Основные климатические факторы



Солнечная радиация. Характеризуется количеством тепла, J, Вт/м2, поступающем на горизонтальную либо вертикальную поверхности. Это количество зависит от географической широты местности, состояния атмосферы (облачности) и подстилающего слоя расположения поверхности и ее ориентации по сторонам света.

Из космоса на Землю в среднем поступает 1382 Вт/м2 в течении часа. Эта радиация трансформируется затем в прямую, рассеянную и отраженную. Оптический спектр солнечной радиации характеризуется длиной волны (1 нанометр = 1/10000 мм) в пределах 300-5000 нм. Спектр подразделяется на средневолновое ультрафиолетовое (280-320 нм), длинноволновое ультрафиолетовое (320-400 нм), световое (400-760 нм) и инфракрасное (760-5000 нм) излучения. Особое значение имеет ультрафиолетовое излучение (эритемное), несущее оздоровительное и антибактерецидное действие.

В строительной науке учитываются следующие характеристики солнечной радиации:


интермия – повышенная тепловая облученность пространства около дома. Особенно этому подвержены внутренние углы зданий, обращенные на юг;

инсоляция – облучение прямыми солнечными лучами (продолжительность инсоляции нормируется).

Температура воздуха.Представляет собой меру кинетической энергии движения молекул (атомов). Измеряется в о С – Цельсия, о К – Кельвина, о F – Фаренгейта и т .п. Температура воздуха, tн, о С, зависит от взаимодействия лучистого тепла Солнца и теплового противоизлучения Земли. Из поступающего тепла около 14 % расходуется на нагрев воздуха и 86 % — на нагрев поверхности Земли и уходит в космос. Температура воздуха является основной климатической характеристикой.

Наблюдения за температурой позволяют фиксировать;

— устойчивое снижение по высоте (1 о С на каждые 100м);

— колебания в горизонтальных слоях атмосферы (циклоны и антициклоны);

— снижение среднегодовой температуры с юго-запада на северо-восток;

— колебания температуры в течение суток, недели, месяца и года.

Вся необходимая информация для инженерных расчетов содержится в СНиП2.01.01-82 и включает среднюю наиболее холодной пятидневки и суток (обеспеченностью 0,92), среднюю температуру за отопительный период (когда tн < 8 о С) и т. д. В связи с назначением отопительного периода указывается продолжительность отопительного периода, сут.

Разность температур между самым холодным и теплым месяцами определяет степень континентальности климата. По значениям среднемесячной температуры (


Основные климатические факторы ) и амплитуде колебаний температуры наружного воздуха рассчитывается среднесуточная температура tн по формуле

Основные климатические факторы . (1.1)

Формула 1.1 отражает суточную цикличность изменения температуры, представляющую собой (см. рис. 1.1) косинусоиду с максимумом, приходящимся на 15 часов дня и минимумом – на 3 часа ночи.

 

Основные климатические факторы

Аtн

tнср

9 15 21 3 9 часов

 

 

Рис. 1.1. Суточное изменение температуры наружного воздуха

 

Помимо температуры воздуха строителями используется климатологическая информация по промерзанию почв. Для суглинистых и глинистых грунтов глубина промерзания находится по специальной карте (СНиП2.01.01-82). Так, например, для Донецка она составляет 90 см. Эта информация необходима для определения глубины заложения фундаментов и организации инженерной подготовки территории застройки.

Температура воздуха измеряется с помощью термометров в фиксированные сроки наблюдений либо ведутся непрерывные наблюдения с использованием термографов.


 

Заморозки.Происходят на почве в утренние часы после выхолаживания поверхности земли за счет отдачи в космос лучистого тепла. Температура воздуха при этом остается положительной. Заморозки помимо вреда сельскохозяйственным угодьям могут влиять на эксплуатационные качества и долговечность строительных конструкций. Замечено, что близость водоемов, туманы и дым уменьшают вероятность заморозков на почве.

 

Влажность воздуха. Различают абсолютную и относительную влажности. Абсолютная влажность, f, г, характеризует количество влаги в 1 м3 воздуха. Относительная влажность, φ, % представляет собой отношение действительной и максимальной упругостей водяного давлений или так называемых парциальных давлений.

При постоянной температуре и барометрическом давлении действительная упругость водяного пара (е) может иметь граничное значение, выше которого оно не увеличивается. Это граничное значение называется максимальной упругостью водяного пара — Е, Па. Степень насыщения воздуха влагою может оцениваться относительной влажностью воздуха φ, которая вычисляется по формуле

Основные климатические факторы %. (1.2)

Если температура воздуха повышается, то его относительная влажность j снижается. Это происходит потому, что значение действительной упругости (е) остается неизменным, а значение максимальной упругости (Е) с повышением температуры увеличивается. Напротив, при снижении температуры воздуха будет увеличиваться ее относительная влажность, вследствие уменьшения величины Е.


При некоторой температуре, когда Е приближается к значению е, относительная влажность воздуха доходит до j = 100%. Таким образом воздух достигает полного насыщения водяным паром. Эта температура (tр) носит название "точка росы".

Разность Е – е = d, называемая дефицитом влажности, характеризует степень влажности воздуха.

Абсолютная влажность и упругость связаны зависимостью

 

Основные климатические факторы , (1.3)

 

где α – температурный коэффициент объемного расширения воздуха (0,00366).

Относительная влажность характеризует условия самочувствия человека. Воздух с относительной влажностью в пределах 30 – 60 % воспринимается нормально, менее 30 % за счет повышенного испарения сухим, более 60 % из-за затруднений при испарении как влажный.

Замеры влажности производятся в 7 часов (характеризует ночь) и в 13 часов (характеризует день). Используются методы измерений: весовой (абсолютный), психрометрический или гигрометрический – по температуре точки росы.

 

Осадки. Характеризуются суммой осадков, мм, за год и максимальных в месяц. Осадки подразделяются на жидкие и сухие. Данные об осадках используются при расчетах:


— ливневой канализации;

— водоотвода с кровли;

— снеговая нагрузка на здания и сооружения;

— снегопереносов на территории застройки.

 

Ветер.Ветер (движение воздуха относительно земной поверхности, вызванное перепадом давлений) является одним из основных климатических факторов. Он определяет микроклиматическое состояние в городской среде (распределение температуры, влажности воздуха и т.п.), влияет на тепловые ощущения человека и экологическую ситуацию, связанную с распространением вредных веществ в атмосфере.

Ветер характеризуется двумя основными показателями: направлением движения воздуха и его скоростью. Направление (вектор) указывает ту сторону горизонта (румб), откуда дует ветер. В метеорологии принято 16 румбов, названия которых сокращенно обозначаются буквами русского или латинского алфавитов. Четыре основных румба обозначаются следующими буквами: С – север; В – восток; Ю – юг; З – запад или N – норд (север), E – ост (восток), S – зюйд (юг), W – вест (запад). Иногда направление обозначается в градусах горизонта, отсчитывая их от севера, тогда С – 0о (или 360о), В – 90о, Ю – 180о и З – 270о.

