Ветрозащитная полоса (защитная полоса) — 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 сажают в живых изгородях по краям полей на фермах . При правильном проектировании ветрозащитные полосы вокруг дома могут снизить затраты на отопление и охлаждение, а также сэкономить энергию . Также устанавливаются ветрозащитные полосы, чтобы снег не попадал на дороги или дворы. [1] Фермеры иногда используют ветрозащитные полосы, чтобы удержать снежные заносы на сельскохозяйственных угодьях, которые будут обеспечивать воду, когда весной тает снег. Другие преимущества включают в себя создание микроклимата вокруг сельскохозяйственных культур (с немного меньшим количеством высыхания и охлаждения в ночное время), обеспечение среды обитания для диких животных [2] и, в некоторых регионах, обеспечение древесиной , если деревья заготавливаются.
Ветрозащитные полосы и совмещение культур можно комбинировать в сельскохозяйственной практике, называемой аллейными посевами, или размещать их вдоль прибрежных буферных полос. [3] Поля засажены рядами различных культур, окруженными рядами деревьев. Эти деревья дают фрукты, древесину или защищают посевы от ветра. Алленое выращивание было особенно успешным в Индии, Африке и Бразилии, где производители кофе совмещали сельское хозяйство и лесное хозяйство. [4]
Еще одним применением защитной полосы является защита фермы от главной дороги или автомагистрали. [5] Это улучшает ландшафт фермы за счет уменьшения визуального вмешательства в автомагистраль, снижения шума от дорожного движения и создания безопасного барьера между сельскохозяйственными животными и дорогой.
Также используются заборы, называемые «ветрозащитными полосами». Обычно ветрозащитные полосы, изготовленные из хлопка , нейлона , холста и переработанных парусов, обычно состоят из трех или более панелей, удерживаемых на месте с помощью шестов, которые вставляются в карманы, вшитые в панель. Затем столбы вбивают в землю и формируют ветрозащитную полосу. Ветрозащитные полосы или «ветрозащитные ограждения» используются для уменьшения скорости ветра на подверженных эрозии территориях, таких как открытые поля, промышленные склады и пыльные промышленные предприятия. Поскольку эрозия пропорциональна кубу скорости ветра, уменьшение скорости ветра на 1/2 (например) уменьшит эрозию на 87,5%. [ нужна цитата ]
Защищенные безветренные территории, создаваемые ветрозащитными полосами, называются ветровыми тенями. [6]
Когда ветер сталкивается с пористым препятствием, таким как ветрозащитная полоса или защитная полоса, давление воздуха увеличивается с наветренной стороны и уменьшается с подветренной стороны. В результате воздушный поток, приближающийся к преграде, прерывается, и часть его перемещается через преграду, в результате чего образуется струя ветра с более высокой скоростью. Остальная часть воздушного потока затем движется через барьер к его краю вниз по течению, подталкиваемая уменьшением давления по ширине защитной полосы; когда он выходит снова, этот воздушный поток далее прерывается, поскольку его давление воздуха приспосабливается к окружающей среде. Это приводит к замедлению скорости ветра по ветру, достигая минимума на расстоянии примерно в 3–5 раз превышающем высоту буреломы. За этой точкой скорость ветра восстанавливается, чему способствует вышележащий, более быстро движущийся поток. С точки зрения усредненных по Рейнольдсу уравнений Навье – Стокса эти эффекты можно понимать как результат потери импульса, вызванной сопротивлением листьев и ветвей, и они могут быть представлены объемной силой fi ( распределенный сток импульса). [7]
Ветрозащитные полосы уменьшают среднюю скорость ветра и делают ее менее изменчивой, в результате чего перемешивание ветра менее эффективно, чем при движении против ветра. Кроме того, все эти изменения в поведении ветра приводят к изменениям в окружающей среде региона. Например, это может повлиять на баланс поверхностной энергии земли, поскольку замедленный ветер менее эффективно рассеивает солнечное тепло; эта тенденция может измениться при дальнейшем движении по ветру, и, примерно в 8 раз превышая высоту ветрозащитной полосы вниз по течению, ветрозащитная полоса может привести к более низкой температуре поверхности. [8]
