Микроклимат

Материал из ПермаВики - открытой энциклопедии Пермакультуры
Перейти к: навигация, поиск
Iow undercliff sep08.jpg
Микрокли́мат (греч. μικρός (mikros) + κλίμα (klimatos)) — особенности климата на небольших пространствах, обусловленные особенностями местности (лес, поле, поляна, болото, берег, водоём, направление склона, защищённость от ветров и т. п.).

Микроклимат в пермакультурном дизайне

Несмотря на то что при планировании важную роль играет общий тип климата (жаркий, сухой, влажный, арктический, умеренный и т. д.), все же приходится принимать во внимание и микроклимат, который образуется благодаря растительности, почве, топографии и другим факторам. Два участка, отстоящие друг от друга всего лишь на несколько километров, могут отличаться по количеству осадков, скорости ветра, относительной влажности, и поэтому необходимо анализировать конкретные местные условия, не полагаясь на общую климатическую характеристику для данного региона.

Изучение микроклимата на участке даст возможность сделать следующее:

  • Разместить постройки, растения и животных в наиболее подходящих для этого местах (дом будет стоять на солнечной стороне холма в умеренном климате и на теневой - в жарком).
  • Сфокусировать полезные энергии и рассеять нежелательные (устройство ветролома перед домом и полем или, наоборот, если речь идет о жарком климате, устройство специальной аллеи из деревьев, по которой ветер поступает к дому).
  • Расширить зону с благоприятным микроклиматом.

Рельеф

Основная статья: Рельеф

Рассматриваются ландшафтные особенности участка. Как правило, оценивается холмистость или ровность участка. На ровной территории количество топографических особенностей минимальное (что обозначает отсутствие разнообразия микроклиматических условий или же наличие весьма незначительных вариаций), тогда как в холмистой местности микроклимат может варьироваться в довольно широком диапазоне.

Ориентация склона

Ориентация подразумевает то, как склоны расположены по отношению к солнцу — фактор, влияющий на условия на конкретном участке, в зависимости от количества получаемой солнечной энергии.

Перемещение холодного воздуха

Холодный воздух тяжелее, чем теплый, и поэтому он стремится спускаться вниз с выпуклых возвышенностей в вогнутые лощины. Там он накапливается, вследствие чего увеличивается вероятность заморозков.

Ветер

Основная статья: Ветер

При планировании обязательно надо учитывать господствующие направления ветров в конкретной местности. 

Высота

Температура понижается с увеличением высоты над уровнем моря: каждые 100 метров эквивалентны 1 градусу широты; так, в экваториальном поясе, климат на высоте 1000 метров над уровнем моря эквивалентен климату, который находится в 10 градусах широты в сторону от экватора.

Вода

Основная статья: Вода

Большие массы воды (море, большие озера) нагреваются и остывают медленно, что существенно влияет на температуру воздуха в прилегающей местности.

Вода также влияет на температуру воздуха за счет испарения. Когда этот процесс происходит, из окружающего воздуха изымается энергия и падение температуры происходит параллельно с увеличением влажности. Даже маленькие озера и пруды могут оказывать ощутимое влияние на микроклимат, особенно в засушливых регионах.

Вода отражает солнечную световую энергию. Несмотря на то что рассеянный свет, отражаемый водой, не распространяется на большое расстояние, в случае прямого отражения в зимнее время (когда солнце стоит низко над горизонтом) свет может проделывать довольно большой путь. Обращенные к солнцу берега рек или возвышенности, находящиеся за водоемами, можно рассматривать как места наиболее благоприятные для размещения нежных видов, требующих большего количества тепла и света. Дома, расположенные на таких берегах или на земляных насыпях возле водоемов, получают дополнительное количество солнечной энергии

Сооружения

Основная статья: Сооружения

Сооружения типа шпалер, насыпей, теплиц, оград и стен могут оказывать второстепенное воздействие на микроклимат, за счет изменения скорости ветра и температуры воздуха.

Теплица

Основная статья: Теплица

Наиболее эффективное сооружение для создания специального микроклимата в прохладных регионах, что позволяет выращивать практически любые растения. Теплицы, пристроенные к дому, осуществляют его обогрев зимой (существенная экономия горючего в дневное время).

