Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Снежные лавины (прогноз и защита) [сб. ст

.].pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
6.69 Mб
Скачать

зависимость величины прироста годичных колец деревьев от тем­ пературы и осадков одновременно. Предлагаемая модель основана на утверждении о том, что деревья растут наиболее быстро в оп­ тимальных для них климатических условиях. Б рассматриваемом случае под оптимальными условиями подразумевается некоторый

интервал температур (. t

( , t 2

) ,

причем

t (

^ t 0

и некоторый интервал осадков

(

jc , jo ) , причем

 

Соответственно

t Q и р

равны тем среднеиюньским

показателям

температуры и осадков,

которые

ограничивают снизу

оптимальные

диапазоны этих

климатических характеристик. Будем считать,

что в указанных интервалах температур и осадков модель линей­

на, т .е . прирост

годичных колец деревьев прямо пропорционален

и температуре, и

количеству осадков. Рассмотрим три возмож­

ных случая указанных климатических параметров и запишем форму­ лы, выражающие зависимость скорости прироста годичных колец

деревьев

от

этих

параметров.

 

 

 

 

 

 

 

I .

t

>

t Q

;

 

jo

> р о

Скорость

прироста колец обозна­

чим через

 

 

 

. Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

i i = [ a ( t - t 0) + 6 ( p - p o ) + А о + B0] A c (a . - \ ) i ;

Здесь

a , Ь , А

,

В 0

-

con st

,

численные значения

которых определялись

 

по

фактическим данным,

взятым из статьи

Розовика и д р .Ц Э Т и ,

и оказались

следующими: a = 0,1;

 

Ь =0,06;

AQ= 1 ,о ;

BQ =0,1 (рис.

1

Некоторые сложности

возникли при подборе

 

констант

t 0 и р 0

 

. В

статье

Попов В.П.

/Повышение урожайности садов и ликвидация

периодичности,хОЗУ/

говорится, что интервал оптимальных температур для роста де­

ревьев 8-10

.Для

условии севера

таежной

зоны в нашем случае

.наилучшие результаты

 

получаются при температуре, равной П °С .-

Значения

р о

подбиралось эмпирически,

для расчетов

использо­

валась величина

 

 

.равная 50 мм, что несколько меньше

средней

нормы июньских осадков

(см . рис.

 

) . Представляется,

что числовые

значения

t

о и

р о

 

зависят

не

только от вида

 

 

 

 

 

 

 

о

1 о

 

 

 

 

 

 

дерева, по и от природных условии района его произрастания;

определение

видовых

и региональных

значений

t о и jOo

представ­

ляет особую задачу, заслуживающую самостоятельного рассмотре­

ния.

a

 

 

 

Произведение Д С ( Л ..-

)

учитывает все про­

чие,

кроме температуры и увлажненности,

условия спады произ-

100

раотания дерева. Ввиду отсутствия каких-либо количественных данных здеоь и в дальнейшем это произведение принималось равным единице.

о ; Р >ро ;

(2)

,п о - ,этот

член становится равным нулю. Выражение (2J показывает, что при температуре нике оптимальной нараотание годичных колец хотя и существует, однако замедляется по сравнению с рассмот­ ренным случаем I .

3 . jO < р о. t -любое;

■ $ =

<з)

В выражении (3 ), результаты расчетов по

которому наиоолее

тесно совпадают с фактическими данными, выпадает член & ( Р - р0 это означает, что при уменьшении количества июньских осадков ниже критической величины р Q прирост колец ослаоляется не­ зависимо от температурных условий. Таким образом, выясняется, что для нарастания годичных колец елей и сосен в Хибинах параметр увлажненности более важен, чем температуры.

Кривая величины прироста годичных колец, полученная пу­ тем расчетов по формулам ( I ) , (2 ) , (3) с использованием фак­ тических данных о температуре и осадках, изображена на рис.2а, рис.2б рядом с фактической кривой. Как видно, расчетная кривая очень близка к фактической.Эти кривые не совпадают, хотя и остаются подобными, лишь в интервале I9I0 -I925 г г . Возможными причинами несовпадения могут быть:

1) некоторое различие в ходе климатических показателей в Архангельске и Хибинах; в первую очередь, ю г различаться ход величин осадков ( в статье Возовика и д р .,1971, показано,

что ход среднеиюньских температур в Архангельске и Кировске подобен, а ход величин осадков несколько различен);

2)влияние неучтенных факторов среды на величину при­

роста , что могло фыть выражено через отличное от единицы

значение члена

для интервала I9I0 -I925 г г .

101

■**-1159

г

РисЛ . Среднеиюяьские температуры (а ) и суммы осадков июня (б ) по сг.Архангельск.

Рис.2. Темп прироста ширины древесных колец:

а) (|акгическая кривая, б) кривая, полученная в резуль­ тате расчетов по формулам ( I ) , (2 ) , (3 ) .

