Температурные эффекты
ИСПАРЕНИЕ вызывает местную потерю тепла, а КОНДЕНСАЦИЯ – местное накопление тепла. В книге года о деревьях министерства сельского хозяйства США говорится следующее об эффектах испарения деревьев: «Обычный вяз среднего размера испаряет 6 750 кг воды в ясный жаркий день» и «Эвапотранспирация (в 100 см дождевых осадков) обычно не меньше 38 см в год».
Таким образом, при дневном испарении с деревьев воздух охлаждается в жаркую погоду, в то время как при ночной конденсации атмосферная вода согревает окружающий воздух. Влага не сможет сконденсироваться, если не будет поверхности куда конденсироваться. Листья обеспечивают эту поверхность. Поверхность листьев вероятнее будет прохладней чем что-либо другое вечером из-за дневного испарения, происходящего через устьицы листьев. Поскольку воздух тоже поднимается над деревьями, возникает некий холодный восходящий поток, объединение этих двух процессов обеспечивает конденсацию влаги на лес. Мы обнаружили, что листья на 26% состоят из воды, и имеют двойную удельную теплоту почвы, они прохладнее почвы днём, и теплее ночью. Температура растений где-то на 15 С° выше чем температура окружающего воздуха.
Небольшие открытые водохранилища или густорастущие деревья, защищающие дом от ветров, создают благоприятный микроклимат. Воздух, проходящий над открытым водоёмом, охлаждается летом, а зимой нагревается и насыщается дополнительной влагой. Но захват воды деревьями может оказывать и иссушающий эффект в жарких и влажно тропических зонах, поскольку деревья способны снижать влажность посредством прямого поглощения за исключением самых экстремальных условий.
Красноватые листья, появляющиеся на некоторых лианах или кустах, отражают главным образом лучи красного цвета. Резкие понижения температуры могут вызвать появление красной листвы в пограничной области тени и солнца, температура зелёных растений может быть на 20 Сº ниже (Добенмайр, 1974 г.). Беловатые растения, такие как полынь и берёза отражают 85% поступающего света, в то время как тёмные листья растений, находящихся в тени, могут отражать только 2%. Отсюда следует, что лианы, покрывающие крыши, со светлой или красной листвой могут эффективно снижать температуру зданий или шпалерных систем летом. Установка систем водораспыления и мульча под шпалерами может обеспечить дополнительное охлаждение, таким образом, при испарении создаётся прохладная область плотного воздуха. Этот эффект можно очень полезным образом использовать для понижения высокой температуры зданий летом, и для обеспечения источников прохладного воздуха, который естественным образом затягивается в систему сквозного вентилирования.
6.5
Деревья и осадки
Деревья помогли сформировать наши почвы и атмосферу. Первое посредством механического (корневое давление) и химического (гуминовые кислоты - сложная смесь пририродных органических соединений, образующихся при разложении отмерших растений и их гумификации (биохимического превращения продуктов разложения органических остатков в гумус при участии микроорганизмов, влаги и кислорода атмосферы). Гуминовые кислоты влияют на органолептические свойства воды (запах, цвет), ускоряют коррозию металла, оказывают отрицательное влияние на развитие водных микроорганизмов, влияют на химический состав воды (снижают содержание кислорода, влияют на ионные и фазовые равновесия) разрушения горных пород, они активируют жизненные процессы, такие как образование гумуса и разложение веществ миллиардами сапрофитов. Второе посредством газового обмена формируют и поддерживают кислородную атмосферу и круговорот воды, жизненно необходимого для всего живого на Земле.
Формирование атмосферы это результат реактивных процессов, леса могут выполняют около 80% работы, остальная часть приходится на океанический или водный обмен. Во многих городах и территориях лишённых леса, как например Греция, больше не производится кислород, который там потребляется.
Основное влияние деревьев на процессы испарения воды и воздушные потоки:
Компрессия воздушных потоков и возникающая в результате турбуленция в воздушном потоке;
Явление конденсации, особенно ночью; повторное увлажнение за счёт трансформации воды в газообразное состояние;
Снег и эффекты таяния; и
Обеспечение ядер дождевых капель.
В свою очередь мы можем использовать каждый из этих эффектов (осознавая, что они также взаимодействуют).
ЭФФЕКТЫ КОМПРЕССИИ И ТУРБУЛЕНЦИИ
Воздушные потоки проходят через лес. Потоки, сталкивающиеся с границей леса, частично отражаются от него (около 60% воздуха) и частично поглощаются деревьями (около 40% воздуха). В пределах 1000 метров воздух, содержащий в себе тонны воды и пыли, поступает в лес и останавливается там. Лес поглотил эти колоссальные энергии, в результате чего воздух едва ощутимо нагревается внутри леса, и повышается общая влажность среди деревьев (в среднем на 15-18% выше чем в окружающем воздухе), и в этом воздухе не обнаруживается пыль.