Земляные насыпи

Основная статья: Геопластика

Могут выполнять следующие функции:

  • Защита от солнца с западной стороны в вечернее время (затенение дома и огорода).
  • Защита от ветра или придание ему нужного направления.
  • Теплоизоляция (земля сохраняет тепло и остывает постепенно).
  • Создание эффекта уединенности и загораживание нежелательного вида.
  • Уменьшение шума от дорожного движения (иногда до 80%).
  • Увеличение жизненного пространства для растений в вертикальном направлении.

Стены

Стена обеспечивает защиту от ветра и может быть использована для отражения зимнего солнца. Стены, выложенные из темного камня, поглощают тепло и отдают его в ночное время, уменьшая возможный ущерб, который могут причинить заморозки. Растения, помещенные перед такими стенами, дадут максимальный прирост. Стены, выкрашенные в белый цвет, отражают свет (и таким образом уменьшают поглощение тепла). Растения, помещенные перед такими стенами, будут созревать намного быстрее. В Германии эксперименты с томатами и персиками, помещенными перед черными и белыми стенами, показали, что более быстрый рост наблюдается в случае с черными стенами, тогда как продуктивность, благодаря более быстрому созреванию, увеличивается, если растения находятся перед белой стеной.

Шпалеры

Основная статья: Шпалера

Эффективны для обеспечения защиты от ветра в кратчайшие сроки, для разделения пространства на огороде и вокруг дома, для создания микроклимата (затенение и обогрев), а также в качестве временного укрытия для молодых деревьев, чтобы защитить их от солнца.

Небольшие ширмы вокруг отдельных деревьев и растений создают микроклимат, при котором на защищенном участке больше влаги, меньше ветра и периодически больше тепла.

Почва и мульчирование

Основная статья: Почва
Основная статья: Мульчирование

Почва не оказывает значительного влияния на микроклимат за счет того, что она проводит небольшое количество тепла и отражает небольшое количество света, а также благодаря различному содержанию воды и воздуха.

Так как мульча проводит очень незначительное количество тепла в землю, то весной ее лучше удалять с тех мест, где есть растения, для того чтобы почва могла прогреться.

Мульча легко абсорбирует влагу, а затем медленно отдает ее почве, что является благоприятным фактором во время жарких или ветреных периодов.

Растительность

Растительность оказывает существенное влияние на микроклимат. Именно размещение и использование растений (лес, роща, ветролом, кусты и вьющиеся растения) является тем фактором, который главным образом формирует микроклимат на участке.

Растительность может влиять на температуру на конкретном участке за счет следующих факторов:

  • испарение влаги (транспирация);
  • конвективная теплопередача;
  • тень;
  • защита от ветра;
  • теплоизоляция.

Транспирация

Растения в своих листьях преобразуют воду в испарения, которые затем отдают окружающему воздуху. Этот процесс требует определенного количества энергии, что вызывает охлаждение воздуха вокруг растения (как выделение пота у животных). Одновременно с падением температуры увеличивается влажность. Для того, чтобы этот процесс протекал должным образом, необходимо наличие достаточного количества влаги.

Конвективная теплопередача

В течение дня растения поглощают солнечную энергию. В лесу большое количество такой энергии поглощается лиственным покровом, при этом окружающий воздух нагревается и поднимается вверх. Холодный воздух затягивается в лес, который остается прохладным в течение всего дня. Ночью этот процесс протекает в обратном направлении, когда воздух более теплый, чем температура внешнего пространства, вытекает из леса. Лес изолирован густым шатром из листьев, и поэтому поток воздуха перемещается по краям.

Тень и солнечная ловушка

Блокируемый солнечный свет оказывает существенное влияние на микроклимат. Участок голой почвы может потерять до 20% своей первоначальной температуры, после того как окажется в тени. Листья имеют в 3 - 6 раз (в зависимости от густоты листвы) большую площадь, поглощающую энергию, нежели полотняный тент. Деревья с густой листвой задерживают до 75 - 90% солнечной энергии, тогда как редкая листва позволяет проникать сквозь себя большей части света. Деревья с пушистой листвой и те, у которых она окрашена в темный цвет, поглощают свет, а следовательно, и тепло. Блестящая, светлоокрашенная листва, наоборот, отражает солнечный свет.

