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风障地小气候

来源:网络整理 编辑:瓜果网 时间:2019-08-12

  晴天昼间,障内地面显热和潜热交换减少,障内贴地层气温明显高于障外,可提高1一2℃,由于乱流减弱的结果,温度垂直梯度加大。夜间,障内乱流更弱,障内逆温较强,近地面气温常比障外低。障内气温日较差加大。障内外温差随高度增加而减小,至0.5米以上已不明显。障内地温高于障外;以冬季寒潮侵入时更为显著。障内冻土深度和持续时间也随之减小。东西走向的风障,背阴面由于遮荫和迎风,温度降低。用塑料防风网也可提高温度。风障的温度效应在阴天时变小。

  农田中设置风障后,在受风障保护的地段所形成的保护地小气候。由于风障对气流的阻挡和破坏,以及对太阳辐射的吸收、反射和遮蔽,使风障前后的动量交换、辐射平衡、热量平衡有所改变,形成下风侧障内区域的风速与乱流较障外减弱、温度增高、蒸散减小等小气候特征。

  湿度

  定义

  南北走向的风障对净辐射影响不大。东西走向风障其北侧受风障遮蔽影响,使到达地面上的太阳直接辐射和漫射辐射显著地减少:当白天太阳直接辐射愈强,太阳辐射与障壁的角度愈大,风障愈高且表面反射率愈大时,障面的反射作用使障内太阳总辐射量增加。在有云、清晨及傍晚,漫射太阳辐射在总辐射中所占比重大时,由于风障遮蔽,到达风障保护地上的总辐射有所减少。风障与地面交角小于90°时,夜间还可以减少障内地面的有效辐射。

  详解

  风障高度为H时,由障前5H到障后30H距离内风速都有削弱,最低风速出现在风障下风侧3一5H位置,如以风速减半为有效防风距离,则多数达下风侧10H左右。若风障的阻力不随风速变化,则削风效果并不随风速而变化。实际上,在有风时,多因障体被风摇曳而使阻力变小,所以风力加强,削风效果有减小的倾向。风向与风障走向成直角时防风效果最大,与风障交角减小到60°一65°时影响尚不明显,交角减为11°时,防风效果减半。风障愈长,防风效果愈稳定。风障多层排列时,因上风向第一列风障使风产生乱流,影响了第二列以后风障的阻力和扩散系数,使第二列风障的防风效果比第一列小。贴地气层乱流交换系数障内小于障外,所以乱流热交换和水汽交换因而减少。风障愈密闭,障内乱流交换加强。风速的减弱,还可以防风、防沙,增加积雪和融雪,改善田间土壤水分状况。

  风障地小气候是农田中设置风障后,在受风障保护的地段所形成的保护地小气候。由于风障对气流的阻挡和破坏,以及对太阳辐射的吸收、反射和遮蔽,使风障前后的动量交换、辐射平衡、热量平衡有所改变,形成下风侧障内区

  因气流遇到风障受阻,将使流向改变,风速减弱。在风障前形成的小涡旋产生反方向的动量扩散,互相摩擦抵消,使近地面气层中乱流交换系数减小。在下风侧随着距离增加,从上空自由风速处通过垂直乱流动量交换,使近地气层不断获得动量,又逐渐恢复原风速。在上风侧,平行于地面的气流在接近风障附近时开始向上抬升。越过风障后气流一下沉,约在1一9倍障高距离内,产生一回流区,在回流的远端又逐渐变为水平气流。风障阻力大时回流增强,但回流区与风障之间的距离缩短;阻力小时回流减弱,但该距离延长;阻力很小时不产生回流。回流区的高度可超过障高。风障的疏密程度决定着风障的阻力大小,从而决定了障后的最低风速及防风距离。疏密度由0增至80%时,阻力大体成正比例增加,疏密度达80%以上时,阻力几乎不变。疏密度至少应在30%以上才有明显的防风效应。风障下风侧,近地气层中的乱流交换系数与风障的阻力以及风障材料的粗细度成正相关。乱流交换系数越大、风速复原愈快,而防风距离缩短。为削弱风速必须增大阻力,而要扩大防风范围,则必须减小阻力。根据经验和实践,疏密度以60%一70%为最适宜。在一定的被减弱的风速条件下,其有效防风范围最大。

  风障保护范围内农田上的乱流交换减弱,使农田蒸散减少。一般可减少20%一30%,但相对湿度与水汽压梯度可能增加。当空气平流输热较强时,障内外耗水量差异显著加大。

  防风效应

  农田中设置风障后,在受风障保护的地段所形成的保护地小气候。由于风障对气流的阻挡和破坏,以及对太阳辐射的吸收、反射和遮蔽,使风障前后的动量交换、辐射平衡、热量平衡有所改变,形成下风侧障内区域的风速与乱流较障外减弱、温度增高、蒸散减小等小气候特征。

  在多风地带,风障有利于防止作物倒伏和土壤风蚀。在风障保护下,可以延长作物栽培期,促进作物生育,提高作物对水分的利用率,使作物早熟增产。风障结构(风障的疏密度、方向、高度、宽度、与地平面的夹角、风障的间距、大小配套等)与风障的防风效应有密切的关系。

  温度

  辐射

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