Заморозки заканчиваются и начинаются в различных районах земледельческой зоны при разных уровнях средней суточной температуры воздуха. Для западных районов России заморозки прекращаются обычно до устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 10 ºС. В континентальных районах (Западная Сибирь), заморозки отмечаются после установления средней суточной температуры воздуха выше 12 ºС.

Для защиты сеяных сельскохозяйственных культур от заморозков применяют различные методы, объединяемые понятием борьба с заморозками. Наиболее распространенным методом защиты растений от заморозков является дымление. Она образуется вследствие температурной инверсии в приземном слое воздуха. При адвективных заморозках, а так же в условиях холмистой местности, эффект дымления резко снижается из-за быстрого рассеивания тепловых потоков дыма и разрушения слоя инверсии [1]. Применяют так же полив или дождевой посев, под действием которого увеличивается теплопроводность почвы, приток тепла из более глубоких слоев к ее поверхности. Дождевой имеет ряд преимуществ перед методом поливов. Более выгодным является расположение полей на возвышенных территориях и склонах, где вероятность возникновения заморозков намного меньше. В последние годы учеными предложены методы активного воздействия на заморозки с использованием специальных вентиляционных установок, а так же внесения активных тепловыдающих химических веществ на поверхности почвы (соль гидрида кальция) [1].

2.2 Сильные ливни и град

В результате воздействия сильных ливневых осадков на сельскохозяйственные культуры, может вызвать полегание посевов. У полегающих зерновых культур налив зерна протекает с нарушением физиологических процессов, в результате чего зерно содержит меньше крахмала. Возможно, вызвать истекание зерна – процесс избытка воды в колосьях, возможность развития плесени и грибка.

Сильные ливни вымывают питательные вещества из верхних горизонтов почвы в нижележащие слои. Переувлажненная почва и полегшие растения значительно усложняют механизированную уборку зерновых культур. При наблюдениях используется визуальная оценка, интенсивность определяется в баллах.

Град является стихийным природным гидрометеорологическим явлением. Выпадение града на посевы сельскохозяйственных культур, плантаций плодовых деревьев, виноградников, которые может нанести значительный и даже непоправимый урон, под действием градобития. Ущерб, наносимый сельскохозяйственным посевом и плантациям, зависит не только от размера градин, но и от плотности их выпадения на единицу площади и продолжительности града [1].

В летние жаркие дни возникают мощные восходящие потоки за счет большой неравномерности в нагревании подстилающей поверхности. Основной причиной возникновения града является смещение фронтальных холодных масс. Так, например, в 1874 г. в Гиссарской долине в результате мощного северо-западного вторжения влажного воздуха и его последующей конвекции выпал очень крупный град. В течение нескольких минут градобития были полностью уничтожены хлопковые поля, виноградники и сады. Ежегодно градобитие наносит сельскохозяйственному производству огромный ущерб, около 2 млрд. долл. США. С целью уменьшения потерь, стали применяться активные воздействия на градовые облака. Их суть заключается в искусственном внесении в зону накопления переохлажденных капель в облаке большого количества мельчайших частиц льдообразующих реагентов, обычно твердой углекислоты, йодистого серебра или йодистого свинца [1].

2.3 Засухи, суховеи и засушливые явления

К стихийным явлениям природы, наносящим значительный экономический, экологический и социальный ущерб сельскохозяйственному производству, относятся засухи и суховеи. Общая площадь территории с засушливым климатом составляет около 42 % суши, но эпизодические засухи наблюдаются на большей части суши [1].

Для территории России актуально такое явление, как засуха. Засуха наносит значительный экономический, экологический и социальный ущерб сельскохозяйственному производству. Вероятность засушливых лет в России имеет широкие приделы. На европейской территории страны вероятность засух увеличивается с северо-запада на юго-восток, а в азиатской части России такой закономерности не прослеживается из-за географических особенностей и расположению гидрографической сети. Это одно из самых неблагоприятных явлений наносящее наибольший урон сельскохозяйственному производству. Особенно опасны интенсивные и продолжительные засухи, на больших территориях зернового клина страны.

Наиболее распространенными широкомасштабными последствиями экстремальных метеорологических явлений являются засухи, лесные пожары и экстремальные гидрологические явления наводнения. Они часто приводят к значительному материальному ущербу и в некоторых случаях сопровождаются увеличением заболеваемости и смертности населения [1].

Метеорологические предпосылки засух, это аномальная относительно местных климатических условий и времени года жаркая и засушливая погода. Засуха считается биогидрометеорологическим явлением, заключающимся в резком нарушении соответствия между притоком влаги к растениям и ее расходом. Засуха — явление природы, обусловленное циркуляционными процессами в атмосфере и характеризующееся длительным отсутствием осадков (или значительным их сокращением по сравнению со среднемноголетними нормами), повышенной температурой воздуха и сильными ветрами. Формирование засух на территории России связано с циркуляцией атмосферы, приводящей к установлению длительного периода антициклонической погоды [3].

Существуют три типа засух: атмосферная, почвенная и атмосферно-почвенная (общая). Атмосферно-почвенная засуха представляет наибольшую опасность для сельскохозяйственных культур. Основным признаком атмосферной засухи считают устойчивую антициклоническую погоду с длительными засушливыми периодами, высокой температурой и большой сухостью воздуха. Почвенная засуха возникает как следствие атмосферной засухи, когда при усиленном испарении запасы влаги в почве быстро уменьшаются и становятся недостаточными для нормального роста и развития растений [3].

Атмосферно-почвенная засуха — это сочетание условий, характеризующих атмосферную и почвенную засуху. По интенсивности и охвату территории они делятся на сильные, средние и слабые. По времени наступления засух выделены весенние, летние, осенние и зимние. Весенняя засуха характеризуется невысокой температурой и малой влажностью воздуха, малыми запасами продуктивной влаги в почве, сухими ветрами. Летняя засуха обычно отличается высокой температурой, горячими сухими ветрами (суховеями), вызывающими повышенное испарение воды из почвы и интенсивную транспирацию растений. Осенняя засуха характеризуется невысокой температурой воздуха и малыми запасами продуктивной влаги в корнеобитаемых горизонтах почвы. Зимняя засуха наступает в условиях снежного покрова при недостатке влаги в корнеобитаемых горизонтах почвы и при температуре воздуха выше 0 °С, когда возобновляется транспирация некоторых растений (в частности, озимых культур), усиливающаяся при солнечной и ветреной погоде. Считается, что почвенная засуха является следствием атмосферной. Зависимость возникновения почвенных засух разной интенсивности от атмосферных засух также разной интенсивности с учетом периодов вегетации растений исследована в работе. Программа агрометеорологического мониторинга на станциях наблюдательной сети Росгидромета включает измерения комплекса метеорологических показателей в сочетании с измерением параметров состояния почвы, роста и развития сельскохозяйственных культур, трав и древесной растительности. Эта работа выполняется в соответствии с Наставлением гидрометеорологическим станциям и постам, а также со специальными инструкциями [3].