Для того чтобы воспользоваться преимуществом, которое дает отраженный от листвы свет, вокруг дома дугой можно высадить деревья со светлыми листьями, вроде серебристого тополя. Если такая дуга обращена к солнцу, то отраженное от блестящих листьев тепло будет концентрироваться внутри нее, делая эту область более теплой по сравнению с другими (солнечная ловушка).

Ветер

Основная статья: Ветролом

Ветрозащитные растительные посадки (ветроломы) традиционно использовались для того, чтобы защищать дома, домашний скот и урожай от ветра, и они являются одним из наиболее эффективных способов контроля за микроклиматом. Среди преимуществ ветроломов можно отметить, что:

  • Ветроломы помогают снизить скорость ветра и эрозию почвы.
  • Защищают чувствительные к ветру растения, такие, как киви.
  • Уменьшают потери урожая, происходящие за счет стряхивания ветром на землю зерен и семян.
  • Влияют на температуру воздуха и почвы (в защищенном месте температура почвы может быть на несколько градусов выше).
  • Увеличивают количество влаги, благодаря образованию росы на листве.
  • Уменьшают смертность животных во время холодов.
  • Улучшают самочувствие животных в жаркое время.
  • Уменьшают потребности домашних животных в корме, если они могут есть листву тех деревьев, из которых устроен ветролом.
  • Обеспечивают ферму древесным материалом (старые ветроломы).
  • Расширяют жизненное пространство для насекомоядных птиц.
  • Улучшают условия для жизни и работы вокруг дома и на ферме.
  • Являются источником нектара для пчел и улучшают условия для опыления урожая (меньше ветра, затрудняющего перемещение пчел).

Теплоизоляция

Кустарники и лианы, размещенные рядом с домом, защищают его от ветра, а также создают дополнительное изолированное пространство между домом и посадками, уменьшая потери тепла.

Снег — тоже хороший изолирующий материал, если некоторое количество его находится на крыше или вплотную к теневой стене дома. Кусты и деревья могут помогать улавливать снег в необходимых для этого местах. Снег под ветроломом очень хорошо изолирует почву, играя роль температурного буфера (как и мульча). Снег медленно тает в солнечные дни, позволяя почве медленно и постепенно прогреваться. Но может иметь место как положительный, так и отрицательный эффект, в зависимости от того, какая растительность находится возле ветрозащитного пояса. Весенние побеги, к примеру, будут появляться в таких местах позже, чем там, где снег сходит быстрее.

Особенности размещения растительности

Для формирования специального микроклимата эффективно использовать лианы, почвопокровные растения и кустарники.

Вьющиеся виды и шпалеры

В ветреных местах растения страдают больше всего от недостатка укрытия. Чтобы исправить положение, лучше всего заняться устройством шпалер под прямым углом к стенам дома. Шпалеры служат многим целям. Они разделяют жилое пространство и места, предназначенные для отдыха и работы; препятствуют перемещению холодного воздуха вдоль стен (и выступают в качестве солнцеулавливателей), а также сами по себе являются базой для размещения на них вьющихся растений. Такие шпалеры могут отходить от углов дома или же просто разделять фасад на несколько частей, обеспечивая дополнительное пространство для скамеек, лужаек и огородов.

Очень часто пространства между большими зданиями и дороги превращаются в тоннели, по которым с большой скоростью движется ветер. Валуны, деревья, кусты или шпалерные системы могут эффективно устранить этот недостаток, блокируя пыль, шум, потоки холодного воздуха, которые являются следствием непродуманной организации. Подобный подход может быть применим ко всем видам дорог.

Кроме того что лианы могут быть использованы для защиты от ветра, надо также принять во внимание их потенциал как быстрорастущих видов (4,5 - 6 метров в год, в теплых и влажных условиях). Что может быть применено для создания необходимой тени на первых порах, пока не подросли более крупные деревья. Надо иметь в виду, что вьющиеся виды очень быстро разрастаются, что впоследствии затрудняет контроль за их распространением. Поэтому периодически такие растения нужно подрезать. Некоторые виды вьющихся растений врастают в известку, оконные рамы, кровлю, сточные трубы и разрушают их. Поэтому, прежде чем планировать размещение таких растений в каком-нибудь определенном месте, надо изучить все особенности присущие, конкретному виду.