Скорость ветра измеряется в метрах в секунду (м/с) или километрах в час (км/ч). В европейских стандартах содержится также информация в милях в секунду. Для градостроительной аэродинамики при предварительной оценке условий аэрации достаточно информации по 8 румбам.


В метеоданных отдельно отмечаются периоды отсутствия ветра (0 – 1 м/с), называемыми штилем, который отмечают в % к рассматриваемому сроку наблюдения.

Направление ветра и его скорость есть величины непостоянные. Ветер почти всегда дует порывами. Порывы связаны с наличием множества небольших вихрей, возникающих в воздушном потоке и пересекающих его в различных направлениях. Двигаясь поперек потока, вихрь создает с наветренной стороны подпор воздушных масс, а с заветренной – разряжение. Передвигаясь дальше вихрь освобождает место для скопившихся масс воздуха и те с силой врываются в освободившееся пространство. Так человек ощущает порыв ветра после некоторого времени затишья. Поскольку таких вихрей образуется большое количество, то в итоге ветер воспринимается как непрерывное пульсирующее движение воздуха.

Стандартная высота флюгера составляет 10 м от поверхности земли. В любом случае указывается высота флюгера. В системе национальной гидрометеослужбы для измерения ветра используются на опорных сетях приборы М–63М-1 (интервал измерения мгновенной скорости – 3 сек) как основные и флюгера Вильда с легкой или тяжелой доской как резервные.

В сети авиационных метеослужб (АМСГ) используются кроме М-63М-1 еще и автоматические станции фирмы VAISALA “MILOS — 500” с датчиками WAV-15A или WAA-15A (они наиболее точные и интервал измерения мгновенной скорости составляет 2 сек) и другие.


Измеряются следующие параметры:

— скорость ветра (м/с) максимальная между сроками измерений (т.е. в последние 3 часа)

— средняя скорость ветра за 10 мин (как правило 45 – 55 мин или 40 – 50 мин последнего часа перед сроком;

— максимальная скорость ветра в срок (т.е. те 10 мин, когда измеряется средняя скорость);

— среднее направление ветра за 2 мин (градус, румб).

При использовании флюгера измеряется среднее направление ветра за 2 мин (48 –50 мин последнего часа перед сроком) по 16 румбам, средняя скорость ветра за 2 мин и максимальная скорость за 2 мин.

Данные обрабатываются и выпускаются во всеукраинских изданиях “Метеорологічний щомісячник” и “Метеорологічний щорічник”. Обобщенная информация по всем станциям Украины помещается в таблицах:

Таблица 1. Данные о температуре воздуха.

Таблица 4. Скорость ветра (средняя и максимальная и количество случаев по градациям).

Таблица 5. Ветер по 16 румбам (повторяемость в % и средняя скорость ветра).

Таблица 6. Ветер по 8 румбам (повторяемость в % и средняя скорость) и атмосферное давление.

Эти издания хранятся в Отраслевом Государственном архиве Гидрометкомитета Украины в г. Киеве. Информация может быть получена заказчиком за оплату.


Кроме перечисленных источников можно воспользоваться Справочником по климату СССР, СНиП 2.01.01-82 или данными ближайшей метеостанции. Наибольшее практическое значение имеет Научно-прикладной справочник по климату СССР, в котором помимо информации о средних скоростях ветра содержатся данные о среднеквадратичных отклонениях среднемесячной и среднегодовой скоростей ветра.

Зарубежная метеорология располагает данными о часовом наблюдении за ветром с непрерывной (посекундной) записью информации. Это дает возможность производить точные расчеты средней скорости, определять порывы ветра, фиксировать экстремальные значения скорости и производить расчеты среднеквадратических отклонений.

В Донбасской государственной академии строительства и архитектуры имеются собственные научные разработки (Е.В. Горохов, А.М. Югов и Ю.П Некрасов ) и специально сконструированные приборы непрерывного слежения за характеристиками ветра и обработкой получаемых результатов с помощью ЭВМ. Указанное приборное и программное обеспечение прошло проверку на полигоне испытаний высоковольтных опор и при исследовании ветрового поля Новоазовской ветроэлектростанции. Оно может с успехом использоваться для дополнительного слежения за ветром в натурных условиях.

Основные климатические факторы

Рис. 1.2. Роза ветров для января, г Донецк

 

Для градостроительных целей, когда необходимо оценить комфортные условия пребывания человека на открытом воздухе, из всей совокупности наблюдений за ветром следовало бы выбрать, обработать и представить информацию о ветре в дневные часы, например, с 6 до 21 часов в теплый и с 9 до 18 часов в холодный период года. Кроме информации о средних в эти часы скоростях ветра необходимо иметь сведения о среднеквадратичном отклонении средней скорости.


 

Построение розы ветров. Обобщенной графической информацией о ветре по румбам является роза ветров. Она строится по значениям повторяемости и средней скорости ветра и может выглядеть так, как это представлено на рис. 1.2. В центре розы ветров отмечаются повторяемость штиля, %. Концентрическими окружностями отмечаются повторяемости средней скорости. Цифрами указываются значения средней скорости по румбам. Окружность с повторяемостью 16 % является рубежной при выборе основного направления и расчетной скорости ветра. Такой розой ветров можно пользоваться при приближенной оценке ветрового режима застройки.

Для детальной информации о ветре сроится роза ветров повторяемости различных значений скоростей по румбам. Такую розу (см. рис. 1.3) приводит, например, J.Gerchardt (Германия). Подобная роза ветров подходит для детальной оценки ветрового режима застройки.

Основные климатические факторы

 

Рис. 1.3. Роза ветров повторяемости различных скоростей ветра

Вертикальный профиль скоростей. С ростом высоты скорость ветра увеличивается и меняется его направление. Последнее связано с действием сил Кориолиса, за счет которых ветер в северном полушарии земли , например, поворачивает вправо. На бытовом уровне это понятие сводится к тому, что если стать спиной к ветру, то с высотой он поворачивает в сторону правой руки примерно до 30 — 45о. В метеорологии известна спираль Экмана, которая описывает этот процесс.


Существуют два закона распределения скорости ветра по высоте: логарифмический и степенной. На рис. 1.4. представлен вид вертикальных профилей над характерными шероховатостями земной поверхности.

Логарифмический закон более точен для восстановления скорости на высотах до 100 -200 м, что вполне подходит для территории городской застройки. Многие ученые неоднократно обращали внимание, что логарифмический закон распределения скорости ветра в приземном слое является лишь частным случаем более общего степенного закона. Не раз указывалось, что логарифмический закон справедлив лишь для адиабатического состояния атмосферы и, что при инверсиях, этот закон должен быть заменен степенным.

