Перемещение холодного воздуха

Крутизна склона определяет количество впитываемых почвой дождевых вод и стабильность грунта, тем не менее в отношении микроклимата более важным оказывается ее влияние на перемещение масс холодного воздуха. Холодный воздух тяжелее, чем теплый, и поэтому он стремится спускаться вниз с выпуклых возвышенностей в вогнутые лощины. Там он накапливается, вследствие чего увеличивается вероятность заморозков. Вершины гор и холмов тоже подвержены заморозкам, так как холодный воздух собирается там на плоских участках. Наиболее теплые места обычно находятся посередине, в среднем выше 20-ти метровой отметки от подножия склона. Благодаря тому что микроклимат в таких местах более теплый, чем в долинах и на вершине, их часто называют термическими поясами (рис. 2.3). В прежнее время их часто использовали для размещения домов, деревень и виноградников во Франции и Германии.

Тем не менее такой упрощенный метод определения холодных мест пригоден только в том случае, если мы имеем дело с простым ландшафтом. Реальные условия, когда присутствует сложный растительный покров и сложные топографические элементы, требуют более внимательного наблюдения и планирования. Холодный воздух течет скорее как мед, чем как вода, и поэтому перемещается медленно над неподвижными объектами и задерживается препятствиями (постройки, деревья, возвышенности). К примеру, холодный воздух, который движется вниз, в лощину, может быть остановлен стоящим на его пути лесом. В этом случае воздух поднимется вверх над лесом, вместо того чтобы идти дальше вниз. Для того чтобы холодный воздух мог продолжить свое перемещение по склону, в лесу должны быть оставлены незасаженные участки (рис. 2.4), если, конечно, этот лес не защищает находящиеся непосредственно за ним строения или посадки.

Очень часто, различные сужения ландшафта на склоне или возле лощин могут служить причиной возникновения заморозков в любое время года (в холодном и умеренном климате). Дома, расположенные выше таких мест, будут постоянно холод ными, хотя возможно, что в 20 метрах оттуда есть место, идеально подходящее для размещения жилища. Даже в субтропиках те лощины, которые расположены ниже обширных и пустых плато, могут пострадать от заморозков, что обычно наблюдается после безоблачной ночи.

Рисунок 2.3 “Теплый пояс”, расположенный в долине между слоями холодного воздуха, является оптимальным местом для размещения садов, огородов и жилых построек.

Рисунок 2.4 Перемещение холодного воздуха вниз по склону. Специальные растительные посадки помогают отклонять потоки холодного воздуха и препятствуют возможности возникновения заморозков

Ветер

Любой участок подвергается воздействию ветров, характер которых является общим для всего региона, при этом иногда существует возможность катастрофического воздействия, например, ураганов. Тем не менее при планировании обязательно надо учитывать господствующие направления ветров в конкретной местности. Топография здесь играет значительную роль - в холмистой или горной местности ветер может приходить с противоположной стороны, благодаря специфической форме долины.

Причиной возникновения ветров, перемещающихся по склонам, является быстрое нагревание и остывание земли в безоблачные дни и ночи. Более прохладный воздух, будучи тяжелее, перемещается вниз. В больших долинах местные ветра следуют суточному циклу (вверх по склону днем и вниз ночью).

Скорость ветра увеличивается с наветренной стороны возвышенностей и уменьшается с подветренной (о какой-либо более или менее существенной защите подветренной стороны можно говорить, если скорость ветра составляет по крайней мере 5 метров в секунду при крутизне склона 5 градусов или больше). Скорость ветра увеличивается, когда он движется вверх по склону, и уменьшается, когда ветер движется вниз (рис. 2.5а и 2.5б). Скорость ветра также увеличивается при прохождении потока воздуха через сужения ландшафта (растительность или топографические особенности), это явление называют “эффектом Вентури” (рис. 2.5в).

Возле озер и моря ветра играют важную роль в формировании микроклимата. Вследствие существенной разницы в температурах между большими массами воды и земной поверхностью, направление движения масс воздуха имеет циклический характер. В дневное время теплый воздух поднимается над сушей, позволяя холодному воздуху приходить со стороны моря.