102

Однако независимо от указанного несовпадения фактической и расчетной кривых полученные результаты свидетельствуют, что величина прироста годичных колец елей и сосен в Хибинах опре­ деляется как температурой, так и увлажнением, причем оба этих фактора действуют совместно и непосредственно, без какого-ли­ бо сдвига во времени.Далее , полученные результаты свидетель­ ствуют о том, что использованный метод оказывается более объек­ тивным, чем обычно применяемый метод визуального сопоставления кривых хода климатических показателей с кривыми величины при­ роста годичных колец.

Очевидно, что изложенный метод позволяет получать любую из трех величин (.прироста, температуры,осадков) по известным двум другим величинам, что может оказаться полезным при реше­ нии различных научных задач, в том числе связанных с изучением развития во времени снежных лавин и других стихийно-разруши­ тельных процессов в горах.

Здесь описано первое применение изложенного метода. В

дальнейшем он может быть усовершенствован в направлении более строгого подбора численных значений величин, входящих в рас­

четные формулы: значения

t и р

следует

определить по

экологическим сведениям,

величины прироста а

следует сопо­

ставлять с климатическими показателями, полученными в той же географической точке. Заслуживает также доработки вопрос о том,

какой именно интервал лета является определяющим для величины

годового прироста

годичных колец деревьев.

 

 

 

Литература

 

В о з о в и к

Ю.

И. , Л у к ь я н о в а Л.

М. , М я г к о в

С. М. Вариации прироста годичных колец

деревьев в

Хибинах и их связь с климатом. Сб. "Фитоиндикационные методы в гляциологии". Изд-во МГУ, 1971, ротапринт.

Повышение урожайнооти садов и ликвидация периодичности пло­ доношения. Сборник статей. Москва,1937.

103

Ю.Ф. Книжников, Е. С .Трошкина

ОПЫТЫ ПО СТЕРЕОФОТОГРАММЕТРИЧЕСДОЙ МАКРОСЪЕМКЕ КРИСТАЛЛОВ

СНЕГА

Структура снега под влиянием внешних условий изменя­

ется довольно быотро, поэтому остро вотает

вопрос

о разработ­

ке точных методов,отвечающих требованиям

количественных оце­

нок процесса его метаморфизма. Фотодокументация и

количест­

венные характеристики структуры снега позволяют перейти от об­ щей классификации к объективной фиксации его состояния и оцределению миграции вещества внутри снежной толщи.

В гляциологической литературе цри описаниях стратшрафии снежной толщи опубликованы фотографии отдельных кристаллов

снега, но, к оожалению, по ним нельзя

цроизводить

объемных

измерений. По нашему мнению, весьма перспективно

применение

стереофотограмметрического метода для

количественных исследо­

ваний структуры снега.Проведенные нами опыты носили поисковый характер, поскольку эти работы ставились впервые. Поэтому цриш-

лось начать с разработки методики, подбора фотоматериалов,ап­ паратуры для съемки и обработки снимков и т.д.Были испытаны раз­ личные типы пленок, подобраны соответствующие условия освещен­ ности и проявления с целью получения высококачественных с т е -- реоскопических сндмков кристаллов льда и снега.

Задачу изучения геометрии кристалла льда стереофотограмметрическим методом целесообразно разделить на две части -

фотографическую и собственно стереофотограмметрическую. Фотогра­ фическая заключается в получении высококачественного фотографи­ ческого изображения кристаллов льда, пригодного для стереоско­ пических наблюдений и измерений, собственно стереофотограм-

метрическая (измерительная; - в определении количественных характеристик путем измерения модели вриоталла о помощью ст е -

реофотограмметричеоких цриборов.

104

Для решения стереофотограмметрической части задачи можно предложить несколько технологических схем.

Опыты проводились в холодной лаборатории снега и льда,

а также на опытной площадке, расположенной на Ленинских го­ рах. В течение зимнего сезона 1968/69гг. из снежной толщи брались образцы и производилась микросъемка. Мы пользова­ лись методикой, при которой применяется простейшая съе­ мочная и обрабатывающая аппаратура. (Рис. I ) .

Общая схема решения задачи

Примененная методика изучения роста кристалла льда стереофотограмметрически состоит в следующем.Кристалл (или

несколько )

льда помещается в специальную кювету.Периоди­

ческая съемка

осуществляется малоформатным фотоаппаратом

типа "Зенит" с переходными кольцами, с увеличением в несколь­ ко раз. .-шпарат крепится на стойке от микроскопа. Для полу­ чения стереопары кювета с кристаллом перемещается црепаратоьодителем на величину базиса съемки. В перерыве между съемка­ ми кювета с кристаллом находится в толще снега.Стереофотограмметрическая обработка заключается в измерении разности гори­ зонтальных параллаксов по фиксированным прямым, перпендикуляр­ ным оси 11 снимка.Затем вычисляют данные для построения профи­ лей кристалла льда. По различиям идентичных прогоилей,получен­ ных по разновременным стереопарам, судят об изменениях раз­ меров и формы кристалла. Таким образом, с фотограмметриче­ ской точки зрения задача сводится к определению превышений между' отдельными точками кристалла.