 

Основные климатические факторы

 

Рис. 1.4 — Профили скоростей над различными шероховатостями (по A. Davenport’у)

 

Если известна средняя скорость Основные климатические факторы на любой фиксированной высоте zref (флюгер метеостанции), то логарифмический закон распределения имеет вид:

Основные климатические факторы , (1.4)

где Основные климатические факторы — средняя скорость на высоте z;

Основные климатические факторы — параметр шероховатости (высота, на которой скорость равна 0);

Основные климатические факторы — толщина вытеснения (составляет около 2/3 высоты преград).

В таблице 1.2 приведены значения и для различных категорий территорий, принятых в европейском стандарте.

Степенной закон в отличие от логарифмического, который принят за рубежом, наиболее более прост. Он использовался в нормах СССР при расчетах ветровых нагрузок на здания и сооружения. Общепринятой является зависимость следующего вида

Основные климатические факторы Основные климатические факторы , (1.5)

где a — показатель степени, остальные обозначения те же, что в формуле (1.4).

Величина показателя степени a зависит от скорости ветра и характера местности (шероховатости подстилающей поверхности), над которой происходит движении ветра. В инженерных расчетах принято три типа местности:

первый (А) – открытые побережья озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра, для которых a = 0,16;

второй (В) – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м, для которых a = 0,22;

третий (С) – местность с крупными элементами шероховатости (городские районы с застройкой зданиями более 25 м), для которой a = 0,33.

 

Таблица 1.2 – Категории территорий и значения величин zo и do

Категория территории zo, м do, м
Центр города, лес 0,70 15 — 25
Маленькие города Пригород населенных пунктов и городов Лесные массивы (много деревьев) 0,3 5 -10
Окраина маленьких городов Деревни Загород с большим количеством преград 0,1 0 – 2
Открытые территории (за городом) с некоторым количеством деревьев, преград и отдельно стоящими зданиями, обрабатываемые с/х территории 0,03
Луга с отдельно стоящими деревьями 0,01
Море в экстремальном шторме (раз в 50 лет) Равнинная территория с короткой травой и без препятствий Территория взлетно-посадочных полос аэропортов 0,003
Море в экстремальном шторме (раз в год) С/х территория, покрытая снегом Равнина или пустыня Поверхность озер в экстремальном шторме 0,001

 

Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h – при высоте сооружения h до 60 м и 2 км – при большей высоте. За рубежом принята иная классификация территорий и другие показатели степени.

 

Рубежные значения скоростей ветра. На основании гигиенических и социологических исследований установлены рубежные значения скоростей:

— более 4 м/с — вызывают дискомфорт у пешеходов;

— более 6 м/с – начало переноса снега и песка;

— более 12 м/с – возможны механические повреждения строительных конструкций.

Информация о ветре используется в следующих инженерных расчетах:

— аэрация и защита городских территорий;

— теплотехнические расчеты ограждающих конструкций;

— ветровая нагрузка на здания и строительные элементы;

— ветроэнергетика;

— снежные заносы улиц, дорог и территорий.

 

Облачность. Количество облаков характеризуется степенью покрытия облаками небосвода. В метеорологии принята 10-ти балльная система (0 – облаков нет, 10 – полное покрытие неба).

Установлено, что облачность:

— смягчает зимние температуры из-за ограничения противоизлучения поверхности земли;

— летом ослабляет нагревание почвы, улучшая микроклимат;

— влияет на инсоляцию.

Атмосферное давление. Давление зависит от нагрева поверхности Земли. Нормальное давление принято для 45о с.ш. при температуре наружного воздуха 0 оС равным 760 мм рт. ст. (1 мм рт. ст = 133,322 Па, 1 атм = 1013425 Па). С увеличением высоты над уровнем моря происходит падение давления и эта особенность учитывается при строительстве.

 

 

Литература

 

1. Коваленко Л.П., Орлова Л.Н. Городская климатология М.: Стройиздат, 1993.

2. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. – М.: Стройиздат, 1983.

3. Климатический атлас СССР. Т. 1-2. – М.-Л.: Гидиометеоиздат,1966.

4. Серебровский Ф.Л. Аэрация населенных мест. – М.: Стройиздат, 1985.

5. Реттер Э.И. Архитектурно-строительная аэродинамика. – М.: Стройиздат, 1984.

6. Лицкевич В.В. Жилище и климат. М.: Стройиздат, 1985.

 

Источник: helpiks.org

Введение

Не бывает одной причины. Данный тезис подтверждает и наличие не одного, а нескольких факторов, влияющих на формирование и эволюцию климата на Земле. Один или даже два фактора сформировали бы климатические пояса, которые имели бы чёткие границы и совпадали бы с параллелями.

В реальности же получается совсем иная картина: климатические пояса на Земле выражены не столь идеально. Объясняется это тем, что климат на определенном участке суши, к примеру, в Евразии, сформировался благодаря совокупности всех климатообразующих факторов: астрономических, географических и влиянию человека на природу.

Астрономические или планетные факторы

К астрономическим или планетным факторам относятся:

  • уровень солнечной радиации;
  • циркуляция воздушных масс;
  • влагооброт;
  • вращение Земли вокруг Солнца и своей оси.

Уровень солнечной радиации влияет на передачу солнечного тепла через  космическое пространство. Вращение Земли обуславливает образование пассатов и муссонов, а также различных циклонов, которые, в свою очередь, влияют на температуру воздуха, режим осадков и их распределения по всей территории земного шара. Формирование различных климатических поясов в зависимости от географической широты стало возможным благодаря шарообразной форме нашей планеты.

Основные климатические факторы

рис. 1. Астрономические климатообразующие факторы

Географические факторы

К географическим климатообразующим  факторам относятся:

  • широта места;
  • рельеф;
  • подстилающая поверхность;
  • океанические течения.

На формирование климата на определенном участке влияет распределение суши и моря. Например, температура воздуха, влажность, степень континентальности климата напрямую зависят от удаленности суши от берегов океана. Для полного описания климата очень важно знать и какой рельеф в данной местности. Горы, направление горных хребтов являются серьёзным барьером для вторжения воздушных масс. Степная зона, наоборот, способствует проникновению континентальных или океанических воздушных масс.

Немаловажную роль в формировании климата играют и течения в океанах и морях. К примеру, теплые течения содействуют повышению температуры и увеличению осадков. Холодные же, напротив, влияют на понижение температурного режима и сокращение осадков. Что касается подстилающей поверхности, под которой понимаются компоненты земной поверхности, взаимодействующие с атмосферой, то её характер напрямую влияет на формирование климата.