Рисунок 2.5 Динамика перемещения масс воздуха при движении вверх и вниз по склону (рис. А, B). Различные сужения ландшафта, в том числе продиктованные наличием растительности, вызывают увеличение скорости ветра (рис. C)

Ночью, когда почва остывает, этот процесс протекает в противоположном направлении (рис. 2.6). В тропиках и субтропиках такие ветра наблюдаются в течение всего года, тогда как в регионах с умеренным климатом они имеют сезонный характер и обычно дуют летом. Дома, в особенности в тропиках, можно строить таким образом, чтобы использовать эти ветра для естественной вентиляции. И наоборот, там, где присутствует холодный климат, надо устраивать ветроломы, для того чтобы отклонять холодные ветра от дома и огорода.

Определить, с какой стороны обычно приходит ветер, можно, осмотрев деревья и кусты на участке. Если они согнуты в каком-либо определенном направлении, то это указывает на наличие превалирующего направления ветра. На берегу моря практически все деревья растут под наклоном к земле вследствие сильных ветров и соли, которые приходят со стороны моря. Если на участке еще нет растительности, то в землю в разных местах можно воткнуть шесты (1, 5 - 1, 8 метра высотой) и привязать к ним куски материи или пластиковые ленты. Наблюдая за этими нехитрыми приспособлениями, можно определить, в каком направлении и как часто обычно дует ветер в этой местности. Такой метод, конечно, означает, что наблюдение надо вести круглогодично, поэтому все же намного лучше изучать местную растительность.

Информация, касающаяся того, как контролировать ветер, используя деревья, дана в следующей части.

Рисунок 2.7 Влияние высоты над уровнем моря на характер растительности. Размещение посадок на большей высоте позволяет выращивать в тропическом климате виды характерные для умеренных поясов

Высота также является важным фактором, влияющим на микроклимат. Температура понижается с увеличением высоты над уровнем моря: каждые 100 метров эквивалентны 1 градусу широты; так, в экваториальном поясе, климат на высоте 1000 метров над уровнем моря эквивалентен климату, который находится в 10 градусах широты в сторону от экватора. Это означает, что в субтропическом или тропическом горном регионе можно выращивать самые разнообразные культуры. Типичная последовательность культивируемых растений в тропиках от побережья до гор обычно следующая: кокосовый орех, затем сахарный тростник, бананы, чай и ананасы (рис. 2.7). Каждая следующая культура находится в более прохладных условиях, нежели предыдущая.

ВОДЯНЫЕ МАССЫ

Большие массы воды, такие, как море или значительные по размеру озера, нагреваются и остывают медленно, что существенным образом влияет на температуру воздуха в прилегающей местности. В умеренном климате заморозки редко бывают проблемой, если речь идет о морском побережье, тогда как в 20 километрах от моря заморозков можно ожидать в любое время на протяжении всей зимы.

Вода также влияет на температуру воздуха за счет испарения. Когда этот процесс происходит, из окружающего воздуха изымается энергия и падение температуры происходит параллельно с увеличением влажности. Даже маленькие озера и пруды могут оказывать ощутимое влияние на микроклимат, особенно в засушливых регионах. В странах средиземноморья, к примеру, во дворах домов всегда традиционно сооружаются фонтаны, освежающие воздух в жаркое время.

При планировке участка надо также принять во внимание тот факт, что вода отражает солнечную световую энергию. Несмотря на то что рассеянный свет, отражаемый водой, не распространяется на большое расстояние, в случае прямого отражения в зимнее время (когда солнце стоит низко над горизонтом) свет может проделывать довольно большой путь. В долине Мэйн (Германия) отраженный от воды солнечный свет используется для того, чтобы ускорить созревание винограда, растущего на прилегающем к реке склоне. Следовательно, обращенные к солнцу берега рек или возвышенности, находящиеся за водоемами, можно рассматривать как места наиболее благоприятные для размещения нежных видов, требующих большего количества тепла и света. Дома, расположенные на таких берегах или на земляных насыпях возле водоемов, получают дополнительное количество солнечной энергии (рис. 2.8).

