2.1.1.3 Влияние конструкции лесных полос на скорость ветра
Цель работы: ознакомиться с основными типами конструкций лесных полос и их влиянием на ветровой режим.
Влияние лесных полос на сельскохозяйственные угодья в первую очередь проявляется в их воздействии на скорость ветра у поверхности земли. Лесные полосы снижают скорость и изменяют структуру воздушного потока. Высота (Н) и конструкция лесных полос определяет образование «ветровой тени» перед полосой и за ней. Средняя высота ветровой тени в 2,5 раза превышает высоту лесополосы и составляет от 1 до 5Н. Длина ее с наветренной стороны равняется (5-15) Н, с заветренной — (30-60)Н. Ветровой поток, встречая лесную полосу, разрушается. Часть его переваливает через полосу, другая часть проходит сквозь просветы в лесополосе, образуя при выходе из нее систему мелких вихрей, которые отбрасывают вперед массу воздуха, перевалившего через лесополосу.
Лесополосы различных конструкций по-разному воздействуют на ветровой поток. Лесополоса непродуваемой конструкции оказывает наибольшее сопротивление ветру. С ее наветренной стороны создается своеобразная воздушная подушка, где скорость ветра минимальна (снижается на 75 %). Дальность защитного действия полосы с наветренной стороны равна примерно 5Н. Внутри полосы скорость ветра снижается в 10 раз. С заветренной стороны образуется область максимального затишья шириной от 1 до 5Н. С удалением от лесополосы скорость ветра быстро возрастает, на расстоянии (35-40)Н она достигает скорости ветра открытого ландшафта.
Лесополоса ажурной конструкции действует на ветровой поток по принципу аэродинамической решетки. Часть воздушного потока просачивается через просветы в полосе, другая часть огибает лесополосу сверху. Зона завихрения за ажурной лесополосой имеет большую ширину, чем за плотной полосой. Скорость ветра за ней снижается на 50-55 % на расстоянии, равном (3-5)Н. Ширина ветровой тени составляет (40-50)Н. Перед полосой снижение скорости ветра наблюдается на расстоянии (5-7)Н.
В лесополосах продуваемой конструкции у наветренной опушки в результате напора воздушных масс скорость ветра даже повышается по сравнению со скоростью ветра в открытой степи. Часть ветрового потока, почти не ослабляясь, проходит через крупные просветы между стволами, а часть переваливает через лесополосы. Спускающиеся вниз вихри отбрасываются воздушными потоками, проходящими через нижнюю часть продуваемой полосы с большей силой, чем у полос ажурной конструкции. Так, дальность действия полос этой конструкции составляет (50-60) Н. Скорость ветра за полосой снижается на 50-55 % (рисунок 9).
Рисунок 9 – Влияние конструкции полезащитных лесных полос на распределение
ветрового потока (по Михину В.И., ВГЛТА)
Продольные полезащитные лесные полосы размещают поперек направления господствующих неблагоприятных ветров. Отклонение допустимо до 30°. Для защиты полей от ветра других румбов, помимо основных полос, через 1-2 км устраивают поперечные полосы.
Уменьшение скорости ветра особенно сильно проявляется при наличии системы лесополос. В этом случае уменьшение скорости ветра будет складываться из воздействия всех лесополос, так как ветровой поток, обтекая каждую из них, теряет часть кинетической энергии. Если расстояние между лесополосами меньше 30-кратной высоты полосы, скорость ветра при подходе к каждой из полос не успевает восстановиться и в итоге снижается еще сильнее, чем под влиянием единичных или далеко расположенных друг от друга полос.