Основные климатические факторы

Рис.2. Географические климатообразующие факторы

Влияние человека

Влияние человека на природу и климат – это, можно сказать, современный климатообразующий фактор. Он стал возможен благодаря развитию человеческого общества, и не всегда его влияние со знаком «плюс». К примеру, в больших городах наблюдается повышение температуры воздуха, а запыленность вызывает туманы, смоги, которые препятствуют проникновению солнечных лучей и увеличивают осадки. Кроме того, загрязнение атмосферы привело к появлению так называемых кислотных дождей, которые «заражают» почву и водоёмы.

Основные климатические факторы

Рис.3. Влияние хозяйственной деятельности человека на климат планеты

Разрушение озонового слоя – ещё один бич современности, порожденный научно-техническим прогрессом. Чрезмерное использование фреона, который можно найти в различных аэрозолях и холодильных установках, несёт огромную опасность для планеты – избыток ультрафиолетового излучения.

Источник: obrazovaka.ru

Выделяют три главных климатообразующих фактора и факторы, влияющие на климат. Главные факторы — это факторы, определяющие климат в любой точке земного шара. К ним относятся: солнечная радиация, циркуляция атмосферы и рельеф местности. Солнечная радиация — фактор, определяющий поступление солнечной энергии на те или иные участки земной поверхности. Количество тепла обусловливается геграфической широтой. От количества тепла напрямую зависят все жизненные процессы на Земле, а также другие показатели климата — давление, облачность, осадки, циркуляция атмосферы и т. д. Циркуляция атмосферы — фактор, предопределяющий движение воздушных масс как по вертикали, так и по земной поверхности. Благодаря этому осуществляется межширотный обмен воздуха, а также перераспределение его от поверхности в верхние слои атмосферы и наоборот. Воздушные массы переносят облака, что определяет осадки; они в значительной мере перераспределяют давление, температуру ивлажность воздуха, образуют ветры. Рельеф — фактор, качественно изменяющий влияние двух первых климатообразующих факторов. Горные поднятия и хребты имеют специфический температурный режим и режим осадков в зависимости от экспозиции, ориентации склонов и высоты хребтов. Они могут отражать большое количество солнечной энергии, создавать обширные затененные горные районы, а наиболее высокие вершины, удаленные от равнины на тысячи метров, солнечной энергии получают меньше и нередко покрыты льдами и снежниками в течение года. Горы служат механическими преградами на пути движения воздушных масс и фронтов, в ряде случаев являются границами климатических областей, иногда изменяют характер атмосферы или исключают возможность обмена воздухом. На поверхности Земли немало районов, где благодаря этому выпадает или очень много осадков, или их недостаточно. Так, сухость Центральной Азии объясняется тем, что по ее окраинам возвышаются мощные горные системы. В горах климатические условия меняются с изменением высоты: с ее увеличением понижаетсятемпература воздуха, атмосферное давление падает, влажность убывает, количество осадковвозрастает до определенной высоты, а затем уменьшается, ветер сложно меняется по скорости и направлению, изменяются и другие показатели климата. Все это позволяет выделить специфические для гор высотные климатические пояса. Влияние равнинных поверхностей суши и поверхности Мирового океана сказывается в том, что они практически не искажают прямого воздействия двух первых климатообразующих факторов, получая соответствующее широте количество тепла и не искажая направления и скорости движения воздушных масс. Кроме главных существуют факторы, оказывающие существенное влияние на климат в определенных (зачастую обширных) районах. В частности, распределение суши и моря и удаленность территории от морей и океанов. Суша и море нагреваются и охлаждаются по-разному. Морские воздушные массы существенно отличаются от континентальных, но при продвижении в глубь материков они изменяют свои свойства. Поэтому на одной и той же широте наблюдаются значительные различия в температурном режиме и распределении осадков. Так, на параллели 60° с. ш. средняя температура января в Атлантике 0°, в Санкт-Петербурге уже -8°, в Приуралье -14°, наЕнисее -30°, а на Лене -40°С. Количество осадков уменьшается в этом же направлении: в прибрежных районах Норвегии их выпадает свыше 1000 мм, в Европейской части России — около 500 мм, в Восточной Сибири — около 300 мм в год. Различны и другие показатели климата. Эти различия между прибрежным и внутриконтинентальным климатом позволяют выделить два подтипа климатов: морской и континентальный (иногда выделяют промежуточный подтип — переходный от морского к континентальному).

Источник: otvet.mail.ru

2.         Основные климатические факторы и их влияние на организм

Климат — один из главных компонентов внешней среды. Для жизни наземных растений и животных наибольшее значение имеют 3 элемента климата: свет, температура и влажность. Важная особенность этих факторов заключается в их закономерной изменчивости как в течение года и суток, так и в связи с географической зональностью. Поэтому и приспособления к ним имеют закономерный зональный и сезонный характер.

Свет. Солнечное излучение служит основным источником энергии для всех процессов, происходящих на Земле. Биологическое действие солнечного излучения разнообразно и обусловлено его спектральным составом, интенсивностью, а также суточной и сезонной периодичностью освещения.

В спектре солнечного излучения выделяются три области, различные по биологическому действию: ультрафиолетовая, видимая и инфракрасная.

Ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 0,290 мкм губительны для всего живого. Жизнь на Земле возможна лишь потому, что это коротковолновое излучение задерживается озоновым слоем атмосферы. До поверхности Земли доходит лишь небольшая часть более длинных ультрафиолетовых лучей (0,300—0,400 мкм). Они обладают высокой химической активностью и в большой дозе могут повреждать живые клетки. В небольших дозах ультрафиолетовые лучи необходимы человеку и животным. В частности, они способствуют образованию в организме витамина D. Некоторые животные, например насекомые, зрительно различают ультрафиолетовые лучи.

Влияние видимых лучей с длиной волны о 0,400 до 0,750 мкм, на долю которых приходится большая часть энергии солнечного излучения, достигающего земной, поверхности, привело к возникновению у растений и животных ряда очень важных приспособлений.

Зеленые растения синтезируют органическое вещество, следовательно, и пищу для всех остальных организмов за счет энергии именно этой части спектра.

Все же для животных и бесхлорофильных растений свет не является обязательным условием существования, и многие почвенные, пещерные и глубоководные виды приспособились к жизни в темноте. Для большинства животных видимый свет является одним из важных факторов внешней среды. Он сильный раздражитель и принимает участие в регуляции многих процессов. Особенно важна роль видимого света в поведении, в пространственной ориентировке. Даже многие одноклеточные животные отчетливо реагируют на изменение освещенности. У более высокоорганизованных, начиная с кишечнополостных, уже есть специальные светочувствительные органы, а у высших форм (членистоногие, моллюски, позвоночные) параллельно и независимо развились сложные органы зрения — глаза и способность образного восприятия окружающих предметов.

Большинство животных хорошо различают спектральный состав света, т. е. обладают цветовым зрением. Развитие зрения привело к возникновению у животных разнообразных окрасок, помогающих скрываться от врага или узнавать особей своего вида. У растений возникли яркие окраски цветков, привлекающие опылителей, что облегчило перекрестное опыление.

