Как находить коэффициент увлажнения. Увлажнение, коэффициенты увлажнения

Количество выпадающих осадков без уче­та ландшафтных условий - величина абст­рактная, потому что она не определяет усло­вий увлажнения территории. Так, в тундре Ямала и полупустынях Прикаспийской низмен­ности выпадает одинаковое количество осад­ков - около 300 мм, но в первом случае увлажнение избыточное, велика заболочен­ность, во втором - увлажнение недостаточ­ное, растительность здесь сухолюбивая, ксерофитная.

Под увлажнением территории понима­ют соотношение между количеством атмосфер­ных осадков (/?), выпадающих в данной мест­ности, и испаряемостью (Е н) за один и тот же период (год, сезон, месяц). Такое отношение, выраженное в процентах, или в долях от единицы, называют коэффициентом увлаж­нения (Куъ = К/Е н) (по Н. Н. Иванову). Коэф­фициент увлажнения показывает либо избы­точное увлажнение (/С ув >1), если осадки пре­вышают возможное при данной температуре испарение, либо различные степени недоста­точного увлажнения (/С ув <1), если осадки мень­ше испаряемости.

Характер увлажнения, т. е. соотношение тепла и влаги в атмосфере, - основная при­чина существования природно-растительных зон на Земле.

По гидротермическим условиям выделяют несколько типов территорий:

1. Территории с избыточным увлаж­нением - /С ув больше 1, т. е. 100-150%. Это зоны тундр и лесотундр, а при достаточ­ном количестве тепла - леса умеренных, тро­пических и экваториальных широт. Такие пе­реувлажненные территории называют гумид-ными, а заболоченные - экстрагумидными I лат. Нит1(1и8 - влажный) 1 .

2. Территории оптимального (доста­точного) увлажнения - это узкие зоны,
где К ув около 1 (примерно 100 %). В их пре­
делах наблюдается соразмерность между сум­мой осадков и испаряемостью. Это узкие по­лосы широколиственных лесов, редкостойные
переменно-влажные леса и влажные саванны.
Условия здесь благоприятны для произраста­ния мезофильных растений.

3. Территории умеренно-недостаточ­ного (неустойчивого) увлажнения. Выде­ляют разные степени неустойчивого увлажне­ния: территориям с А" ув -1- 0,6 (100-60%)
свойственны луговые степи (лесостепи) и са­ванны, с /С ув =0,6-0,3 (60-30%) - сухие сте­пи, сухие саванны. Им свойствен сухой сезон,
что затрудняет земледельческое освоение из-
за частых засух.

4. Территории недостаточного увлаж­нения. Выделяют аридные зоны (лат. аridis -
сухой) с К ув = 0,3-0,1 (30 – 10 %), здесь ти­пичны полупустыни, и экстрааридные зоны с К ув менее 0,1 (менее 10 %) - пустыни.

На территориях с избыточным увлажнени­ем обилие влаги отрицательно сказывается на процессах аэрации (вентиляции) почвы, т. е. на газообмене почвенного воздуха с атмосфер­ным. Недостаток кислорода в почве образует­ся вследствие заполнения пор водой, из-за чего воздух туда не поступает. Это нарушает биологические аэробные процессы в почве, нормальное развитие многих растений нару­шается или даже прекращается. На таких тер­риториях произрастают растения-гигрофиты и обитают животные-гигрофилы, которые при­способлены к сырым и влажным местообита-

1 Термины «гумидный» и «аридный» предложены не­мецким ученым А. Пенком.

ниям. Для вовлечения территорий с избыточ­ным увлажнением в хозяйственный, прежде всего сельскохозяйственный, оборот необхо­димы осушительные мелиорации, т. е. меро­приятия, направленные на улучшение водно­го режима территории, отвод избыточных вод (дренаж).

