防風林
編輯防風林(防護林帶)是一種植物,通常由一排或多排樹木或灌木組成,種植方式可以提供避風處和保護土壤免受侵蝕。 它們通常種植在農場田地邊緣的樹籬中。 如果設計得當,房屋周圍的防風林可以降低供暖和制冷的成本并節省能源。 還種植了防風林,以幫助防止積雪飄到道路或院子里。 農民有時會使用防風林將積雪擋在農田上,以便在春季積雪融化時提供水源。 其他好處包括促成作物周圍的小氣候(夜間干燥和寒冷略微減少),為野生動物提供棲息地,以及在某些地區,如果砍伐樹木,則可以提供木材。
防風林和間作可以結合在稱為巷作的耕作方式中,或沿河岸緩沖帶部署。 田地里種植著一排排不同的作物,周圍環繞著一排排樹木。 這些樹提供水果、木材或保護農作物免受風吹。 巷道種植在印度、非洲和巴西特別成功,那里的咖啡種植者將農業和林業結合起來。
防護林帶的另一個用途是將農場與主干道或高速公路隔開。 這通過減少高速公路的視覺侵入、減輕交通噪音并在農場動物和道路之間提供安全屏障來改善農場景觀。
還使用稱為防風林的柵欄。 通常由棉花、尼龍、帆布和回收帆制成,防風林往往有三個或更多的面板固定在適當的位置,桿子滑入縫在面板上的口袋中。 然后將電線桿錘入地面并形成防風林。 防風林或風柵欄用于降低可侵蝕區域(如開闊地、工業庫存和多塵的工業作業)的風速。 由于侵蝕與風速的立方成正比,風速降低 1/2(例如)將減少 87.5% 的侵蝕。
由防風林形成的有遮蔽的無風區域稱為風影區。
防風林空氣動力學
編輯本質上,當風遇到防風林或防護林帶等多孔障礙物時,迎風側的氣壓會增加(松散地說,空氣堆積),而背風側的氣壓(相反)會降低。 結果,接近障礙物的氣流被阻滯,其中一部分向上移動并越過障礙物,導致高空更高風速的射流。 沖擊氣流的其余部分,在其接近過程中被阻滯,現在通過屏障循環到其下游邊緣,受到防護林寬度上壓力下降的推動; 出現在下風側,氣流現在被不利的壓力梯度進一步阻滯,因為在屏障的背風處,隨著下風距離的增加,氣壓再次恢復到環境水平。 結果是最小風速不是出現在防風林處或防風林內,也不是出現在其下風邊緣,而是更遠的下風處 - 名義上,距離大約是防風林高度 H 的 3 到 5 倍。超過該點風速恢復,借助于 來自上覆的、移動更快的流的向下動量傳輸。 從雷諾平均 Navier-Stokes 方程的角度來看,這些影響可以理解為由樹葉和樹枝的拖動引起的動量損失造成的,并由體力 fi(分布式動量匯)表示。
不僅避難所背風處的平均(平均)風速降低了,風也減弱了,因為湍流的風波動也被抑制了。 結果,屏障背風處的湍流垂直混合比逆風處弱,從而產生了有趣的次生微氣候效應。 例如,白天由于吸收陽光而從地面上升的顯熱(參見表面能量收支)在防風林的背風處向上混合的效率較低,結果是背風處靠近地面的氣溫略高于背風處 在迎風面。 當然,這種影響會隨著順風距離的增加而減弱,事實上,在下游約 8 小時后,可能存在一個實際上比逆風更冷的區域。
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