登陆注册
30839200000022

第22章 森林与风

空气是一种流体,好像水一样能够流动。在同一平面上,因为所受的压力不同,有的地方压力高,有的地方压力低,空气就由压力高处流向压力低处,同水由高处向低处流一样。这就是形成风的主要原因。

在局部地区,气温高的地方,空气密度小,压力低。气温低的地方,空气密度大,压力高。因此,气温低的地方,空气往往向气温高的地方流。气温差别愈大,空气流动的速度就愈快。

当空气水平流动时,因为地面崎岖不平,流动的空气就会受到一定的阻力。阻力愈大,流动的速度就愈弱。在高空中,就不会有这种现象。愈近地面,愈近崎岖不平的地面,障碍作用愈显著,影响就愈大。

障碍物不但会减弱风速,也会改变风向。在城市中,有的街道是东西向的,有的街道是南北向的,街道两旁高大的房屋阻挡了空气的流动,南北向的街道中就不容易让正东风或正西风吹入。同样情况,在东西向的街道中,也不容易让正南风或正北风吹入。在南北向的街道中,常常吹北风或南风,在东西向的街道中,常常吹东风或西风。所以我们在街道中发现的风向,往往和旷野中不同,而且城市内风速小,旷野中风速大。这种事实,我们都经历过的。仔细想一想,就会知道这是地面情况不同所产生的结果。城市中的风速风向,都是因为建筑物的障碍作用而改变的。

森林区域树木密集,有高大的树干,有稠密的林冠,是空气流动的巨大障碍,它能改变风速、风向和风的构造。现在分水平的、垂直的、昼夜和季节的三个方面来谈。

水平方向的变化

水平运动着的空气在前进的道路上遇到森林时,在森林的迎风面,距林缘100米左右的地方,风速就发生变化;到了林缘,就会沿着林缘绕流并上升;而有一部分气流能突入林中。在林冠上前进的气流到达森林的背风面后,又重新下沉。现在就分别来谈谈森林迎风面和林冠上层风速的变化,风穿进森林后的变化,以及风越过森林后的变化。

在林缘附近,风的流动呈现波浪状,与林墙碰撞时,就好像海水撞击海岸一样,产生了空气运动的碎浪,这种碎浪造成了无数的小涡旋。一部分气流受林墙的反撞而沿着林墙上升,在森林上空流动。

森林顶部的林冠是高低不平的。在森林上空流动着的空气,受林冠的影响,就大大地改变了原来的构造。平流的空气中,激起了许多涡旋,使森林顶上的空气呈涡动状态。在飞机上观察这种增强的涡动作用,有200~300米高。在夏季,白天,风速大的时候,林冠上这种涡动作用最强。

风穿进森林后的变化。没有被森林阻挡住的风,穿进森林之后,风速很快地降低。

在深入林内228米处,风速仅及原风速的2%~3%。这一资料是从松林中测出的。这个松林中还有稠密的树层和榛树灌木林。树种不同,对于风速减低的效应颇不一致。据多处观测,云杉林使风速减低的作用特别大,在云杉林中,几乎永远都是平静无风,在一般森林内部的风,也很少超过每秒1米的速度。

为什么风入森林后,风速会这样地变小呢?原因是:林中的风力消散在树木的摇摆,树枝与树叶的阻挡,与使树枝发热的作用上。能力分散了,所以风速很快地减低。

风越过森林后的变化。当风由森林上空吹向旷野时,因为是从树冠上滑下的,所以形成一种下降气流,大约在树高10倍的距离处着地。有一部分气流,向各个方向流散。一部分在离林缘较远的地方集中起来,并逐渐加大自己的速度,约在远达树高50倍的地方时,恢复原无林地区的风速。

在森林背风面,森林对风速影响的距离远较迎风面为大。

风速受森林影响的距离,每因地方条件而不同。主要的是决定于森林的组成,树木的密闭度、年龄、高度,状态、结构以及地势等等。根据资料:在森林迎风一面,风速受森林影响而降低的距离,可以达到100米;在背风一面,森林对风速的影响,可以达到距林缘500~750米的距离;甚至在距森林1500米的范围内,也可看出森林的影响。

上面所举关于森林影响风速的距离,是一个概值。森林区的实际情况不同,这个数值变动很大。紧密结构的林带与稀疏结构的林带防风效应,就有显著的不同。前者在向风面减低风速的范围比后者大,可是在背风面则出现相反的情况。研究分析得出,以透风系数为:0.35,也就是能使1/3的风透过的林带,减低风速的效应最大。而这种林带的本身,要上部较密,下部较稀。林带的方向,最好与盛行风成90°的角度。