Территорий с недостаточным увлажнением на Земле больше, чем переувлажненных. В аридных зонах земледелие без полива не­возможно. Основным мелиоративным меро­приятием в них является орошение - искус­ственное пополнение запасов влаги в почве для нормального развития растений и обвод­нение - создание источников влаги (прудов, колодцев и других водоемов) для бытовых и хозяйственных нужд и водопоя скота.

В естественных условиях в пустынях и по­лупустынях произрастают растения, приспо­собленные к сухости, - ксерофиты. Они обычно имеют мощную корневую систему, спо­собную извлекать влагу из грунта, мелкие ли­стья, иногда превращенные в иголочки и ко­лючки, чтобы меньше испарять влаги, стебли и листья нередко покрыты восковым налетом. Особую группу растений среди них образуют суккуленты, которые накапливают влагу в стеблях или листьях (кактусы, агавы, алоэ). Суккуленты произрастают лишь в теплых тро­пических пустынях, где не бывает отрицатель­ных температур воздуха. Животные пустынь - ксерофилы тоже разным способом приспособ­лены к сухости, например впадают в спячку на самый сухой период (суслики), довольству­ются влагой, содержащейся в пище (некото­рые грызуны).

Территориям с недостаточным увлажнени­ем присущи засухи. В пустынях и полупусты­нях это ежегодные явления. В степях, кото­рые часто называют засушливой зоной, и в лесостепях засухи случаются летом один раз в несколько лет, иногда захватывают конец весны - начало осени. Засуха - это дли­тельный (1-3 месяца) период без дождя или с очень малым количеством осадков, при по-

вышенной температуре и пониженной абсо­лютной и относительной влажности воздуха и почвы. Различают атмосферную и почвенную засухи. Атмосферная засуха наступает рань­ше. Из-за высоких температур и большого де­фицита влаги резко возрастает транспирация растений, корни не успевают подавать листь­ям влагу, и они увядают. Почвенная засуха выражается в иссушении почвы, из-за чего нормальная жизнедеятельность растений пол­ностью нарушается и они погибают. Почвен­ная засуха короче атмосферной за счет весен­них запасов влаги в почве и грунтовых вод. Засухи обусловлены антициклональным режи­мом погоды. В антициклонах воздух опускает­ся, адиабатически нагревается и иссушается. По периферии антициклонов возможны вет­ры - суховеи с высокой температурой и низ­кой относительной влажностью (до 10-15 %), которые усиливают испарение и еще губитель­нее действуют на растения.

В степях наиболее эффективно орошение при достаточном стоке рек. Дополнительными мерами служат снегонакопление - сохра­нившаяся стерня на полях и посадка кустар­ников по бровке балок, чтобы в них не сду­вался снег, и снегозадержание - прикатывание снега, создание снежных валов, укрытие снега соломой с целью увеличения продолжи­тельности снеготаяния и пополнения запасов грунтовых вод. Эффективны также лесные по­лезащитные полосы, которые задерживают сток талых снеговых вод и удлиняют период снеготаяния. Ветрозащитные (ветролом-ные) лесные полосы большой длины, поса­женные в несколько рядов, ослабляют ско­рость ветров, в том числе суховеев, и тем са­мым уменьшают испарение влаги.

Помимо вышеназванного коэффициента увлажнения, применяются и другие коэффи­циенты для характеристики увлажнения тер­риторий, в частности радиационный ин­декс сухости, о котором будет сказано даль­ше в связи с зональностью географической оболочки.

Как известно, равновесие влажности в природе поддерживается круговоротом испарения воды и выпадения осадков. Местности, где за год выпадает мало дождей или снега, считаются засушливыми, а районы, в которых наблюдаются обильные частые осадки, могут даже страдать от избыточного уровня влажности.


Но для того, чтобы оценка увлажнения была достаточно объективной, географами и метеорологами используется специальный показатель – коэффициент увлажнения.

Что такое коэффициент увлажнения?

Степень увлажненности любой территории зависит от двух показателей:

— количества выпадающих за год ;

— количества испарившейся с поверхности почвы влаги.

