Микроклимат лесов общие особенности методы измерения и расчета

Микроклимат лесов: общие особенности, методы измерения и расчета Ольчев А. В. Институт Проблем Экологии и Эволюции им. А. Н. Северцова РАН

Микроклимат - климат или совокупность условий приземного слоя воздуха на небольших территориях, определяемых географическими особенностями местности (лес, поле, поляна, болото, берег, водоём, направление склона, защищённость от ветров и т. п. ). • Климат как многолетний режим атмосферных условий … • Масштаб времени при рассмотрении микроклимата …

Особенности влияния лесов на микроклимат приземного слоя воздуха Вертикальная протяженность (по сравнению с полем, пашней). Вертикальная и горизонтальная неоднородность, Теплоемкость (живой биомассы), Шероховатость поверхности.

Факторы, влияющие на внутреннюю изменчивость микроклимата лесов Структура лесной растительности (вертикальная структура, пространственная неоднородность), теплоемкость, инерционность биомассы. Метеорологические условия над растительностью. Биофизические свойства почвы, влажность, глубина грунтовых вод

Солнечная радиация в растительном покрове

Солнечная радиация в растительном покрове Отражение и пропускание радиации растительностью

Спектральное отражение и пропускание солнечной радиации Пример: зеленый и подсохший лист (отражение и пропускание)

Спектральное отражение и пропускание солнечной радиации Вопрос: В каких спектральных диапазонах коэффициент пропускания растительности выше? В видимом или ближнем инфракрасном диапазонах?

Режим солнечной радиации для неоднородного растительного покрова (пример: вырубка)

Режим солнечной радиации в растительности и на границе лес-поле Пример: солнечный день

Режим солнечной радиации в растительности и на границе лес-поле Пример: день со сплошной облачностью

Режим солнечной радиации для неоднородного растительного покрова (пример: вырубка)

Дневной ход солнечной радиации на вырубке

Пропускание растительностью прямой и рассеянной радиации Вопрос: Как соотносятся коэффициенты пропускания прямой и рассеянной радиации (летом на ЕТР)?

Ветровой режим в растительном покрове Второй максимум скорости ветра в подкроновом пространстве… Причины?

Ветровой режим в растительном покрове (горизонтальная адвекция)

Температурный и влажностный режим в растительном покрове Тепловой баланс земной поверхности Радиационный баланс турбулентный поток тепла и поток тепла, связанный с фазовыми преобразованиями воды Поток тепла в почву

Температурный режим в растительном покрове

Сезонная динамика температуры воздуха

Суточный ход температуры: вырубка в лесу

Суточный ход температуры: вырубка в лесу Условия сплошной облачности

Сравнение Max и Min температур воздуха Min (Forest) – Min (Center) Max (Forest) – Max (Center)

Сезонная динамика температуры почвы (10 см)

Сезонная динамика Мах/Мин температур воздуха и почвы

Сравнение Max и Min температур почвы (10 см) Min (Forest) – Min (Center) Max (Forest) – Max (Center)

Осредненная динамика суточной амплитуды температуры почвы (10 см) на вырубке

Межсуточная динамика относительной влажности в растительном покрове

Межсуточная динамика упругости водяного пара в растительном покрове

Режим атмосферных осадков в растительном покрове

Режим атмосферных осадков в растительном покрове (лес – открытое место)

Микроклиматические измерения в полевых условиях

Методические особенности измерения солнечной радиации под пологом леса Значительная пространственная и временная изменчивость

Методические особенности измерения солнечной радиации под пологом леса Плотный и разреженный полог растительности

Методические особенности измерения количества осадков под пологом леса Пространственная неоднородность осадков, достигающих поверхность почвы. Пространственное осреднение данных, полученных множеством датчиков, размещенных под пологом леса Важность учета при измерениях: • Прямого проникновения осадков через полог растительности; • Стекания задержанных осадков с листьев; • Стекания по поверхности стволов.

Методические особенности измерения скорости ветра внутри леса

Методические особенности измерения температуры и влажности воздуха в лесу

К методике расчетов метеорологических параметров внутри леса 1. Простые эмпирические методы 2. Математические модели 1. 2. 3. 4. 5. Решаемая задача, Необходимая точность, Имеющиеся входные данные, Наличие модели, Имеющиеся компьютерные ресурсы.

Перенос солнечной радиации в растительном покрове 1. Радиация на верхней границе растительности, 2. Структура растительности, 3. Оптические свойства растительности Вероятность проникновения радиации в растительности без рассеяния

Одномерные многослойные модели Описание растительности в виде нескольких слоев (однородных по горизонтали).

Трехмерные многослойные модели

Турбулентный режим в растительном покрове (Inoue 1963, Cionco 1965) (Raupach 1994)

Модели турбулентного режима в приземном слое атмосферы первого порядка замыкания ( Raupach and Shaw, 1982 Sanz, 2003; Sogachev and Panferov, 2006 )

Задержание атмосферных осадков растительным покровом S – количество осадков удерживаемое на поверхности листьев, V(z) – скорость ветра в растительности

Температурно-влажностный режим в растительном покрове

Вопросы? … … … ?