Нормальная погода: откуда приходит холод и почему так поздно весной все еще бывают морозные ночи?

Эта весна вовсе не холодная

В этом году, как и в предыдущие весны, слышны жалобы садоводов и фермеров на заморозки. Да и те, кому не надо беспокоиться о растениях, жалуются, что весна нынче прохладная. Так в Латвии происходит почти каждый год. Для нашей весны характерно неустойчивое, кратковременное тепло, которое сменяется более прохладными периодами с заморозками. Нынешний год от других ничем существенно не отличается. 

Эта весна даже близко не может называться холодной. Наоборот: март был на 3,6 градуса, а апрель — на 1,3 градуса теплее климатической нормы, которая рассчитывается по данным о предыдущих 30 годах (1991 — 2020 гг).

В апреле обновлены около 70 рекордов тепла и только один рекорд холода (28 апреля в Мадоне зафиксировано -3,9 градусов).

Долгосрочные прогнозы показывают, что в мае средняя температура будет, скорее всего, близка к норме, поскольку начало месяца будет холоднее нее, а вторая половина — теплее.

Из-за изменений климата последние годы в начале весны все чаще приходит нетипично теплая погода, а следующее за ней похолодание кажется необычным, хотя это не так. Например, апрельская жара до 28 градусов — явление действительно нетипичное, можно сказать, невиданное, а последовавшие за ней холода и заморозки — норма для латвийского климата.

Откуда приходит холод

Из архивов Латвийского центра среды, геологии и метеорологии известно, что заморозки на поверхности почвы в Латвии возможны вплоть до начала июня. Несколько таких случаев было даже в последние 20 лет. Чаще температур опускается ниже нуля в конце апреля и в мае.

Главная причина — массы холодного воздуха из Скандинавии и арктических регионов. Пока снег покрывает поля на севере Скандинавии и воздух в Арктике не прогрелся, циркуляция атмосферы может принести холод оттуда в балтийский регион. Вёсны, когда в Латвии весной тепло устойчиво и нет заморозков, редки, и случались они, когда в силу совпадения здесь длительное время преобладали южные ветра. Последний раз такой теплый конец весны был в 2018 году, когда с первых дней мая установилось устойчивое тепло, сохранившееся весь месяц, до самого лета.

В балтийском регионе погодные условия в основном определяются атмосферной циркуляцией, т.е. тем, какие ветры дуют. Тепло, получаемое напрямую от солнца, примерно такое же, как в начале август, но так как в Скандинавии и Арктике воздух после зимы еще холодный, достаточно двух-трех дней устойчивого северного ветра, чтобы холод достиг нас.

Прямого же солнечного тепла, к сожалению, слишком мало для нагрева этого холодного воздуха, чтобы он, прибыв к нам, не принес заморозки. В середине и во второй половине лета даже на крайнем севере относительно тепло, поэтому приходящие оттуда воздушные массы могут стать причиной прохладных дней, но не заморозков.

Местные условия тоже важны

Главная причина заморозков — конечно, воздушные массы с севера, но и локальные условия тоже имеют значение. Например, рельеф. На Видземской возвышенности и в других холмистых местах Латвии риск заморозков намного выше именно в ложбинах. Ночью, когда ветер слаб и небо ясное, воздух остывает. Холодный воздух тяжелее, он оседает ближе к земле и «стекает» к впадинам.

Также существенным фактором является влажность и количество воды в округе. Влажная почва и близость воды снижает риск заморозков, ночью при похолодании они могут способствовать образованию тумана. Туман противодействует заморозкам двумя способами. Во-первых, водяной пар при переходе из газообразного в жидкое состояние (т.е. в мельчайшие капельки воды в тумане) выделяет тепло. Во-вторых, туман покрывает приземный слой и уменьшает тепловое излучение. Этот процесс мы можем видеть и пасмурными ночами — они теплее, чем когда небо ясное, поскольку облака действуют так же — как покрывало, которое не дает остыть приземному слою воздуха.

Почему одни растения заморозки переносят, а другие — нет?

Главная угроза, которую заморозки несут растениям, — образование кристаллов льда в клетках или межклеточном пространстве, которые разрушают клетки, и те погибают. У части растений есть физиологические механизмы, защищающие их от такого воздействия. В основном это, говоря простым языком, выработка антифризов, не дающие соку растения замерзнуть. Также растения с приближением холода стараются вообще избавиться от лишней влаги и сохранять почти только сухое вещество. Лучше всего это удается многолетним растениям, которые могут переносить и суровую зиму. У однолетних растений устойчивость к холоду разная: одни могут пережить и морозы в несколько градусов, другие погибают, даже если температура опустилась до нуля всего на пару часов.

Устойчивость к заморозкам можно вывести селекцией

Селекция веками позволяла получить растения с характеристиками, наиболее отвечающими потребностям человека. С ее помощью можно менять то, как выглядит растение, его размер, урожайность, вкус, устойчивость к болезням и вредителям. Оказывается, устойчивость к заморозкам также можно получить в результате селекции.

Ведущий научный сотрудник Института аграрных ресурсов и экономики Айна Кокаре пояснила, что, например, у гороха это свойство развивают в специальных холодильных камерах. В них температуру понижают настолько, что часть растений замерзает и погибает, а у выживших гены изучают, отбирают и размножают наиболее стойких. Интересно, что в Латвии началось и зимнее выращивание гороха — его сеют осенью; после прорастания его развитие останавливается, он зимует, а весной возобновляет рост. Такой горох устойчив и к весенним заморозкам. Но могут возникнуть проблемы, если растение развилось слишком быстро и весной стало рано цвести, поскольку заморозки могут повредить цветки и снизить урожай. Распространению зимнего гороха в Латвии может способствовать более теплые зимы, которые эти растения успешно переносят.

А вот картофель заморозки переносит плохо. Его родина — Южная Америка, где он в природе растет в том числе и в горных регионах, но вид, из которого с течением времени были выведены распространенные в мире сорта, мороз перенести неспособен.

После того, как ростки проросли и начали растить листья, ботва погибает от малейших заморозков, может не пережить даже -1 градус. При этом клубни обычно не погибают, потому что температура почвы не опускается ниже нуля. Если ростки и ботва замерзли, обычно из клубня появляются новые. Но в таком случае растение тратит лишние силы, его развитие будет более медленным, урожайность снижается.

Ведущий научный сотрудник Института аграрных ресурсов и экономики Илзе Диманте отметила, что и у картофеля можно путем селекции вывести способность переносить хотя бы небольшие заморозки — например, путем скрещивания широко распространенных сортов с теми дикорастущими видами, которые растут в горах. Ботва последнего способна переносить мороз до -10 градусов. Проблема в том, что  при таком скрещивании у новых сортов может быть получена морозоустойчивость, но при этом пропадут другие, намного более важные характеристики, в первую очередь снизится урожайность.

Также может измениться внешний вид клубней, их размер, качество и, что особенно важно, вкус. Так как урожайность и вкус картофеля — куда более важные свойства, чем способность переносить заморозки, селекционеры мало работают в этом направлении. Диманте упомянула, что создан по крайней мере один устойчивый к морозу сорт — он называется Alaska frostless. Этот картофель может переносить мороз до -3 градусов в течение двух часов.