В самом деле, увлажненность зон с прохладным климатом, где испарение из-за невысокой температуры происходит медленно, может быть более высокой, чем увлажненность территории, расположенной в жарком климатическом поясе, при одинаковом количестве выпадающих за год осадков.

Как определяется коэффициент увлажненности?

Формула, по которой вычисляется коэффициент увлажненности, достаточно проста: годовое количество осадков необходимо разделить на годовую величину испарения влаги. Если результат деления меньше единицы – значит, местность недостаточно увлажнена.


При коэффициенте увлажненности, равном или близком к единице, уровень влаги считается достаточным. Для влажных климатических зон коэффициент увлажненности существенно превышает единицу.

В разных странах используют различные методики определения коэффициента увлажненности. Основное затруднение состоит в объективном определении количества испаренной за год влаги. В России и странах СНГ со времен Советского Союза принята методика, разработанная выдающимся советским почвоведом Г.Н.Высоцким.

Она отличается высокой точностью и объективностью, так как учитывает не фактический уровень испарения влаги, который не может быть больше, чем количество пролитых осадков, а возможную величину испарения. Европейские и американские почвоведы используют метод Тортвейта, более сложный по определению и не всегда объективный.

Для чего нужен коэффициент увлажненности?

Определение коэффициента увлажненности – один из основных инструментов для синоптиков, почвоведов и ученых других специальностей. На основании этого показателя составляются карты обеспечения водными ресурсами, разрабатываются планы мелиорации – осушения болотистых местностей, улучшения почв для выращивания сельскохозяйственных культур и т.д.


Метеорологи составляют свои прогнозы с учетом множества показателей, в том числе и коэффициента увлажненности.

Важно знать, что увлажненность зависит не только от температуры воздуха, но и от высоты над уровнем моря. Как правило, для горных местностей характерны высокие значения коэффициента, так как там всегда выпадает , чем на равнинах.

Неудивительно, что в горах берет начало множество мелких, а иногда и достаточно крупных рек. Для районов, находящихся на высоте 1000-1200 метров над уровнем моря или выше, коэффициент увлажненности нередко достигает 1,8 – 2,4. Избыточная влага стекает вниз в виде горных речек и ручьев, принося дополнительную влагу в более засушливые долины.

В природных условиях величина коэффициента увлажняемости соответствует рельефу местности и наличию водных ресурсов. В зонах достаточной увлажненности протекают крупные и небольшие реки, имеются озера и ручьи. При избыточной увлажненности нередко образуются болота, подлежащие осушению.


В районах недостаточного увлажнения водоемы встречаются редко, так как почва отдает всю выпадающую на нее влагу в атмосферу.

Количество осадков еще не дает полного представления об обеспеченности территории влагой, так как часть испаряется с поверхности, а другая часть просачивается в .

При различных температурах с поверхности испаряется различное количество влаги. Количество влаги, которое может испаряться с водной поверхности при данной температуре, называется испаряемостью. Она измеряется в миллиметрах слоя испарившейся воды. Испаряемость характеризует возможное испарение. Фактическое же испарение не может быть больше годовой суммы осадков. Поэтому в Средней Азии оно составляет не более 150-200 мм в год, хотя испаряемость здесь в 6-12 раз выше. К северу испарение возрастает, достигая 450 мм в южной части и 500-550 мм Русской . Далее к северу от этой полосы испарение вновь уменьшается до 100-150 мм в прибрежных . В северной части страны испарение ограничивается не количеством осадков, как в пустынях, а величиной испаряемости.

Для характеристики обеспеченности территории влагой используется коэффициент увлажнения - отношение годовой суммы осадков к испаряемости за этот же период:k=O/U

Чем меньше коэффициент увлажнения, тем суше .

Близ северной границы количество осадков примерно равно годовой испаряемости. Коэффициент увлажнения здесь близок к единице. Такое увлажнение считается достаточным. Увлажнение лесостепной зоны и южной части зоны колеблется от года к году в сторону то увеличения, то понижения, поэтому оно неустойчивое. При коэффициенте увлажнения меньше единицы увлажнение считается недостаточным ( зона). В северной части страны (тайга, тундра) количество осадков превышает испаряемость. Коэффициент увлажнения здесь больше единицы. Такое увлажнение называют избыточным.