Вьющиеся растения обладают неплохими теплоизолирующими свойствами, если их размещать на крыше и стенах зданий. Такое густое покрытие может уменьшить поглощение тепла на 70% и отдачу тепла на 30%. В регионах с умеренным климатом плющ использовался для этой цели на протяжении столетий. В жарком и засушливом климате вьющиеся растения с опадающими на зиму листьями, такие, как виноград, глициния и т.д., можно размещать на солнечной стороне дома или огорода, для того чтобы создавать тень.

Почвопокровники и мульча

Голая земля нагревается или охлаждается (в зависимости от сезона) намного сильнее, чем защищенная почва. Лучше всего держать землю открытой в весеннее время, когда ростки находятся еще под землей и почва нуждается в прогревании. В остальное время лучше, чтобы на земле находился какой-нибудь органический покров в виде низкорастущих видов или же мульчи.

Естественные покрытия (трава, ползучие растения) и мульча обладают следующими свойствами:

  • уменьшают нагрев почвы, испаряя влагу и создавая тень;
  • не излучают тепло впоследствии (так, как это делает пластик или камень);
  • защищают почву от эрозии;
  • не отражают свет;
  • сохраняют почву теплой или прохладной, в зависимости от погоды;
  • выступают в качестве барьера против сорняков (хотя иногда прополка все же необходима).

Под деревьями высаживается растительный покров (не из злаков, так как в этом случае молодые фруктовые деревья плохо развиваются). В зависимости от климата, в роли подобного покрытия может выступать долихос, дихондра, люпин или же густые посадки ноготков. Если такое покрытие устроено из вьющихся видов, то его нужно время от времени подрезать. Местные виды бобовых в этом случае подходят лучше всего, так как они повышают содержание азота в почве.

Кустарники

Кустарники обеспечивают концентрацию влаги вокруг дерева, а также защищают от холода в местах с неблагоприятным микроклиматом. Мариам и Джим Тайлер в Новой Зеландии высаживают ракитник порослевой на расстоянии 0,6 - 0,9 метров от авокадо, для того чтобы защитить молодые деревья от заморозков. Ракитник подрезается 2 - 3 раза в течение лета, в результате чего образуется некоторое количество топлива и мульчи, и в конце концов он срезается полностью.

Кустарники можно использовать для разделения участков на огороде, а также для защиты от ветра, особенно в прибрежных регионах. Всегда надо подбирать подходящий для данных условий вид, чтобы избежать в дальнейшем дополнительной работы.

Кустарники или даже уже растущие "вредные" сорняки можно использовать в качестве растений-нянек, обеспечивая мульчу, тень, защиту от ветра, заморозков и животных. Одновременно с этим такие растения могут позитивно влиять на содержание азота в почве. На северном побережье Новой Зеландии Ян Робертсон высаживает тамарилло в тех местах, где предварительно срезаны и разбросаны по земле кустарники. Дик Никколс использует механизмы естественной смены видов, для того чтобы возродить аборигенный лес в тех местах, где все пространство занято колючим дроком. В обоих случаях используются положительные качества уже присутствующего растения (мульча, защита от ветра и холода). Кустарник срезается и приминается вокруг дерева, которое в конце будет давать слишком много тени для того, чтобы кустарник мог развиваться. Такой способ может найти применение на участках, где, к примеру, растет большое количество ежевики.

См. также

Источники

Эта страница использует материалы Википедии. Оригинальная статья располагается на Микроклимат. Список авторов можно увидеть там же на странице истории. Как и на ПермаВики, текст Википедии доступен в соответствие с Creative Commons Licensed.
Экология
Понятия Экологические законы, правила, принципыПродуцентыКонсументыРедуцентыЭкотон
Экосистема БиосфераТипы экосистемЭкосистемы сушиМорские экосистемыПресноводные экосистемыБиогеоценозФацияБиомАгробиоценозАгроценозАнтропогенные экосистемыАнтропоэкосистема
Экотоп БиотопСтацияБиогенные элементыКлиматопМикроклиматКлиматЭдафотопРельефТопографияМестообитаниеГидротоп
Биоценоз ФитоценозЗооценозМикробоценозСинузияЦеноячейкаЭдификаторКонсорция
Функционирование СукцессияСукцессионный рядДеградация экосистемЭволюция экосистемКлимаксУправление экосистемамиЛимитирующие факторыПотоки энергииБиогеохимические циклыУстойчивость и долговечность экосистем