Под пологом леса, негативные ионы, производимые в ходе жизненных процессов, вызывают слипание частичек пыли (++) и их рассредоточенное оседание на земле.
Streaming ПЕРЕМЕЩЕИЕ ПОТОКОВ Rain in traverse bands behind barrier. Turbulence (Ekman spirals) compression. (to 20xh) ДОЖДЬ В ПОПЕРЕЧНЫХ ПОЛОСАХ ЗА ПРЕПЯТСТВИЕМ. ТУРБУЛЕТНАЯ КОМПРЕССИЯ (СПИРАЛИ ЭКМАНА) (В 20 РАЗ БОЛЬШЕЙ ВЫСОТЕ) Wind or wave path ПУТЬ ВЕТРА ИЛИ ВОЛНЫ Ekman spirals СПИРАЛИ ЭКМАНА Etc. И Т.Д. Wave front (plan) ФРОНТ ВОЛНЫ (ВИД СВЕРХУ) 15° change with each spiral ИЗМЕНЕНИЯ В 15° В КАЖДОЙ СПИРАЛИ
РИСУНОК 6.3 СПИРАЛИ ЭКМАНА Ветровое завихрение, повторяющееся 4-5 раз понизу, вызывает компрессию воздушных потоков, что приводит (в правильных условиях) к образованию дождевых полос. |
По краю леса широкоствольные и ветроустойчивые деревья защищают от ветров на фронтовой линии. Если мы спилим ветроустойчивые деревья по краю леса и устраним эту защиту, то ветра с частицами соли, пыли или простые ветра могут уничтожить или повалить менее устойчивые виды деревьев с более хрупкими стволами внутри леса. Это довольно распространённое наблюдаемое явление, которое я называю «нарушение границ». В качестве меры противодействия мы можем высадить крепкие, устойчивые деревья типа ветроломов, чтобы защитить находящиеся по ветру насаждения. Поэтому мы должны помнить, что деревья на границе леса обеспечивают неотъемлемую и постоянную защиту, и их никогда нельзя спиливать или устранять.
Если сухой горячий воздух поступает в лес, то в тени он охлаждается и насыщается влагой. Если холодный и влажный воздух поступает в лес, то он нагревается, осушается и медленно выпускается через кроны деревьев. Мы можем видеть, как этот тёплый влажный воздух поднимается над лесом в виде туманных спиралей. Леса преобразуют температуру и влажность крайних степеней до оптимального уровня, благоприятного для жизни.
Ветра, отклонённые лесом, вызывают компрессию в воздушных потоках, эффект распространяется на высоту в 20 раз большую чем высота дерева, так что деревья в пределах высоты 12 м вызывают компрессию воздуха в 244 м над ними, соответственно увеличивают испарение воды на единице объёма, а также охлаждают восходящий воздушный поток. Оба этих процесса способствуют дождю.
Поскольку эти эффекты происходят по КРАЮ леса, отдельная зелёная изгородь с 40% проницаемостью вызовет аналогичную компрессию. На ровной местности особенно на пути береговых ветров размещение мелкой сетки дождемеров в таких странах как Голландия и Швеция позволило обнаружить, что 40% дождей замеряемых с подветренной стороны деревьев и холмов высотой 12 м и более были вызваны данным процессом компрессии. Если скорость ветра выше (32 км/ч или более), то воздушные потоки могут сохраняться и дождь выпадает перпендикулярно ветровой преграде. Но при более низкой скорости ветра (обычные ветра) происходит турбуленция и завихрение.
Поток ветра над зелёной изгородью или над краем леса описывает путь спирали с 58 повторяющимися завитками по ветру, так что в атмосфере образуется ряд фронтов сжатия на этот раз параллельных ветровой преграде. Это явление впервые было описано Экманом относительно формирования фронтов сжатия над волнами в море. Спирали Экмана над деревьями или отвесными берегами могут привести к образованию упорядоченной серии облаков, очень часто стройных рядов. Они не идеально ровные вначале, но отражаются от препятствия и под воздействием силы Кориолиса (Си́ла Кориоли́са — одна из сил инерции, существующая в неинерциальной системе отсчёта из-за вращения и законов инерции, проявляющаяся при движении в направлении под углом к оси вращения) направление ветра меняется, так что ветер прошедший через живую изгородь может отклониться на 5-15° от первоначального курса. (Можете представить, что ряды зелёной изгороди, высаженные для того чтобы воспользоваться этим эффектом, могут привести к круговому ветру вдоль большой наземной спирали.)