В его основе - два взаимосвязанных процесса: увлажнение земной поверхности осадками и испарение из нее влаги в атмосферу. Оба эти процесса как раз и определяют коэффициент увлажнения для конкретной территории. Что такое коэффициент увлажнения и как его определяют? Именно об этом пойдет речь в данной информационной статье.

Коэффициент увлажнения: определение

Увлажнение территории и испарение влаги с её поверхности во всем мире происходят абсолютно одинаково. Однако на вопрос, что такое коэффициент увлажнения, в разных странах планеты отвечают совершенно по-разному. Да и само понятие в такой формулировке принято не во всех странах. К примеру, в США это "precipitation-evaporation ratio", что можно дословно перевести как "индекс (соотношение) увлажнения и испаряемости".

Но всё же, что такое коэффициент увлажнения? Это определенное соотношение между величиной осадков и уровнем испарения на данной территории за конкретный отрезок времени. Формула вычисления этого коэффициента очень простая:

где О - количество осадков (в миллиметрах);

а И - величина испаряемости (тоже в миллиметрах).

Разные подходы к определению коэффициента

Как определить коэффициент увлажнения? На сегодня известно около 20 разных способов.

В нашей стране (а также на постсоветском пространстве) чаще всего используется методика определения, предложенная Георгием Николаевичем Высоцким. Это выдающийся украинский учёный, геоботаник и почвовед, основоположник науки о лесе. За свою жизнь он написал свыше 200 научных трудов.

Стоит отметить, что в Европе, а также в США используют коэффициент Тортвейта. Однако методика его вычисления намного сложнее и имеет свои недостатки.

Определение коэффициента

Определить данный показатель для конкретной территории совсем не сложно. Рассмотрим эту методику на следующем примере.

Дана территория, для которой нужно рассчитать коэффициент увлажнения. При этом известно, что за год эта территория получает 900 мм а испаряется из нее за тот же период времени - 600 мм. Для вычисления коэффициента следует поделить количество осадков на испаряемость, то есть 900/600 мм. В результате мы получим значение 1,5. Это и будет коэффициент увлажнения для этой территории.

Коэффициент увлажнения Иванова-Высоцкого может равняться единице, быть ниже или же выше 1. При этом если:

• К = 0, то увлажнение для данной территории считается достаточным;
• К больше 1, то увлажнение избыточное;
• К меньше 1, то увлажнение недостаточное.

Величина этого показателя, разумеется, будет напрямую зависеть от температурного режима на конкретной территории, а также от количества атмосферных осадков, выпадающих за год.

Для чего используется коэффициент увлажнения?

Коэффициент Иванова-Высоцкого - это крайне важный климатический показатель. Ведь он способен дать картину обеспеченности местности водными ресурсами. Этот коэффициент просто необходим для развития сельского хозяйства, а также для общего экономического планирования территории.

Он также определяет уровень сухости климата: чем он больше, тем климат влажнее. В районах с избыточным увлажнением всегда наблюдается обилие озер и заболоченных территорий. В растительном покрове преобладает луговая и лесная растительность.

Максимальные значения коэффициента характерны для высокогорных районов (выше 1000-1200 метров). Здесь, как правило, наблюдается избыток влаги, который может достигать 300-500 миллиметров в год! Такое же количество атмосферной влаги получает степная зона за год. Коэффициент увлажнения в горных регионах достигает максимальных значений: 1,8-2,4.

Избыточное увлажнение также наблюдается в тундры, лесотундры, а также умеренных В этих районах коэффициент не более 1,5. В зоне лесостепи он колеблется в пределах от 0,7 до 1,0, а вот в степной зоне уже наблюдается недостаточное увлажнение территории (К = 0,3-0,6).

