Задание 6. Лес и ветер

Воздушный поток, встречая на своем пути лес, изменяет свою скорость и направление. Перед лесом образуется область повышенного давления, за лесом – область пониженного давления; усиливается турбулентность потока. Уменьшение скорости ветра перед лесом, в лесу и за лесом зависит от густоты древостоя, его строения м слагающих пород.

Торможение скорости ветра перед лесом начинается на расстоянии 10 высот древостоя. Скорость ветра в лесу уменьшается в 7 раз, составляя 0,14 от скорости ветра на открытом месте. В насаждениях сложной формы и смешанных, менее проницаемых для ветра, скорость ветра в лесу снижается сильнее, до 0,05. За лесом уменьшенная скорость сохраняется до 20-25 высот древостоя.

Как бы ни было далеко от опушки в лесу абсолютного штиля не бывает. Турбулентные потоки воздуха, проносящиеся над кронами, врываются сверху внутрь леса. Причем чем больше скорость ветра, тем больше турбулентность и скорость ветра под пологом.

Знание распределения скоростей ветра в лесу по горизонтали и вертикали нужно для выяснения законов развития лесных пожаров, а также для правильного проектирования системы полезащитных полос и защитных полос вдоль дорог.

Занятие 13. По данным таблицы 18 вычертите графики изменения скорости ветра перед опушкой и в глубине двух сосновых древостоев, полнота каждого – 0,5, высота – 20 м, один из них не имеет второго яруса и подлеска, а второй имеет

Масштаб: по горизонтали 1 см = 25 м

по вертикали 1 см = 1 м/сек

Таблица 18 – Скорость ветра в зависимости от расстояния от опушки

Расстояние, м	Скорость ветра, м/сек
	древостой без 2-го яруса и подлеска	древостой со 2-м ярусом и подлеска
Перед опушкой
– 275	7,3	7,3
– 250	7,3	7,3
– 225	7,3	5,8
– 125	7,3	4,8
– 75	7,3	4,5
– 25	7,3	4,0
	7,0	3,8
В глубине леса
+25	6,9	3,4
+50	6,3	3,0
+75	5,5	2,6
+100	3,4	2,2
+125	2,0	1,8
+150	1,5	1,4
+175	1,4	1,4
+200	1,4	1,4

Проедите анализ графиков и укажите причину разной скорости ветра перед опушкой и в глубине древостоя.

Занятие 14. Вычертите и объясните график изменения содержания СО₂ в течение суток в вегетационной период по следующим данным (табл. 19):

Таблица 19

Часы

Количество СО2 в % от кол-ва его в 6 часов

Масштаб: 1 см = 1 час, 1 см = 10%

Вычертите и объясните график распределения количества СО₂ в воздухе букового древостоя в зависимости от высоты над почвой по следующим данным (табл. 20)

Таблица 20

Высота, м	0,1	0,2	5,0	15,0	20,0	24,0	27,0	32,0
Содержание СО2, %	0,055	0,047	0,039	0,038	0,038	0,036	0,033	0,034

Масштаб: 1 см = 2 м, 1 см = 0,01%

Ответьте на вопросы:

1. Как изменяется содержание СО₂ в зависимости от времени суток?

2. Влияет ли повышенное содержание углекислого газа в нижнем слое воздуха на жизнеспособность подроста?

Занятие 15. Вычислите скорости ветра внутри леса в 250 м от опушки на различных высотах (от 0,2-25,0 м) в чистых сосновых древостоях высотой 17-20 м и полнотой 0,6-1,0 по следующей формуле:

где V_ветра - скорость ветра в древостое, по высотам над поверхностью почвы, м/сек;

h - высота от уровня почвы, м;

V₀ - скорость ветра на открытом пространстве вдали от леса на высоте 10 м над землей, м/сек.

Результаты вычисления расположить в две строки или в два столбца:

0,2 1,0 2,0 4,0 8,0 10,0 14,0 16,0 20,0 25,0

Варианты задания взять из табл. 21.

По результатам вычислений вычертите график изменения скорости ветра в зависимости от высоты. Скорости ветра нанесите по оси абсцисс в масштабе 1-2 м/сек в 1 см, в зависимости от варианта задания, высоты отложить по оси ординат в масштабе 1 см = 2,0 м.

Дайте объяснение, почему скорость ветра в лесу меньше скорости ветра на открытом месте.

Таблица 21 – Исходные скорости ветра по вариантам