Инфракрасные лучи с длиной волны более 0,750 мкм, не воспринимаемые глазом человека, являются важным источником тепловой энергии. Ими особенно богат прямой солнечный свет. Эти длинноволновые излучения, поглощаясь тканями животных и растений, вызывают их нагревание. Многие холоднокровные животные (ящерицы, змеи, насекомые) используют солнечный свет для повышения температуры тела, активно выбирая наиболее освещенные солнцем места. Световой режим в природе имеет отчетливую суточную и сезонную периодичность, которая обусловлена вращением Земли.

В связи с суточным ритмом освещения у животных возникли приспособления к дневному и ночному образу жизни. У каждого вида активность приходится на определенные часы суток. В определенные часы суток открываются цветки многих растений, а у некоторых наблюдаются суточные движения листьев (например, у некоторых бобовых). Почти все внутренние физиологические процессы у растений и животных имеют суточный ритм с максимумом и минимумом в определенные часы.

Большое экологическое значение имеет продолжительность дня. Она сильно изменяется с географической широтой и временем года. Только на экваторе продолжительность дня круглый год одинакова и равна 12 часам. С удалением от экватора продолжительность дня летнего полугодия прогрессивно увеличивается, а зимнего — сокращается; самый длинный день приходится на 22 июня (летнее солнцестояние), а самый короткий — 22 декабря (зимнее солнцестояние). За полярным кругом летом наблюдается непрерывный день, а зимой — непрерывная ночь, продолжительность которых у полюсов достигает 6 месяцев. В дни весеннего (21 марта) и осеннего (23 сентября) равноденствия продолжительность дня между полярными кругами всюду равна 12 часам. От продолжительности дня и высоты Солнца над горизонтом зависит приток солнечного излучения на земную поверхность, поэтому с сезонными изменениями светового режима тесно связаны и температурные условия. Вследствие этого продолжительность дня служит важным экологическим фактором, регулирующим периодические явления в живой природе.

Температура. Все химические процессы, протекающие в организме, находятся в зависимости от температуры. Естественно поэтому, что большие изменения термических условий, которые часто наблюдаются в природе, глубоко отражаются на росте, развитии и других проявлениях жизнедеятельности животных и растений. Особенно ясно зависимость от внешней температуры выражена у организмов, не способных поддерживать постоянную температуру тела, т. е. у всех растений и большинства животных, кроме птиц и млекопитающих. Подавляющее большинство наземных растений и животных в состоянии активной жизнедеятельности не переносит отрицательной температуры.

Верхний температурный предел развития неодинаков для разных видов, но редко бывает выше 40—45°С. Только немногие виды приспособились к жизни при очень высокой температуре. Так, в горячих источниках некоторые моллюски живут при температуре воды до 53°С, личинки мух-львинок — при 60°С, а некоторые сине-зеленые водоросли и бактерии живут при 70—85°С.

Оптимальная температура для развития зависит от условий обитания вида; для большинства наземных животных она колеблется в довольно узких пределах (15—30°С).

Организмы с непостоянной температурой тела называются пойкилотермными. У них повышение температуры вызывает ускорение всех физиологических процессов. Поэтому, чем выше температура, тем короче время, необходимое для развития отдельных стадий или всего жизненного цикла. Если при 26°С период от выхода из яйца до окукливания составляет 10—11 суток, то при температуре около 10°С он увеличивается в 10 раз, т. е. превышает 100 суток. Эта зависимость имеет очень правильный характер.

Установив опытным путем продолжительность развития данного вида животного или растения при различных температурах, можно с достаточной точностью определить ожидаемые сроки развития в природной обстановке. В природе температура всегда колеблется и часто выходит за уровень, благоприятный для жизни. Это привело к возникновению у растений и животных специальных приспособлений, которые ослабляют вредное действие таких колебаний. Растения, например, при перегреве понижают температуру листа, увеличивая испарение воды через устьица. Животные также могут несколько понижать температуру своего тела за счет испарения воды через дыхательную систему и кожные покровы.

Возможность активного повышения температуры у растений крайне мала, а у пойкилотермных животных заметна лишь у наиболее подвижных видов. Так, у летающих насекомых вследствие усиленной работы мышц внутренняя температура может подниматься выше окружающей на 10—20сС и более. У шмелей, саранчи и крупных бабочек она достигает во время полета 30—40°С, но с прекращением полета быстро снижается до уровня температуры воздуха.

Хотя у пойкилотермных организмов проявляется некоторая способность к терморегуляции, но она настолько несовершенна, что температура их тела зависит главным образом от температуры окружающей среды. Только у некоторых общественных насекомых, особенно у пчел, возник более эффективный способ поддержания температуры путем коллективной терморегуляции. Каждая отдельная пчела не способна сохранять постоянную температуру тела, но десятки тысяч пчел, составляющих семью, выделяют так много тепла, что в улье может поддерживаться постоянная температура 34— 35°С, необходимая для развития личинок.

Наиболее совершенной терморегуляцией обладают птицы и млекопитающие, т. е. теплокровные животные. Способность поддерживать постоянную температуру своего тела — экологически очень важное приспособление, которое обеспечило значительную независимость высших животных от термических условий среды. У большинства птиц температура тела несколько выше 40°С, а у млекопитающих обычно несколько ниже. Она сохраняется на постоянном уровне независимо от колебаний температуры окружающей среды. Так, при морозах около —40°С температура тела песца составляет 38°С, а у белой куропатки 43°С, т. е. выше окружающей среды почти на 80°С. У примитивных австралийских млекопитающих — утконоса и ехидны — терморегуляция развита слабо, и температура их тела сильно зависит от окружающих условий. Несовершенна терморегуляция также у мелких грызунов и детенышей большинства млекопитающих.

Для существования животных в изменчивых условиях среды большое значение имеет не только способность к терморегуляции, но и поведение: выбор места с более благоприятной температурой, активность в определенное время суток, постройка специальных убежищ и гнезд в более благоприятном микроклимате и т. д. Так, летом многие обитатели степей и пустынь на жаркое время скрываются в норы, под камни, зарываются в песок, избегая перегрева. Весной и осенью, когда температура невысока, те же виды выбирают наиболее теплые, прогреваемые солнцем места.

Температура, как и световой режим, от которого она зависит, закономерно изменяется в течение года и в связи с географической широтой.

На экваторе температура, как и продолжительность дня, очень постоянна и круглый год держится на уровне, близком к 25°С. С удалением от экватора годовая амплитуда температуры увеличивается. При этом летняя температура с повышением географической широты изменяется гораздо меньше, чем зимняя. Летом температура во всех пунктах остается в пределах обычной — нормы. Следовательно, для существования животных и растений в климате умеренных и северных широт основное значение имеют приспособления не к температурным условиям лета, а к отрицательным температурам зимы.