Ветра на море и впрямь формируют большие круги и приносят циклонические дожди на западные океанические побережья всех континентов. Сами эти циклоны создают фронты тёплого и холодного воздуха, и способствуют формированию дождя. В итоге зелёные изгороди поперёк ветровых систем оказывают очень большое влияние на воздушные потоки, проходящие над ними, как следствие влияют на местный климат и выпадение дождей.
ЯВЛЕНИЕ КОНДЕНСАЦИИ
На морских побережьях островов и континентов поверхность земли относительно более тёплая, в результате к вечеру образуются медленные воздушные потоки на берегу, во многих областях более холодный насыщенный влагой воздух течёт к берегу.
Condensation on trees 85% - Конденсация на листву деревьев 85% Rain 15% - Дождь 15% Precipitated on organic nuclei (55% of rain) Конденсация на органические ядра (55% дождя) Caused by spiraling induced by trees (40%of rain) Вызвано спиралями, созданными деревьями (40% дождя)
РИСУНОК 6.4 ПРОЦЕНТНОЕ СООТНОШЕНИЕ ОБЩИХ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ На склонах, обращенных к морю, деревья, действующие как конденсаторы, источники бактериальных льдообразующих ядер, увлажнители воздушных потоков и индукторы компрессии линий потоков, создают основные условия, вызывающие выпадение атмосферных осадков. |
Там, где влажный воздух протекает над быстро охлаждающимися поверхностями стекла, металла, камней или над тонкими пластинами листьев, происходит конденсация и формируются капельки воды. На листьях этому могут сильно поспособствовать колонии бактерий (Pseudomanas), которые также служат в качестве ядер для ледяных кристаллов, оседающих на листьях.
Эти насыщенные влагой воздушные потоки вызывают появление мхов и лишайников на камнях, образованных свежими базальтовыми потоками, но что более важно, они конденсируются на деревьях и создают обильную росу, которая в таких условиях может гораздо превзойти дождевые осадки. Конденсат в виде росы может быть высок настолько, что составлять 80-86% от общей суммы осадков на горных склонах островов или на морских побережьях и фактически производит густые дождевые леса Тасмании, Чили, Гавайских островов, Вашингтона/ штата Орегон и Скандинавии. Благодаря этому возникли секвойные леса Калифорнии и лавровые леса донормандских Канарских островов (теперь это аридная зона из-за практически полной вырубки леса испанцами).
Prevailing winds – ПРЕОБЛАДАЮЩИЕ ВЕТРА 100% sea origin – 100% МОРСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ 60% sea origin – 60% МОРСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ 40% forest origin – 40% ЛЕСНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ 50% sea origin – 50% МОРСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ 50% ??? Sea evaporation: 7% of total atmosphere water – ИСПАРЕНИЕ МОРСКОЙ ВОДЫ: 7% ОТ ОБЩЕЙ АТМОСФЕРНОЙ ВОДЫ 25% evaporated – 25% ИСПАРЯЕТСЯ 60% wind over – 60% ЗАКРУЧИВАЕТСЯ В СПИРАЛЬНОМ ПОТОКЕ 40% through – 40% ЧЕРЕЗ ЛЕС Rain 100% - ДОЖДЬ 100% 50% transpired – 50% ИСПАРЯЕТСЯ РАСТЕНИЯМИ Condensation nuclei – ЯДРА КОНДЕНСАЦИИ (Ядро конденсации - небольшая частица жидкости или твердого тела, например, пыли, в атмосфере, на которую начинает оседать конденсирующийся водяной пар в виде крошечных капель воды или кристаллов льда. В результате этого процесса возникает ОБЛАКО.) Re-evaporation&transpiration – ПОВТОРНОЕ ИСПАРЕНИЕ И ТРАНСПИРАЦИЯ Eckman spirals increased by trees – СПИРАЛИ ЭКМАНА УСИЛИВАЕМЫЕ ДЕРЕВЬЯМИ 26% to rivers – 26% К РЕКАМ Condensation and throughflow to rivers, springs, humus??? – КОНДЕНСАЦИЯ И СКВОЗНОЙ ПОТОК К РЕКАМ, РОДНИКАМ, ? ГУМУСУ? If these trees are cut rainfall may decrease 50% - ЕСЛИ СРУБИТЬ ЭТИ ДЕРЕВЬЯ, ТО ДОЖДИ МОГУТ СНИЗИТЬСЯ НА 50% Ocean - ОКЕАН Land and rivers – СУША И РЕКИ Foothills ПОДНОЖИЕ ГОР
РИСУНОК 6.5 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЛЕСА И КЛИМАТА (Основано на работе, проведённой в Бразилии). Материковые леса производят большую часть воды для последующих дождей; переработанная вода повторно испаряется и переходит в воздушный поток.
