Ничто так не говорит об осени, как ленивая поездка по сельской местности, когда солнце освещает верхушки деревьев оранжевыми, красными и желтыми цветами. Но прежде чем планировать день, когда вы будете наблюдать за листвой, рекомендуется проверить местные и региональные прогнозы погоды – и не только для прогнозов погоды в поездках. Погодные условия, такие как температура, осадки и количество солнечного света, фактически определяют, насколько яркими (или нет) будут цвета осени.
Пигмент для листьев
Листья имеют функциональное назначение для деревьев: они производят энергию для всего растения. Их широкая форма позволяет им улавливать солнечный свет. После поглощения солнечный свет взаимодействует с углекислым газом и водой внутри листа с образованием сахаров и кислорода в процессе, известном как фотосинтез. Молекула растения, ответственная за этот процесс, называется хлорофиллом. Хлорофилл придает листу фирменный зеленый цвет.
Но хлорофилл – не единственный пигмент, находящийся в листьях. Также присутствуют желтые и оранжевые пигменты (ксантофиллы и каротиноиды); они остаются скрытыми большую часть года, потому что их маскирует хлорофилл. Хлорофилл постоянно истощается под действием солнечного света и пополняется листьями в течение вегетационного периода. Другие пигменты становятся видимыми только тогда, когда уровень хлорофилла снижается.
Почему листья меняют цвет
Хотя ряд факторов (включая погода) влияют на яркость цвета листьев, только одно событие вызывает снижение содержания хлорофилла: более короткий световой день и более продолжительные ночные часы, связанные с изменением сезона с лета на осень.
Энергия растений зависит от света, но количество, которое они получают, меняется в зависимости от времени года. Начиная с летнего солнцестояния, продолжительность светового дня на Земле постепенно уменьшается, а количество ночных часов постепенно увеличивается. Эта тенденция продолжается до тех пор, пока 21 или 22 декабря каждого года не наступит самый короткий день и самая длинная ночь (зимнее солнцестояние).
По мере того, как ночи становятся все длиннее и прохладнее , клетки дерева начинают процесс запечатывания его листьев, готовясь к зиме. Зимой температура слишком низкая, солнечный свет слишком тусклый, вода слишком скудная и подвержена замерзанию, чтобы поддерживать рост. Между каждой веткой и каждым стеблем листа образуется пробковый барьер. Эта клеточная мембрана блокирует поступление питательных веществ в лист, что также мешает листу производить новый хлорофилл. Производство хлорофилла замедляется и в конечном итоге прекращается. Старый хлорофилл начинает разлагаться, и когда он полностью исчезает, зеленый цвет листа усиливается.
В отсутствие хлорофилла преобладают желтые и оранжевые оттенки листа. . Когда сахар застревает внутри листа из-за герметика дерева, образуются также красные и пурпурные (антоцианы) пигменты. Будь то разложение или замораживание, все эти пигменты в конечном итоге распадаются.. После этого остаются только коричневые танины (танины).
Влияние погоды
Согласно Национальному дендрарию США, вот как следующие погодные условия на каждой стадии вегетации листьев работают в пользу или в ущерб листве в сентябре, октябре и ноябре:
- Весной идеально подходит влажный вегетационный период. Условия засухи весной (начало вегетационного периода) могут привести к тому, что герметизирующий барьер между стволом листа и веткой дерева образуется раньше, чем обычно. Это, в свою очередь, может привести к преждевременному «закрытию» листьев: они опадают до того, как успеют развить осеннюю окраску.
- С лета до начала желательны осень, солнечные дни и прохладные ночи. Хотя достаточная влажность хороша в начале вегетационного периода, она помогает приглушить цвета в начале осени. Прохладные температуры и обильный солнечный свет вызывают более быстрое разрушение хлорофилла (напомним, что хлорофилл разрушается под воздействием света), что позволяет быстрее выявить желтые и оранжевые цвета, а также способствует образованию большего количества антоцианов. Лучше всего прохладно, но слишком холодно. Низкие температуры и морозы могут убить тонкие и хрупкие листья.
- Осенью в тихие дни больше возможностей для просмотра. Когда наступает осенний сезон, листьям нужно время, чтобы накопившийся хлорофилл полностью исчез и их спящие пигменты полностью взяли верх. Порывистый ветер и проливные дожди могут привести к опаданию листьев до того, как они достигнут своего полного цветового потенциала.
Условия, которые создают эффектные осенние цветные изображения – влажный вегетационный период, за которым следует сухая осень с теплыми солнечными днями и прохладными (но не морозными) ночами.