Минимальные значения увлажнения характерны для зоны полупустынь (всего около 0,2-0,3), а также для (до 0,1).

Коэффициент увлажнения в России

Россия - огромная страна, для которой характерно широкое разнообразие климатических условий. Если говорить о коэффициенте увлажнения, то его значения в пределах России колеблются в широких пределах от 0,3 до 1,5. Самое скудное увлажнение наблюдается в Прикаспии (около 0,3). В степной и лесостепной зоне оно несколько выше - 0,5-0,8. Максимальное увлажнение характерно для зоны лесотундры, а также для высокогорных районов Кавказа, Алтая, Уральских гор.

Теперь вам известно, что такое коэффициент увлажнения. Это достаточно важный показатель, который играет очень важную роль для развития народного хозяйства и агропромышленного комплекса. Данный коэффициент зависит от двух значений: от количества атмосферных осадков и от объемов испаряемости за определенный отрезок времени.

Задание 1.

Вычислите коэффициент увлажнения для пунктов, указанных в таблице, определите, в каких природных зонах они находятся и какое увлажнение для них характерно.

Коэффициент увлажнения определяется по формуле:

К - коэффициент увлажнения в виде дроби или в %; Р - количество атмосферных осадков в мм; Ем - испаряемость в мм. Согласно Н.Н. Иванову коэффициент увлажнения для лесной зоны равен 1,0-1,5; лесостепи 0,6 - 1,0; степи 0,3 - 0,6; полупустыни 0,1 - 0,3; пустыни менее 0,1.

Характеристика увлажнения по природным зонам

Для приближенной оценки условий увлажнения используется шкала: 2,0 - избыточное увлажнение, 1,0-2,0 - удовлетворительное увлажнение, 1,0-0,5 - засушливо, недостаточное увлажнение, 0,5 - сухо

Для 1 пункта:

К = 520/610 К = 0,85

Засушливо, недостаточное увлажнение, природная зона - лесостепь.

Для 2 пункта:

К = 110/1340 К = 0,082

Сухо, недостаточное увлажнение, природная зона - пустыня.

Для 3 пункта:

К = 450/820 К = 0,54

Засушливо, недостаточное увлажнение, природная зона - степь.

Для 4 пункта:

К = 220/1100 К = 0,2

Сухо, недостаточное увлажнение, природная зона - полупустыня.

Задание 2.

Вычислите коэффициент увлажнения для Вологодской области, если годовое количество осадков в среднем составляет 700 мм, испаряемость - 450 мм. Сделайте вывод о характере увлажнения в области. Подумайте, как будет изменяться увлажнение в различных условиях холмистого рельефа.

Коэффициент увлажнения (по Иванову Н. Н.) определяется по формуле:

где, К - коэффициент увлажнения в виде дроби или в %; Р - количество атмосферных осадков в мм; Ем - испаряемость в мм.

К = 700/450 К = 1,55

Вывод: В Вологодской области, находящейся в природной зоне - тайга, увлажнение избыточное, т.к. коэффициент увлажнения больше 1.

Увлажнение в различных условиях холмистого рельефа будет меняться, это зависит: от географической широты местности, занимаемой площади, близости океана, высоты рельефа, коэффициента увлажнения, подстилающей поверхности, экспозиции склонов.

Это интересно:

Геологическое строение.
Центральную, большую часть Северной Америки занимает докембрийская Северо-Американская (Канадская) платформа (включающая также о. Гренландия без его северных и северо-восточных окраин), которая окаймляется складчатыми горными сооружениями...

Климат
Умеренный океанический. Западное и северо-западное побережье Ирландии омываются Гольфстримом, поэтому климат здесь достаточно теплый и влажный. Погода непредсказуема - ливень может многократно сменяться солнцем по несколько раз за день. Д...

Современная флора пустыни
Для климата сахарского региона характерны высокие температуры воздуха, часто с резкими и большими перепадами, и незначительное количество осадков, выпадающих крайне неравномерно. На участках подлинной пустыни, которые находятся в этом же...