Ветрозащита - Windbreak
Бурелом (лесополосы) является посадка , как правило , состоят из одного или нескольких рядов деревьев или кустарников , посаженных таким образом, чтобы обеспечить укрытие от ветра и для защиты почвы от эрозии . Их обычно высаживают в живых изгородях по краям полей на фермах . При правильном проектировании ветрозащитные ограждения вокруг дома могут снизить затраты на отопление и охлаждение и сэкономить энергию . Также устанавливаются ветрозащитные полосы, чтобы удерживать снег.от заноса на проезжую часть или дворы. Фермеры иногда используют ветрозащитные полосы, чтобы удерживать снежные заносы на сельскохозяйственных угодьях, которые будут обеспечивать водой, когда снег тает весной. Другие преимущества включают в себя содействие микроклимату вокруг сельскохозяйственных культур (с немного меньшим высыханием и охлаждением в ночное время), обеспечение среды обитания для диких животных и, в некоторых регионах, обеспечение древесиной, если деревья собираются.
Ветрозащитные полосы и междурядье можно комбинировать в сельскохозяйственной практике, называемой аллейкропдированием , или размещать вдоль прибрежных буферных полос. Поля засажены рядами разных культур в окружении рядов деревьев. Эти деревья дают плоды, дрова или защищают урожай от ветра. Аллейное выращивание было особенно успешным в Индии, Африке и Бразилии, где производители кофе совмещали сельское и лесное хозяйство.
Еще одно использование защитной полосы - это ограждение фермы от главной дороги или автомагистрали. Это улучшает ландшафт фермы, уменьшая визуальное вторжение на автомагистраль, уменьшая шум от движения и обеспечивая безопасный барьер между сельскохозяйственными животными и дорогой.
Также используются заборы, называемые «ветрозащитными полосами». Ветрозащитные куртки, обычно сделанные из хлопка , нейлона , холста и переработанных парусов, обычно имеют три или более панелей, удерживаемых на месте с помощью жердей, которые скользят в карманы, вшитые в панель. Затем столбы вбиваются в землю и образуется ветрозащитный экран. Ветрозащитные полосы или «ветрозащитные ограждения» используются для уменьшения скорости ветра над подверженными эрозии областями, такими как открытые поля, промышленные склады и пыльные промышленные предприятия. Поскольку эрозия пропорциональна кубической скорости ветра, уменьшение скорости ветра на 1/2 (например) уменьшит эрозию на 87,5%.
Укрытые, безветренные участки, создаваемые ветрозащитными полосами, называются ветровыми тенями.
Аэродинамика ветрозащиты
В сущности, когда ветер встречает пористое препятствие, такое как ветрозащитный экран или защитный пояс, давление воздуха увеличивается (грубо говоря, накапливается воздух ) с наветренной стороны и (наоборот) давление воздуха уменьшается с подветренной стороны. В результате воздушный поток, приближающийся к преграде, задерживается, и часть его перемещается вверх и через преграду, в результате чего наверху возникает струя с более высокой скоростью ветра. Оставшаяся часть встречного воздушного потока, задержавшаяся в своем приближении, теперь циркулирует через барьер к его нижнему краю, подталкиваемый уменьшением давления по ширине защитной полосы; Возникающий с подветренной стороны, этот воздушный поток теперь еще больше задерживается из-за неблагоприятного градиента давления, потому что с подветренной стороны барьера с увеличением расстояния по ветру давление воздуха снова восстанавливается до уровня окружающей среды. Результат является то , что скорость ветра минимального происходит не на или внутри бурелом, ни на ее подветренную краю, но дальше по ветру - номинально на расстоянии приблизительно от 3 до 5 раз превышают высоту бурелома H . За пределами этой точки скорость ветра восстанавливается, чему способствует нисходящий перенос импульса от вышележащего более быстро движущегося потока. С точки зрения усредненных по Рейнольдсу уравнений Навье – Стокса эти эффекты можно понять как результат потери импульса, вызванной сопротивлением листьев и ветвей, и они будут представлены объемной силой f i (распределенный сток импульса).
Мало того, что средняя (средняя) скорость ветра уменьшается с подветренной стороны укрытия, ветер также становится менее порывистым, так как турбулентные колебания ветра также затухают. В результате турбулентное вертикальное перемешивание слабее с подветренной стороны от барьера, чем с наветренной стороны, что приводит к интересным вторичным микроклиматическим эффектам. Например, днем явное тепло, поднимающееся от земли из-за поглощения солнечного света (см. Баланс энергии поверхности ), менее эффективно смешивается вверх с подветренной стороны от ветрозащиты, в результате чего температура воздуха у земли несколько выше с подветренной стороны, чем с наветренной стороны. Конечно, этот эффект ослабляется с увеличением расстояния по ветру, и действительно, за пределами примерно 8 ч ниже по течению может существовать зона, которая на самом деле холоднее, чем по ветру.
Смотрите также
использованная литература
- Уилсон, 1985; Журнал ветроэнергетики и промышленной аэродинамики, Vol. 21 год
- Argete & Wilson, 1989, Сельскохозяйственная и лесная метеорология, том 48
Библиография
- Уитготт, Джей; Скотт Бреннан (2008). Окружающая среда: наука за рассказами (3-е изд.). Сан-Франциско, Калифорния: Пирсон Бенджамин Каммингс. ISBN 978-0131357051.