Список литературы

1.    Азимов А. Краткая история биологии. М.,1997.

2.    Кемп П., Армс К. Введение в биологию. М.,2000.

3.    Либберт Э. Общая биология. М.,1978 Льоцци М. История физики. М.,2001.

4.    Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. М.,1999.

5.    Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир. М.,1993.

Источник: www.KazEdu.kz

Основные климатические факторы — температура, влажность (воздуха, осадки, свет, ветер, атмосферное давление. Кроме того, существенное влияние на насекомых оказывают климат в целом и непрерывно меняющиеся погодные условия.

Климат определяет распространение насекомых, границы их ареалов, а погодные условия влияют на сроки их развития и колебания численности в популяциях.

Температура. Насекомые — пойкилотермные животные, они не имеют постоянной температуры тела. Если насекомые находятся в состоянии покоя, то температура их собственного тела определяется температурой окружающей среды. В полете или под действием солнечной радиации температура тела насекомых значительно повышается. При этом дыхание становится более интенсивным и поглощение кислорода увеличивается. По наблюдениям И. Д. Стрельникова (1935), у крупных и сильных бабочек (бражников) температура тела под влиянием мышечной работы при летательных движениях крыльев в течение 30 мин поднимается на 18—20° С по сравнению с состоянием покоя. У азиатской саранчи после 2,5 мин полета температура тела увеличивается на 10° С.

При облучении солнечной радиацией температура тела насекомых быстро поднимается, вызывая их активность. Суточный ритм многих насекомых тесно связан с температурой. Перед восходом солнца хищные мухи ктыри безжизненно сидят на стеблях вейника и начинают пробуждаться по мере подъема температуры. При этом время появления отдельных видов тесно связано с их происхождением: раньше появляются виды северного происхождения и позднее, в самые жаркие часы дня, — тропического.

Регуляция теплообмена достигается насекомыми благодаря охлаждающему действию испарения с поверхности тела, через стигмы при дыхании и особенно за счет активных перемещений. При этом на интенсивность теплообмена оказывают влияние величина, форма и окраска тела. Например, у жуков златок с блестящей металлической окраской температура на солнечном свету ниже, чем у насекомых с другой окраской тела. Весьма обычно перемещение насекомых с освещенных мест в затененные, использование укрытий, зарывание в песок и лесную подстилку.

У каждого вида насекомого существует предпочитаемая им температура. Она может быть различной для разных фаз развития и меняется в различные периоды жизни в зависимости от внешних условий. Такая температура, привлекающая большинство особей в популяциях данного вида, получила название термического преферендума.

Знание термического преферендума вредных насекомых в разные периоды жизни облегчает надзор за ними, организацию мер борьбы — использование отравленных приманок, ловушек, назначение сроков химических обработок отдельных объектов и т. д.

Активная деятельность насекомых ограничена определенными температурными границами—нижним и верхним порогами развития. Нижний температурный порог равен примерно +5—8° С, изменяясь у отдельных видов от —1 до +10° С (у зимней пяденицы— —1° С, а у посевного шелкуна + 10° С). Он меняется на разных фазах развития насекомых и зависит также от их происхождения. У насекомых южного происхождения он выше, северного — ниже. При снижении температуры насекомого за пределы нижнего порога организм впадает в состояние холодового оцепенения, или депрессии.

Верхний термический порог также зависит от вида и фазы развития насекомого, но не превышает 40° С, чаще всего находясь в. интервале 30—35° С. За этими пределами насекомые впадают в тепловое оцепенение.

Температурой определяется как самая возможность жизни насекомого, так и интенсивность ее проявления, благодаря изменению уровня обмена веществ, скорости развития, роста, интенсивности-питания и размножения.

При изучении влияния температуры на организм насекомых выявлены некоторые общие закономерности, характеризующие его состояние при разных температурах. Схематически выделяется шесть. градаций, или температурных зон, характеризуемых определенным» поведением и физиологическими процессами, протекающими у насекомых в их пределах. Они нанесены на температурную шкалу,. изображенную на рис. 12 в виде линейки АБ с интервалом от +100

Основные климатические факторы

до —273° С. В пределах верхней смертельной зоны после короткого периода возбуждения наступает смерть вследствие инактивации-ферментов и коагуляции белков протоплазмы.

Верхняя сублетальная зона характеризуется тем, что в ее пределах при известном сочетании интенсивности температуры и продолжительности ее воздействия возможно выживание насекомых.

Зона активной жизнедеятельности (витальная) содержит оптимум развития, ниже и выше которого имеется область пониженной жизнедеятельности организма.

Оптимум характеризуется умеренной скоростью развития при минимальной затрате энергии и при наименьшем вымирании, а также наибольшей продолжительности существования взрослой фазы насекомого и высокой плодовитости. Следовательно, в области оптимума содержатся наилучшие условия для процветания популяции вида (рис. 13).

Зона температурного оптимума специфична для каждого вида и фазы развития. Она располагается в области 15—30° С. Наиболее-высоких темпов развитие достигает ври 28—33° С, а температурный интервал между оптимумом и этой температурой составляет 10— 12° С. Нижняя сублетальная зона —это зона холодового оцепенения и переживания, а нижняя летальная зона характеризуется замерзанием и кристаллизацией жидкости тела и повреждением протоплазмы. В определенных пределах эти явления вызывают смерть.

В зоне нитрификации или анабиоза возможно затвердевание живой протоплазмы. Здесь достигается полная приостановка процессов обмена с потенциальным сохранением жизни и возможности его последующего восстановления.

Каждому насекомому для его развития необходимо определенное количество тепловой энергии, называемой суммой эффективных температур. Она складывается из суммы среднесуточных температур, наблюдаемых в данной местности, за вычетом нижнего порога развития. Например, если наблюдаемая температура (Т) равна +25° С, а нижний порог развития (t) равен +10° С, то эффективная температура (Т—t) будет рав-на 25° С—10° С = 15° С. Сумма эффективных температур равна эффективной температуре, умноженной на число дней развития (п), и выражается формулой

C=n(T-t).

Для развития насекомого в данной местности требуется определенный минимум дней с температурой выше пороговой, так как именно порог развития. Для каждого вида экспериментальным путем можно определить порог и длительность развития и на основе их вычислить сумму эффективных температур. Так, для полного цикла развития кольчатого коконопряда она равна 1470° С, для монашенки— 1239° С и т. д. По сумме эффективных температур и порогу развития можно узнать длительность развития. Подобного рода расчеты часто бывают полезны при краткосрочных прогнозах появления насекомых и для определения зависимости сроков развития от температуры. Графически эта зависимость выражается кривой, наиболее близкой к гиперболе (рис. 14). По оси ординат отмечаются данные температуры, по оси абсцисс — число дней развития. В точке порога развития гипербола почти параллельна горизонтальной оси, т. е. развитие при данной температуре стремится к бесконечности.