此外,森林除了减低风速以外,还能改变风的结构。风在地表空气层中移进,经常是涡动着的,它内部的波动、涡旋和滚动不断发生和消失着。风在接近地面层穿入森林后,它的垂直涡动就减小了,气流接近水平状态,这样就可以减弱林带内气流的垂直交换,使下层空气容易受森林地区的蒸发和蒸腾的影响而变得很湿润。森林带之所以能够抵抗干旱风的侵袭,这是最主要的原因。

垂直方面的变化

有风暴的时候,我们如果站在森林中,就会听到森林外阵风很强,在林冠之上狂风怒号。几秒钟后,就可以真看到树冠动摇,形成波浪。稍停,风才会沿树干下降,我们的面部才会感到有微风吹拂。由于树林的阻挡,林冠上虽是猛烈的强风,林中地面不过是轻微的软风而已。

林业专家盖格尔就森林中风的垂直分布,曾经作过观测。他在15米高的松林中,在不同的地方放了六个风速计,经过188小时的观测,得到平均风速。

树冠部分降低风速的作用最大。树冠以以下,一直到林中地面,风速都很小,都属一级软风。在这距离内,风速几乎没有多大的变化。风的动能,也同热能一样,大部分消耗于林冠区域,仅有一小部分深入林内。

上面的资料,如果把它画出图来,就更清楚了。下图是在三种不同风速的情况下的垂直分布的现象。小风时在林冠以下,风速就很快地减弱了。可是在大风时,一直到树干的部分,约在7米的高处,风速才会逐渐地减小。在近地面1米以下到达地面处,风速减少得更快。可见林中风的强弱,同它的原始风速有密切关系。

不但如此,林冠上树叶的多寡,对于林中风速的大小也是有关系的。在叶子未放出时,气流很容易穿进林内地面。但是因为林冠处有很多的树枝,所以风速在林冠处削弱的很多。到了树干处,风速虽仍然降低,可是差别很有限。在有叶子的时候,情况就不同了。树冠以上,风速很大,而树干部分,多属平静无风。所以,叶子愈多,林中空气愈平静。总的说来,森林中风速的垂直分布,是林冠以上风速大,林冠以下风速小。无叶时林内风速较大,有叶时林内风速更小。无叶时,风速降低最剧烈处在林冠区域;有叶时,风速降低最剧烈处在林冠表面。情况不同,风的垂直分布也不是一样的。

昼夜和季节方面变化

我们在前面说过,在局部地区,因为气温和气压的情况不同,风向是不同的。风总是由高气压处流向低气压处。在由热力作用影响气压高低的情况下,风大都由气温低处流向气温高处。因此,森林区域与无林地毗连的地方常常会产生一种特殊气流。这种气流,就好像海风和陆风,山风和谷风一样,是随着昼夜和季节而变化的。

在夏季白天,无林地下层空气增热较快,林中增热较慢。因此,无林地的气温常常比林中气温为高。二者的差数相当显著。在这种情况下,无林地的空气,因为气温高,体积膨胀,密度变小,就会发生上升运动。空气上升了,上空的空气因而发生堆积的现象。结果,在空中同一平面上,无林地的上空空气密度就较大,森林上空空气密度就较小。无林地上空气压就较高,森林上空气压就较低。因此,无林地上空的空气就会向森林上空流动,降落在森林上面。在地面上,因为无林地上空的空气向外流,空气质量减少了,地面上的气压因而降低。在森林内部,因为气温低,空气收缩,密度变大,上层又有无林地空气流入,增加了空气量,地面上的气压就增高,林内空气就会向无林地流动,因此造成了局部的循环系统。到了夜间,由于林内空气变冷慢,气温较林外温暖,引起了地面上的气流,由无林地流向林内,形成与白天相反的气流移动。

