственных культур Беларуси рассчитаны ее отклонения от тренда. Снижение
средней по Беларуси урожайности на 20 % и более для зерновых культур, картофеля, кукурузы на
силос наблюдается в отдельные влажные и засушливые годы, тогда как значительные потери
урожаев льна-долгунца и сахарной свеклы чаще отмечаются в годы с засухами.
V. F. Loginov, J. A. Brovka
EXISTENTIAL FEATURES OF THE FORMATION OF TEMPERATURE AND
PRECIPITATION EXTREME ANOMALIES AND THEIR DISPLAY IN THE CHANGE OF
PRODUCTIVITY OF BASIC AGRICULTURAL CROPS IN BELARUS
Five largest droughty phenomena and five cold and damp periods from 1960 to 2011 were studied in
the article. Extreme weather-climatic anomalies formed in damp and cold years (1962, 1974, 1977, 1978 and
1980) and in droughty years (1992, 1994, 1999, 2002 and 2010). The existential analysis of deviations of air
temperature and precipitation quantity from the norm, of the sums of active temperatures above 10 and
15 °С and their deviations from norm, of hydrothermal factor was made. In separate years super-extreme
droughty (2002, 2010) and cold damp periods (1977, 1978) were observed.
According to research results, the maximum positive and negative temperature anomalies are
observed accordingly in drought years in July (to +3,0 – +3,5 °С), and in damp years – in May (about
-2,0 °C) and July (to -2,0 °C). On the average the air temperature anomalies in absolute value in drought
years (July–August especially) are higher than in damp ones. In the chosen damp and drought years
accordingly, the abnormally superfluous or insufficient wetting ( precipitation amount) is especially
characteristic for July. The difference of the sums of temperatures above 10 ºС in droughty and damp cool
years on greater part of Belarus territory reaches more than 400 ºС. Belarus in damp years gets into
conditions, characteristic for Northern agro-climatic area, and in droughty – in the conditions of Southern
agro-climatic area of our country and the Northwest of Ukraine.
To estimate criticality of droughty and damp cool conditions of vegetation for agricultural crops
production in Belarus, its deviations from a trend have been calculated. The reduction of average yield
productivity by 20 % and more for grain crops, potato, silo corn is observed in Belarus in separate damp and
drought years whereas considerable losses of crops of long flax and sugar beet are more often marked in
drought years.