Опустив перпендикуляр из любой точки гиперболы на оси системы координат, можно установить продолжительность развития насекомого при заданной температуре и, наоборот, определить температуры при известной длительности развития.

Строить гиперболы и определять суммы эффективных температур можно для всего цикла развития насекомого и для отдельных его фаз.

Несмотря на широкое применение в практике, метод сумм эффективных температур не дает точных данных о длительности развития насекомых, которое происходит при переменных температурах, а не при постоянной. Колебания температуры в течение суток приводят к ускорению или замедлению развития по сравнению с таковыми при постоянной температуре. Большое влияние на длительность развития оказывают также другие сопряженные с температурой факторы, например влажность воздуха. Кроме того, насекомые приурочены в своем развитии к определенным местообитаниям, температура в которых сильно отличается от наблюдаемой в метеорологической будке.

Основные климатические факторы

Температура влияет на все жизненные процессы насекомых, ускоряя одни и замедляя другие. Она влияет также на морфологические особенности (на величину тела, окраску, развитие крыльев, формирование крыльев и др.), поведение, географическое распространение и численность насекомых.

Повышение температуры до известных пределов стимулирует питание насекомых, линьку и активность спаривания, влияет на восприимчивость к пестицидам и болезням.

Выбор местообитаний насекомыми часто зависит от температуры. Теплолюбивые жуки златки, например, заселяют насаждения по хорошо прогреваемым южным опушкам леса и экспозициям. Перемещение насекомых из одного местообитания в другое также происходит под влиянием темлератур. Так, температура на вырубках быстро поднимается в дневные часы, и жуки большого соснового слоника мигрируют на неосвещенную часть вырубки, где температура на 15° С ниже. Непарный шелкопряд в южной части ареала откладывает яйца по всему стволу дерева, а в северной — только в нижней его части. Здесь яйца защищены от сильных морозов снеговым покровом, а выше его линии обычно вымерзают.

Распространение на север многих видов насекомых ограничено зимними низкими температурами, при которых происходит гибель популяции. В годы с сильными морозами наблюдается очень большая смертность личинок майского хруща в почве, яиц листоверток, зимней пяденицы и др.

Влажность. Влияние влажности воздуха на насекомых осуществляется несколькими путями. Насекомые испаряют много воды через покровы тела и трахейную систему и поглощают воду непосредственно в пище и при дыхании с водяными парами воздуха.

Вода в теле насекомого находится в свободном состоянии или адсорбирована различными веществами тела, при окислении которых освобождается и поступает в общий обмен веществ. При недостаточном поступлении извне организм использует воду, образующуюся при окислении жира. Соотношение воды и жира постоянно

Основные климатические факторы

меняется в теле насекомых и может служить одним из критериев их холодостойкости. Чем больше жира и меньше воды в теле насекомого, тем лучше оно переносит низкие температуры. Так, гусеницы златогузки второго возраста, которые поздней осенью -содержали 68—72% воды и 18,43% жира к сухой массе, выдерживали охлаждение при температуре— 15° С до 158 дней. Гусеницы той же бабочки, развивавшиеся весной до четвертого возраста, имели 84,08% воды и 4—6% жира. Они погибали при температуре —15° С через 4ч.

Накопление жира у ‘насекомых обычно происходит перед зимовкой. Однако есть и такие насекомые, которые отличаются высокой холодостойкостью, но зимуют с малым содержанием жира и большим количеством воды в теле. Так, зимующие гусеницы соснового шелкопряда, выдерживающие охлаждение до —20° С, перед наступлением зимы имеют всего 1,2% жира и 77,9% воды. Такое явление свойственно насекомым, зимующим в фазах, на которых за весенним пробуждением сразу следует питание.

Недостаток влаги в атмосфере компенсируется также усиленным потреблением пищи, содержащей влагу. Через пищу влажность влияет и на скорость развития. В сухой древесине развитие домового усача и других ксилофагов замедляется и может растянуться на три-четыре года. Потеря воды регулируется различными путями. Восковой слой кутикулы задерживает испарение через кожу; испарение через трахеи регулируется замыкательным аппаратом дыхалец, а мальпигиевы сосуды адсорбируют воду из содержимого кишки и задерживают ее в организме.

Большинство лесных насекомых может развиваться в довольно широких диапазонах влажности воздуха. Избыток влажности сказывается преимущественно на длительности развития, но не препятствует продолжению жизненных функций Недостаток влажности переносится хуже и скорее вызывает гибель насекомого (рис. 15).

Основные климатические факторы

По отношению к влажности воздуха среди насекомых различают влаголюбивые (гигрофильные) и сухолюбивые (ксерофильные) виды. Промежуточная группа носит название мезофилов. Лесные насекомые приспособлены к повышенной влажности воздуха и в подавляющем большинстве мезо- и гигрофилы. Тольке часть видов, обитающая на опушках и в наиболее сухих местах, может быть по сравнению с другими названа ксерофилами. Так, сосновая совка более ксерофильна, чем сосновая пяденица или монашенка, а вершинный короед сухолюбивее сосновых лубоедов и т. п.

Действие влажности всегда сопряжено с температурой. Одинаковая влажность может давать различный эффект при разных температурах. Для изучения эффектов различных комбинаций этих факторов проводятся опыты в термостатах с устойчивой влажностью. В результате таких опытов строятся термогигрограммы, позволяющие судить о требовательности данного вида насекомого на разных фазах его развития к гигротермическим условиям (рис. 16) и выносливости по отношению к ним. Так, термогигрограмма, составленная для яиц волнянок, показывает, что зона оптимального развития связана с довольно узкими пределами влажности воздуха у одних видов (монашенки) и, наоборот, весьма широкими у других (непарный шелкопряд). Термогигрограмма для соснового пилильщика может быть еще названа диаграммой смертности. Она показывает размеры смертности личинок при разном сочетании влажности и температуры (рис. 17).

Влажность оказывает большое влияние на распространение насекомых в лесу. Очевидно, что требовательные к влажности виды будут держаться в более увлажненных местах, а ксерофилы будут занимать наиболее сухие местообитания. Так, короед дендроктон часто приурочен к сфагновым соснякам и развивается в прямом контакте с влагой. Осушение болота ведет к исчезновению этого короеда. В поймах рек ветла иногда стоит наголо объеденной иво

Основные климатические факторы

вой паутинной молью. Паутина охватывает все кроны, местами образуя сплошной полог, висящий над зеркалом воды. Вредителям мертвой древесины также необходима для развития повышенная влажность. Личинки долгоносика-трухляка не боятся полного насыщения обрубков древесины влагой. В противоположность этим видам златки развиваются при очень незначительной влажности воздуха и субстрата, несмотря на окружающую высокую температуру.