这种情况,夏季最显著,尤以下午4时~6时风速较大;其他季节,气温气压相差甚微。或者有这种现象,也是非常微弱,甚至不能产生。

森林区域,风的流动受到了阻碍,改变了方向,降低了速度。可是森林区域边缘的树木,天天受着强风的吹袭,在它的生理上和外形上,也就会发生变化。

有些地方,风力非常强烈,而且是常常朝着一个方向吹。以致这些地方的树木和树冠常呈不对称的状态;向着盛行风吹去的方向,成单面的发展。树干也会朝着风去的方向弯曲。其次,在盛行风的影响下,生长的树木,由于向着一个方向摇摆,树干就会产生不平均的内部构造。如果我们把树干锯下来,年轮是椭圆形的,中心是偏于一方的。在有盛行风的区域,森林边缘迎风面上的树木是常有这种现象的。不成林的树木,表现得最为显著。生长在海岸上和山上的树木,因为常受单向强风的吹袭,都有这种现象发生。在诺曼第半岛的沿海,在比萨拉比亚的草原中,在巴勒斯坦等地,都可以找到这种例证。巴勒斯坦多西北风,而且特别强,历而橄榄树多向东南方偏斜。

风向不定而风力很强的地方,树干往往是下粗上细。这样,树的中心就向下移,就有能力抵抗强风的吹袭。风力愈强,树干愈是下粗上细而且愈矮。树木的根系,同样地会受到风力的物理作用的影响。风力愈大,根系愈强愈深,分布的面积愈广。因此,森林边缘地带的树木,由于受到风的影响较大,树干较矮,下粗上细,根系发达。至于林内树木,树干就比较高,成圆柱状,根系也比较浅。

自然界中的一切事物是互相影响的,森林能影响风,风也能影响森林的生长和发育,二者是互相作用的。因此,研究气候的人,一方面可以在森林区域从事实际观测,了解风受森林的影响;另一方面,也可以从森林边缘树木的外形和内部构造,间接地了解这一区域气候的特性。树冠的偏斜等现象在气候学上有指示特性的作用,所以有人称之为“气候学上的风标”。

同类推荐
  • 大视野知识文库(插图)奇妙的动物

    大视野知识文库(插图)奇妙的动物

    大视野知识文库包括:世界未解之谜、史前生命、浩渺的宇宙、人类的奥秘、走遍世界、奇妙的植物、奇妙的动物、华夏五千年、大海之旅、建筑奇观、消逝的文明、神奇的大自然、等书籍,历史、自然、宇宙等涵盖人文社科所有方面。
  • 探索未知-生物的细胞

    探索未知-生物的细胞

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
  • 外星人与UFO之谜

    外星人与UFO之谜

    地球之于人类,是广袤无垠的大干世界;之于宇宙,则是渺小如沙的蔚蓝星球。而今,站在新的高度上审视地球、仰望星空时,赫然发现,我们赖以生存的这颗蔚蓝星球竟与遥远太空有着千丝万缕的联系,目前只停留在口头与影像资料上的神奇飞行器“UF0”,真是地外智慧生物“外星人”穿越“时间走廊”、漫游星际之间的交通工具吗……为了解开谜团,探索地外生命的奥秘,人类曾付出种种努力:从截获5万年前外星球发射的求救电波到地球人送出的名片与电报,从阿姆斯特朗踏上月球的那一刻到登月第六人的亲身披露,从突遇爆炸的uF0到监测太空的哈勃望远镜……各国学者们始终在不遗余力地探索着、寻找着地外空间中的智慧生命。
  • 自然界未解之谜全集

    自然界未解之谜全集

    大自然美丽而神奇,无论是广阔的天空,还是浩瀚的海洋,无论是遥远的地球两极,还足近在身边熟悉的土地,总有那么一些现代科学努力探索却又无法清楚解释的未知事物和神秘现象。这些扑朔迷离的谜团既令人惊奇,又引人深思,勾起人们探索的兴致。当我们人类自豪地以为我们是这个世界的主宰时,突然发现大自然有那么多我们无法解释的事物。为什么动物之问会感应到它们相互的信息?它们除了是一种生命以外是不是也和我们一样有着思想?如果我们认为统治着这个世界,它们是不是也认为它们也有着这个能力呢?因为我们现在清醒地知道,我们根本没能力真正控制这个世界,也许我们在它们的眼里同样的可笑。
  • 探索未知丛书-卫生保健(四)

    探索未知丛书-卫生保健(四)

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:地理世界、动物乐园、海洋与天空、化学天地、计算机王国、历史趣闻、美术沙龙、农业科学、少年楷模、物理城堡、艺术天地、音乐之声、幼儿教育、语文大观、植物之谜、走遍天下、祖国在我心中等书籍。
热门推荐
  • 冷魅狐妻