СООРУЖЕНИЯ

Сооружения типа шпалер, насыпей, теплиц, оград и стен могут оказывать второстепенное воздействие на микроклимат, за счет изменения скорости ветра и температуры воздуха.

Теплица является наиболее эффективным сооружением для создания специального микроклимата в прохладных регионах, что позволяет выращивать практически любые растения. Теплицы, пристроенные к дому, осуществляют его обогрев зимой (существенная экономия горючего в дневное время).

Земляные насыпи могут влиять на микроклимат несколькими способами (рис. 2.9). Они могут выполнять следующие функции:

 Защита от солнца с западной стороны в вечернее время (затенение дома и огорода).

 Защита от ветра или придание ему нужного направления.

 Теплоизоляция (земля сохраняет тепло и остывает постепенно).

 Создание эффекта уединенности и загораживание нежелательного вида.

 Уменьшение шума от дорожного движения (иногда до 80%).

Увеличение жизненного пространства для растений в вертикальном направлении.

Рисунок 2.8 Водоем исполняющий роль отражателя зимнего солнца, позволяет существенным образом увеличить количество солнечной энергии, которую получает в вечернее и утреннее время береговая растительность и расположенные вблизи от воды теплицы (на освещаемых солнцем берегах созревание наступает значительно раньше).

Обращенные к солнцу стены также являются важным элементом при формировании специального микроклимата. Также как и обращенная к солнцу опушка леса, стена обеспечивает защиту от ветра и может быть использована для отражения зимнего солнца. Стены, выложенные из темного камня, поглощают тепло и отдают его в ночное время, уменьшая возможный ущерб, который могут причинить заморозки. Растения, помещенные перед такими стенами, дадут максимальный прирост. Стены, выкрашенные в белый цвет, отражают свет (и таким образом уменьшают поглощение тепла). Растения, помещенные перед такими стенами, будут созревать намного быстрее. В Германии эксперименты с томатами и персиками, помещенными перед черными и белыми стенами, показали, что более быстрый рост наблюдается в случае с черными стенами, тогда как продуктивность, благодаря более быстрому созреванию, увеличивается, если растения находятся перед белой стеной.

Шпалеры*, благодаря своей простой конструкции и тому, что для их устройства не требуется много времени, очень эффективны для обеспечения защиты от ветра в кратчайшие сроки, для разделения пространства на огороде и вокруг дома, для создания микроклимата (затенение и обогрев), а также в качестве временного укрытия для молодых деревьев, чтобы защитить их от солнца.

Небольшие ширмы вокруг отдельных деревьев и растений создают микроклимат, при котором на защищенном участке больше влаги, меньше ветра и периодически больше тепла. В мире для защиты деревьев от ветра используются самые разнообразные приспособления. Это могут быть старые шины, тюки соломы, использованные мешки из-под удобрений, 200-литровые металлические бочки и так далее (рис. 2.10). На огороде, для того чтобы защитить растения ранней весной, можно использовать маленькие переносные теплицы и перевернутые пластиковые бутылки.

Рисунок 2.9 Земляные насыпи и углубления оказывают влияние на микроклимат.

Рисунок 2.10 Защита отдельных саженцев деревьев в неблагоприятных климатических условиях

ПОЧВА

Почва не оказывает значительного влияния на микроклимат за счет того, что она проводит небольшое количество тепла и отражает небольшое количество света, а также благодаря различному содержанию воды и воздуха.

Так как мульча проводит очень незначительное количество тепла в землю, то весной ее лучше удалять с тех мест, где есть растения, для того чтобы почва могла прогреться.

Мульча легко абсорбирует влагу, а затем медленно отдает ее почве, что является благоприятным фактором во время жарких или ветреных периодов.

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ

Растительность оказывает существенное влияние на микроклимат. Именно размещение и использование растений (лес, роща, ветролом, кусты и вьющиеся растения) является тем фактором, который главным образом формирует микроклимат на участке.

Растительность может влиять на температуру на конкретном участке за счет следующих факторов:

- испарение влаги;

- конвективная теплопередача;

- тень;

- защита от ветра;

- теплоизоляция;