Осадки. Осадки — один из самых мощных факторов среды. Они влияют на насекомых прямо и косвенно, через изменение влажности, растительность и температуру почвы зимой.

Прямое влияние осадков не избирательно. При сильных наводнениях, ливнях и крупном граде погибает огромное количество насекомых, только очень немногие случайно избегают гибели. При очень сильной засухе также наблюдается депрессия организма и часто очень большая смертность особей данного вида.

Косвенное влияние осадков очень ярко проявляется через растительность. В годы сильных засух происходит нарушение водного обмена деревьев и их защитные функции (особенно осмотическое и смоляное давление) ослабевают. В результате происходит заселение деревьев обитателями стволов, и они получают возможностьбыстро размножаться. При засухе изменяется биохимический состав листьев в сторону, благоприятную для питания и успешного развития листогрызущих насекомых. Падение осмотического давления в листьях способствует их заселению тлями, смоляного давления в хвое—выживанию яиц одиночно кладущих пилильщиков и по-беговьюнов в почках сосны.

Большое влияние на выживаемость насекомых оказывают зимние осадки в виде снега. Снежный покров вследствие малой теплопроводности обладает высокими теплоизоляционными свойствами. Усиленно отдавая тепло с поверхности, он предохраняет от охлаждения почву. Поэтому насекомые, зимующие в почве, лесной подстилке, под корой поваленных деревьев и у основания стволов, надежно защищены снежным покровом от вымерзания. В этом случае для выживаемости насекомых под снежным покровом большое значение имеют сроки выпадания и таяния снежного покрова, его мощность и температура воздуха в период, когда почва оголена. Хорошо известны факты вымерзания в почве личинок майского хруща и куколок подгрызающих совок, а под корой бревен — короедов.

Годы с количеством осадков ниже нормы часто совпадают с температурой выше нормы, вследствие чего складывается засушливая погода. Очень многие исследователи связывают наступление засушливой погоды с последующим размножением ряда вредных насекомых. По утверждению других, ряд видов повышается в численности после влажных лет. В связи с этим делаются попытки увязать изменение численности отдельных видов насекомых с количественными показателями засушливости. Так, нарастание численности сибирского шелкопряда начинается после двух-трех лет с большим дефицитом влажности. Обычно мерилом засушливости служит гидротермический коэффициент ,Селянинова. Формула этого коэффициента выведена эмпирически:

Основные климатические факторы

где k—гидротермический коэффициент; ∑Р—сумма осадков за тепловое время года, когда температура выше нуля; ∑ t—сумма положительных температур для данного места.

Применительно к задачам энтомологических работ И. А. Рубцовым (1938) этот коэффициент был предложен в следующем виде:

Основные климатические факторы

где Р — годовая сумма осадков для данного места. ∑ (t°—6°) — сумма средних месячных температур, лежащих выше 6° С; Ar— гидротермический коэффициент.

Анализируя изменения этого коэффициента за период с 1860 по 1956 г. в Башкирии, М. Г. Ханисламов (1958) пришел к выводу, что начало вспышки массового размножения непарного шелкопряда является следствием сочетания низких гидротермических коэффициентов мая — июня с сильными зимними морозами.

Для оценки годичного цикла температуры и увлажнения можно пользоваться специальными графиками — климограммами. Они составляются на основании данных о средних месячных температурах и месячных суммах осадков. По оси ординат откладываются величины температуры, по оси абсцисс — количество осадков. Точки пересечения, найденные для каждого месяца по климатическим данным, соединяются в годичной последовательности. Климограммы могут составляться для отдельных лет и по многолетним средним данным. С помощью климограмм можно составить представление о типичном для данного вида насекомого климатическом режиме. На рис. 18 приводятся климограммы, составленные за ряд лет для определения условий, при которых повторяются вспышки массового размножения дубовой хохлатки. На рис. 19 даются сравнительные климограммы, составленные по многолетним данным для Москвы и Ур-ды (Западный Казахстан).

Свет. Свет оказывает прямое и косвенное влияние на насекомых. При прямом влиянии света большое значение имеют его дозировки. По этому признаку можно различить насекомых с разным диапазоном восприятия световых условий. Ночным и почвенным насекомым нужны узко ограниченные световые условия, а виды с круглосуточной активностью имеют широкий диапазон реагирования на освещенность.

Освещенность измеряется в люксах и в значительной мере определяет общую активность насекомых и ряд важнейших жизненных процессов: оплодотворение, яйцекладку, выход имаго из куколки и и др. 1ак, вечерний полет майского хруща всегда начинается при освещенности, равной 1250— 1400 лк. В зависимости от освещенности изменяется поведение насекомых. При этом одни виды светолюбивы, другие тенелюбивы. Так, например, жуки златки летают, спариваются.и откладывают яйца только при ярком солнечном свете. Большое значение в жизни насекомых имеет тепловое действие солнечной радиации. Обогревание солнечным светом повышает температуру тела насекомого на 10° С и больше. Под влиянием солнечной радиации происходит нагревание частей дерева и почвы, которые выбирают для своего поселения или которых избегают насекомые.

Насекомые тонко реагируют на изменение длины дня. Длина дня — один из регуляторов сезонных циклов развития, особенно сказывается на появлении диапаузы. У насекомых, реагирующих на изменение длины дня, наблюдается три основных типа фотопериодической реакции, в известной мере аналогичных типам, установленным- для растений,— длиннодневный, короткодневный и промежуточный (рис. 20). В условиях умеренного климата преобладает длиннодневный тип, к которому относится большинство листогрызущих насекомых. Противоположный тип фотопериодической реакции имеют виды короткодневные. У таких видов непрерывное развитие происходит лишь в условиях короткого дня. Под влиянием длинного дня происходит торможение ростами наступает диапауза, третий тип реакции — промежуточный — характерен для чешуекрылых, диапаузирующих на фазе гусениц.

Ветер. Роль ветра в распространении насекомых может быть довольно значительной. Так, например, формирование и перемещение очагов непарного шелкопряда в Крыму связано с меняющимся направлением ветра и встречными естественными преградами. Известно много случаев заноса насекомых ветром и воздушными течениями, например тлей с Кольского полуострова на снежные массивы Шпицбергена.

Ветер определяет характер погоды и тем самым оказывает косвенное влияние на поведение насекомых, их миграции, интенсивность питания и размножение в насаждениях.

В лесах степной и лесостепной зон ветер является постоянно действующим фактором. Он влияет на поведение насекомых не только тем, что разносит их, но и тем, что вызывает большое испарение влаги телом насекомых. Кроме того, насекомые вынуждены концентрироваться на участках, защищенных от ветра. Ветер раскачивает стволы деревьев, вызывая бурелом и ветровал в лесах. В этих местах потом образуются очаги короедов и других вредителей стволов деревьев.

Источник: studopedia.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.