Рабочая Формула способа. Для определения превышении между двумя точками кристалла воспользуемся известной в аэро­

съемке

зависимостью

 

 

 

К * Д р

7

Ц )

L

- искомое превышение;

J &

p j - р 2

где д

д р равно

- соответствующая

превышению разность горизонтальных параллак­

сов ,

Н( и Н

высоты фотографирования

относительно

1-й

и й-й

точек, В

-базис фотографирования,

| -фокусное

рас­

стояние фотоаппарата. Эта зависимость может быть получена из рис о й.

как видно из формулы ( I ) , длн вычисления искомого пре­ вышении кроме разности горизонтальных параллаксов необходимо

106

Р ис.2. а) Схема получения левого и правого снимков стереопары кристалла.

б) Совмещенные снимки стереопары (к рабочей формуле)

107

знать также величины Н( , , Б и £ .Непосредствен­ ное определение этих величин достаточно сложно .поэтому мы воспользуемся косвенным путем.

Представим раоочую формулу для текущей точки I в виде

 

 

 

К . - АР.

С.

( 2 )

 

 

 

I

г i

L

 

где

С _ М

1

с Ы _

.

 

 

 

1

Ч *

 

С • Сфотографируем одновре­

Для определения

коэффициента

менно

с кристаллом" льда предмет известной высоты К

.Тог­

да , измерив соответствующую разность горизонтальных параллак­

сов А р 0 .определим коэфрицшэнт t П |

Поскольку

к .£

 

о

* р 0

 

н.. .

, то коэффи­

 

--------------------------------значительно меньше

циент будем считать

постоянным для различных точек отереопары,

т .е . можно принять

 

CQ

 

 

 

 

 

Достижимая точность результатов измерений.

Из формулы

(,&,) следует, что ошибка в определении превышения зависит

от

точности определения разности горизонтальных параллаксов

д р ^

и коэффициента

Л

, т .е .

 

 

 

 

 

т ,2 = С , 2п ;2+ д р . 2 т 2

 

 

 

но

I

А р 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

с % др

m д р

с

 

 

 

 

поэтому

 

г 0

 

 

 

 

 

 

» с

2

2

 

 

 

 

 

 

m

 

 

— V m

 

 

. m _ + д

 

 

 

Или, положив для упрощения

 

 

л р Чо

4Pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Др£5?Дро

И

m

s

m

 

 

 

 

 

 

 

 

APl

ЛР,

 

 

получим приближенную формулу для предвычисления ошибок

 

определения превышении

 

 

 

 

 

 

 

 

" Ч 4

*

^

C t m APi

*

 

 

 

Предположим, что с

учетом ошибок визирования и иска­

 

жении мы можем определить разность горизонтальных параллак­

сов с точностью m

др.

= + 0,02 мм.

 

-

108

Тогда ожидаемая точность построения профилен кристалла льда для различных значений коэффициента С характеризуется следующими ошибками определения превышении.

мм

0,03

0,06

0,14

0,^0

0

.28

С

I

2

5

7

10

 

Кал следует из данных , желательно иметь наименьшее значение

коэффициента С

• Однако, учитывая характер поверхности

крис­

талла, вряд ли целесообразно

выполнять измерения точнее

0,1 мы,

т .е . коэффициент

С

может

быть равен 5.

 

 

 

 

Техника съемки

 

 

'Фотопленка и освещение.

При макросъемке возникают

про­

тиворечивые требования к чувствительности пленки,

относитель­

ному отверстию и глубине резкости.О самом деле,для

обеспече­

ния необходимой глубины резкости следует уменьшать относитель­ ное отверстие объектива, но для этого требуется увеличить вы­ держку и чувствительность фотоматериала. Продолжительная выдерж­ ка (.несколько минут) нежелательна, так как во время экспозиции кристаллы льда могут изменить свою форму, высокочувствительные фотопленки также мало подходят для съемки, поскольку с увели­ чением чувствительности расто:т зернистость фотоизображения. Наиболее приемлемы - это импульсная лампа-вспышка и панхрома­ тическая негативная фотопленка типа "Микрат".

Для получения изображения кристаллов льда при диафрагме d. -16 отражатель лампы-вспышки лучше' поместить в нескольких сантиметрах от фотографируемого объекта. При этой диафрагме (номинальной; и увеличении I х , 5 глубина резко изображаемого пространства составляет 5-4 ыг.;, что вполне достаточно при съемке отдельных кристаллов.

Для получения качественных фотоснимков следует различать съемку а) отдельных кристаллов и б ; кристаллов в массе.

Стереосъемка отдельных кристаллов - наиболее простой слу­

чай, поэтому получение

качественных

стереопар с помощью из­

ложенной выше методики

не вызывает

особых затруднений. Не­

сколько худшие, но приемлемые,

стереопары получены для массы

"крупных"

(л.-о мм) кристаллов»

Неудовлетворительные резуль­

т а т дела

- стереосъемка "мелких"

кристаллов (0 ,5 - I мм}.

109

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