    冷魅狐妻

    (1v1甜宠前期都市言情后期玄幻言情)“你是谁?”“你的良人”一场情愫的遇见让两人不顾一切的付出一腔的真心与深情,即便神魔殊途,也义无反顾。为他,她弃了那至高无上的神位,转身投入魔的怀抱,不惜与自己的父亲大战千年,那一战,千年之久,日日夜夜,不眠不休,血花绽放,虽胜,却已是强弩之末,为她,他以魔之躯奋身闯入苍穹神界,千万神兵包围下,遍体鳞伤,却也甘愿为她浴血奋战,那一战,血流成河,浮尸千里,仿佛空气都被血雾取代,迷蒙中似是可见那一道红色的身影,掌中紧握的是她赠与他的剑,当白衣染满了腥红,当九尾化作了烟尘,两人终是携手了永远。(简介无能请看正文)(作者玻璃心伤不起众口难调手下留情)
  • 蝶羽轻飞

    蝶羽轻飞

    老公出轨后,依文用智慧战胜了小三,由原来的懦弱无能变得成熟强大,并想方设法报复老公,小女子的爱恨情仇警醒世间的妻子要勇于捍卫自己的婚姻。原来盈盈安然浅笑,不测风雨飘摇,侵袭蔓延,体虚乏力,空灵飘渺,缱绻决绝,此情此恨,绵绵无期。
  • 系统乱入流

    系统乱入流

    不一样的人生,100分的经历,99999
  • 用男人的思维跟男人谈恋爱

    用男人的思维跟男人谈恋爱

    乖爷(到),一个极具娱乐性和喜剧色彩的80后女屌丝。游历诸国,没事混迹网络,说话常带女流氓气质,文风犀利又搞笑,混迹豆瓣各大妇女小组,没事码字发帖居然码出了一本书。从小的志向是嫁给美国总统,后来梦想破灭,只能弃政从文,另谋蹊径,立志成为文豪。
  • 巨星老公

    巨星老公

    夏念柔,夏氏集团的二千金,因为父亲生意的关系,因为感激夏家的抚养之情,更因为她深爱的姐姐夏思琪,而选择在岁的时候嫁给了当红偶像巨星伊枫。可是新婚却没有带给她任何的快乐,她的老公,那个万人拥戴的巨星更是桃花不断,在新婚之夜毅然弃她而去,寻找佳人相伴。可惜,她不仅是夏家柔弱的二小姐,也是梦羽阁的大小姐,怎么可能被他欺负了去呢?可是契约婚姻真的只是一张婚书吗?
  • 心理减压健康书

    心理减压健康书

    本书的内容是建立在近年来国内外压力的的本质、来源与影响,并指导读者如何预防与疏解。本书不仅帮助读者了解何为压力,更重要的是为读者提供了缓解压力及预防压力的方法。并且,书中还附有许多简明的“压力提示”,为读者提供关键性的信息,帮助读者迅速掌握要点,让读者自己就可以开一帖适合自己的压力处方,成功对抗压力。本书文字通俗易懂,可操作性强,是一本人人必备的心理自助书。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 情似菩提爱如佛

    情似菩提爱如佛

    《成长密码:情似菩提爱如佛》由幸福开花;月亮的味道;用我的安分等着你;幸福不是单选题;幸福的结局;幸福就是将错就错六辑构成。主要包括:幸福开花;甜蜜的拖累;我听到了幸福的声音;抱你走过红地毯;找回我们的幸福;那个一直被嫌弃的人去了;幸福的爱没有终点;结婚十一年等构成。
  • 快穿之每个世界秀恩爱

    快穿之每个世界秀恩爱

    星际时代,单身人口众多,为了提高结婚率,科学院研发了一款恋爱系统。为了完成大众磕糖的任务,苏苒在恋爱系统的鞭策下勤勤恳恳、兢兢业业,努力在每个世界里秀恩爱!1.在恋爱节目秀恩爱2.在校园里面秀恩爱3.在全息网游秀恩爱4.在电竞世界秀恩爱
  • 电视剧我还是我

    电视剧我还是我

    这是一个关于大学生的故事,也是一个关于我们的故事。高考失利的凌微,以一名专科生的身份就读在一所女子学院。一心只求学习的她,过着相对平静的大学生活。一个特殊的人出现在她的生活里,那是一个像男孩子的女孩子,她们的友谊让别人看来像情侣。她们照顾着彼此,然而在大一的暑假后,凌微被告知最好的朋友办理了休学手续,事情来得那么突然,却又像是事先知道一样,凌微该面对这一切?同时前男友的出现,冲击着凌微的心,她能选择奔跑吗?大学生的我们想要追求的爱情、亲情、友情,一切即将瓦解,凌微又该如何面对?她能找到生命的另一种美丽吗?多年后,只愿我还是我。