Лес и атмосферное электричество

Атмосферное электричество - совокупность электрических явлений в атмосфере.

Атмосферные электрические разряды во время грозы из атмосферных азота и кислорода синтезируют окиси азота, которые с дождевыми водами попадают в почву и накапливаются в ней от 4 до 10 кг в год/га в форме селитры и азотной кислоты.

Атмосферное электричестводействует на живые организмы посредством разрядов и ионизации воздуха.Из поступающей к корням воды в хлорофилл листьев и хвои попадают электроны, которые способствуют образованию сложных органических веществ - сахаров, крахмала, липидов. Положительные ионы через устьица или периферийные острые части листа выходят в атмосферу. Именно этим можно объяснить факт начала сезона гроз после облиствения деревьев. Процесс продуцирования электрических зарядов в атмосферу прекращается с завершением процесса фотосинтеза осенью.

Физический процесс образования грозовых разрядов весьма сложен. Действие грозовых разрядов на лес в виде молний в значительной степени носит негативный характер. Известно губительное действие молнии при попадании в крупные деревья. Есть определенные закономерности в частоте повреждаемости молнией различных древесных пород. Это связано как с формой кроны, так и с электропроводящими свойствами коры, например, с быстротой ее намокания. Ча поражаются молниями ель европейская, сосна обыкновенная, из лиственных -тополь, дуб черешчатый, береза повислая, груша обыкновенная, ясень обыкновенный, реже - ольха черная, клен остролистный, бук восточный, осина, рябина обыкновенная.

Молнии вызывают механические повреждения деревьев (расщепление стволов, трещины), выпадение крупных деревьев, тем самым оказывают влияние на структуру древостоя, зачастую являются причиной возникновения пожаров.

Задания

1. Рассчитать скорость ветра (в %) на разном расстоянии от опушки леса (таблица 18). Ветер дует перпендикулярно стене леса со скоростью на открытом месте 6,8 м/с. Построить график в масштабе: по оси абсцисс – 1 см =100 м, по оси ординат – 1 см =10%. Определить скорость ветра с наветренной и подветренной сто­рон (в % от его скорости на открытом месте) на расстояниях, рав­ных 5, 10, 20 и 30 высотам древостоя (средняя высота древостоя 22 м). Сделать выводы.

Таблица 18 - Скорость ветра на разном расстоянии от опушки

Расстояние от опушки, м	Скорость ветра с наветренной стороны		Скорость ветра с подветренной стороны
	м/с	%	м/с	%
0	2,7		0,2
50	3,5		1,8
100	4,8		2,0
200	5,6		2,9
300	6,8		4,2
400	6,8		5,1
500	6,8		6,3
600	6,8		6,6
700	6,8		6,8

2. Дать оценку существующего и прогнозируемого состояния сосновых древостоев в зоне влияния промышленных предприятий (таблица 19).

Индекс существующего текущего повреждения древостоя рассчитывает­ся по формуле:

I= n₀K₀ + n₁K₁ + n₂K₂ + n₃K₃ + n₄K₄

N

где I - индекс состояния; n₀…n₄ - количество деревьев 0-4 категории повреждения, экз. (0 - неповрежденные, 1 - слабо поврежденные, 2 - сред­не поврежденные, 3 - сильно поврежденные, 4 - сухостой); К0…К4 - бал­лы жизненного состояния категорий деревьев, соответствующие номеру категории (0-4); N - общее количество учтенных деревьев, экз.

Таблица 19 – Количество деревьев по категориям состояния

№ варианта	n0	n1	n2	n3	n4
1	60	20	10	5	5
2	5	5	10	30	30
3	10	20	50	10	10
4	20	30	40	5	5
5	10	20	25	25	20
6	25	25	20	15	15
7	15	25	20	25	15
8	10	30	30	10	20
9	25	20	25	15	15
10	35	25	20	10	10

3. Рассчитать сроки перехода сосновых древостоев в катего­рию сухостоя.

Прогнозируемый период перехода древостоя из те­кущего в конкретное состояние рассчитывается по разности между индексами прогнозируемого и текущего состояний, отнесенной к удельно­му индексу повреждения (т.е. изменению индекса повреждения в течение одного года) по следующей формуле:

Iуд. = I_пр. - I_тек.

Р

где I_уд. - удельный индекс повреждения; I_пр. - индекс прогнозируемого со­стояния (используется следующая шкала: неповрежденные - 0,55, слабо поврежденные - 1,55, средне поврежденные - 2,55, сильно поврежденные - 3,05, сухостой - 3,55; I_тек. - индекс состояния на текущий момент; Р - прогнозируемый период, лет.