Климатические мелиорации.

Во многих случаях возникает необходимость в климатических мелиорациях — целенаправленных улучшениях свойств и функций ландшафтов путем изменения метеорологических процессов и факторов микро- и мезоклимата. Их объектами в первую очередь выступает приземный слой воздуха и почвы. Сложились два основных направления климатических мелиорации: а) преобразование структуры радиационного и теплового балансов, а также ветрового режима ландшафтов через изменение свойств подстилающей поверхности; б) прямое воздействие на метеорологические процессы.

Значительные нарушения структуры радиационного и теплового балансов ландшафтов связаны с водными мелиорациями. Орошение вызывает изменение составляющих теплового баланса в сторону увеличения затрат тепла на испарение и снижения затрат на турбулентный обмен с атмосферой. При осушении происходит обратный процесс, что способствует нагреванию приземного слоя воздуха и почв. Изменение термического режима почв вызывают земельные мелиорации и преобразование растительного покрова — культуртехнические и агротехнические мероприятия, посев высокостебельных растений кулисами, создание лесных полос, рациональное размещение сельскохозяйственных угодий. Один из распространенных приемов трансформации микроклимата — мульчирование, т.е. покрытие поверхности почв рыхлыми материалами (торф, солома, светопрозрачная полимерная пленка и т.п.). Оно приводит к образованию воздушных прослоек на границе почва—воздух, изменению альбедо и затрат тепла на испарение.

Прямое влияние на метеорологические процессы связано с искусственным обогревом приземного слоя воздуха и почв, воздействием на градовые облака для борьбы с градом, искусственным вызыванием атмосферных осадков, созданием облаков и их рассеиванием. Оно осуществляется инженерно-техническими средствами. Так, борьба с градом основана на введении в облако специального реагента в виде йодистого свинца или йодистого серебра. Реагент вводят с помощью ракет или снарядов в переохлажденную часть облака — центральную градообразующую область. Обстрел облака вызывает появление огромного количества искусственных центров кристаллизации, в которых начинается рост ледяных кристаллов. Происходит перераспределение переохлажденной воды с образованием градин небольших размеров, которые успевают частично или полностью растаять в теплых слоях воздуха во время падения.

Климатические мелиорации могут существенно изменить температуру приземного слоя воздуха и влажность почв за вегетационный период. В значительной мере ослабляется или устраняется вредное влияние на растения экстремальных погодных условий (высокие и низкие температуры воздуха и почвы, недостаток или избыток влаги в почве, усиление скорости ветра, увеличение или уменьшение испарения). Создается более оптимальное соотношение тепла и влаги в критические периоды развития растений и тем самым обеспечивается получение более устойчивых и высоких урожаев. Существенное значение имеет и состояние почвы: на окультуренных почвах доля используемых летних осадков может достигать 80%, на неокультуренных — всего 40 — 50% и менее.

Эффективность климатических мелиорации неодинакова в разных природных зонах и регионах, в отдельные годы и при осуществлении их разными приемами. Так, в лесостепной зоне снижение турбулентного обмена в результате орошения ведет к понижению температуры воздуха на 1,5 — 2,0 °С, а дефицита влажности на 5 мм. В пустынях умеренного пояса температура воздуха при орошении понижается на 4 —5°С, а дефицит влажности — на 15—20 мм. Соответственно температура верхнего слоя почвы снижается на 5 — 8 «С. На осушенных территориях уменьшение затрат тепла на испарение приводит к повышению температуры почвы в среднем на 3 — 5 °С. При этом температура почвы торфяников с густым травостоем примерно на 3—6°С ниже, чем суглинистых почв, и на 4 — 8 °С ниже, чем суходольных песчаных почв.

Весьма эффективны меры, применяемые для борьбы с заморозками, — задымление, укрытие, искусственный обогрев плантаций. Они повышают температуру воздуха в приземном слое в среднем на 1 — 3°С, а в ряде случаев и больше.

Тепловой обогрев защищенного грунта (теплицы, парники, укрытые пленками) в условиях лесной зоны позволяет высевать овощные культуры на 2 — 3 недели раньше обычного и предохраняет их от действия весенних заморозков. В северных районах на открытых полях используют посев овощных культур под защитой высокостебельных растений, высеваемых кулисами, что создает «парниковый эффект»: температура воздуха в поле среди кулис днем повышается на 2— 10°С, а в среднем за сутки на 1,0— 1,5°С.