Ветрозащитная полоса ( shelterbelt) — это насаждение, обычно состоящее из одного или нескольких рядов деревьев или кустарников, посаженных таким образом, чтобы обеспечить укрытие от ветра и защитить почву от эрозии . Их обычно высаживают в живых изгородях по краям полей на фермах . Если они правильно спроектированы, ветрозащитные полосы вокруг дома могут снизить расходы на отопление и охлаждение и сэкономить энергию . Ветрозащитные полосы также высаживают, чтобы помочь предотвратить занос снега на дороги или дворы. [1] Фермеры иногда используют ветрозащитные полосы, чтобы удерживать снежные заносы на сельскохозяйственных землях, которые будут обеспечивать воду, когда снег тает весной. Другие преимущества включают в себя содействие микроклимату вокруг сельскохозяйственных культур (с немного меньшим высыханием и охлаждением ночью), обеспечение среды обитания для диких животных, [2] и, в некоторых регионах, обеспечение древесины , если деревья заготавливаются.
Ветрозащитные полосы и промежуточные культуры можно объединить в сельскохозяйственную практику, называемую аллейным выращиванием , или размещать вдоль прибрежных буферных полос. [3] Поля засаживаются рядами различных культур, окруженных рядами деревьев. Эти деревья дают фрукты, древесину или защищают урожай от ветра. Аллейное выращивание было особенно успешным в Индии, Африке и Бразилии, где производители кофе объединили земледелие и лесное хозяйство. [4]
Еще одним вариантом использования защитной полосы является экранирование фермы от главной дороги или автомагистрали. [5] Это улучшает ландшафт фермы, уменьшая визуальное вторжение автомагистрали, смягчая шум от движения и обеспечивая безопасный барьер между сельскохозяйственными животными и дорогой.
Также используются ограждения, называемые «ветрозащитными ограждениями». Обычно изготавливаемые из хлопка , нейлона , холста и переработанных парусов, ветрозащитные ограждения, как правило, состоят из трех или более панелей, удерживаемых на месте шестами, которые вставляются в карманы, вшитые в панель. Затем шесты вбиваются в землю, и формируется ветрозащитное ограждение. Ветрозащитные ограждения или «ветрозащитные ограждения» используются для снижения скорости ветра над подверженными эрозии территориями, такими как открытые поля, промышленные склады и пыльные промышленные предприятия. Поскольку эрозия пропорциональна кубу скорости ветра, снижение скорости ветра на 1/2 (например) снизит эрозию на 87,5%. [ необходима цитата ]
Защищенные, безветренные участки, создаваемые ветрозащитными полосами, называются ветровыми тенями. [6]
Ветрозащитные полосы могут смягчить последствия переноса пестицидов . [7]
Когда ветер сталкивается с пористым препятствием, таким как ветрозащитная полоса или лесозащитная полоса, давление воздуха увеличивается с наветренной стороны и уменьшается с подветренной. В результате воздушный поток, приближающийся к барьеру, прерывается, и часть его перемещается над барьером, что приводит к образованию струи с более высокой скоростью ветра. Оставшаяся часть воздушного потока затем перемещается через барьер к его краю ниже по течению, подталкиваемая уменьшением давления по всей ширине лесозащитной полосы; когда он снова появляется, этот воздушный поток прерывается еще больше, поскольку его давление воздуха приспосабливается к окружающей области. Это приводит к более медленной скорости ветра дальше по ветру, достигая минимума на расстоянии примерно в 3–5 раз больше высоты ветрозащитной полосы. За этой точкой скорость ветра восстанавливается, чему способствует вышележащий, более быстро движущийся поток. С точки зрения уравнений Навье–Стокса, усредненных по Рейнольдсу , эти эффекты можно понимать как результат потери импульса, вызванной сопротивлением листьев и ветвей, и будут представлены объемной силой f i (распределенным стоком импульса). [8]
Ветрозащитные полосы снижают среднюю скорость ветра и делают его менее изменчивым, в результате чего смешивание ветра менее эффективно, чем против ветра. Кроме того, все эти изменения поведения ветра приводят к изменениям в окружающей среде региона. Например, может быть затронут энергетический баланс поверхности земли, поскольку замедленный ветер менее эффективно рассеивает тепло от солнца; эта тенденция может измениться дальше по ветру, и примерно в 8 раз выше высоты ветрозащитные полосы вниз по течению, ветрозащитные полосы могут привести к более низким температурам поверхности. [9]