The birth of clouds: РОЖДЕНИЕ ОБЛАКОВ: Water is returned to the air by trees helping to create clouds – ВОДА ВОЗВРАЩАЕТСЯ В ВОЗДУХ ПОСРЕДСТВОМ ДЕРЕВЬЕВ, СПОСОБСТВУЮЩИХ ОБРАЗОВАНИЮ ОБЛАКОВ. Transpiration – the release of water through the pores of trees and other plants – accounts for up to half or even more, of all moisture returned to the air. ТРАНСПИРАЦИЯ – ВЫСВОБОЖДЕНИЕ ВОДЫ ЧЕРЕЗ ПОРЫ ЛИСТЬЕВ ДЕРЕВЬЕВ И РАСТЕНИЙ, СОСТАВЛЯЕТ ПОЛОВИНУ ИЛИ ДАЖЕ БОЛЬШЕ ОТ ОБЩЕГО КОЛИЧЕСТВА ВЛАГИ, ВОЗВРАЩАЕМОЙ В ВОЗДУХ.
Total amount of water recycled by the forest 74,1% - ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ВОДЫ ПЕРЕРАБОТАННОЕ ЛЕСОМ 74,1% Water evaporated from leaf surfaces 25,6% - ВОДА ИСПАРЯЕМАЯ С ПОВЕРХНОСТИ ЛИСТЬЕВ 25,6% Rainfall - ДОЖДЬ Water returned to air by transpiration 48,5% - ВОДА ВОЗВРАЩАЕМАЯ В ВОЗДУХ С ПОМОЩЬЮ ТРАНСПИРАЦИИ 48,5% Evaporation from forest soil 0% - ИСПАРЕНИЕ С ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ 0% Ground water runoff: 25,9% - СТОК ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД 25,9%
After Lipingki – АВТОР ЛИПИНГКИ N.Y. Times – НЬЮ-ЙОРК ТАЙМС
100% forest origin (contains organic nuclei and plant nutrients). 100% ЛЕСНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ (СОДЕРЖИТ ОРГАНИЧЕСКИЕ ЯДРА И ПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА ДЛЯ РАСТЕНИЙ) 15% falls as rain and snow - 15% ВЫПАДАЕТ В ВИДЕ ДОЖДЯ И СНЕГА Permanent “cloud forest" on peaks (standing cloud) – ПОСТОЯННЫЙ "ЛЕС ОБЛАКОВ" НА ПИКЕ ГОР Evapotranspiration - ЭВАПОТРАНСПИРАЦИЯ Condensation and stream flow - КОНДЕНСАЦИЯ И СТРУЙНЫЙ ПОТОК 85% condensed in trees: mist forests – 85% КОНДЕНСИРУЕТСЯ НА ДЕРЕВЬЯ: ТУМАННЫЕ ЛЕСА (Туманные леса — тропический горный вечнозелёный лес. Туманный лес расположен в тропиках на склонах гор в полосе конденсации туманов, начинается, как правило, от высот 500—600 м и достигают высоты до 3500 метров над уровнем моря.) If these trees are cut precipitation may decrease 80% - ЕСЛИ ЭТИ ДЕРЕВЬЯ СРУБИТЬ, ТО АТМОСФЕРНЫЕ ОСАДКИ МОГУТ СНИЗИТЬСЯ НА 80%. If these trees are cut cloud may lift off mountains (as in Hawaii) and no water will condense on trees making reafforestation very difficult. – ЕСЛИ ЭТИ ДЕРЕВЬЯ СРУБИТЬ ОБЛАКА МОГУТ УЙТИ С ГОР (КАК НА ГАВАЯХ) И ВОДА БОЛЬШЕ НЕ БУДЕТ КОНДЕНСИРОВАТЬСЯ НА ДЕРЕВЬЯХ, ЧТО ОЧЕНЬ ОСЛОЖНЯЕТ ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЕ. Mountains – ГОРЫ. |
Одиночное дерево как гигантский Тиль (Ocotea foetens) может представлять 16 Га ровной поверхности листьев для морского воздуха, на одном гектаре может быть около 100 таких деревьев, таким образом, деревья чрезвычайно увеличивают поверхность для осуществления конденсации. Чем выше деревья, как например леса из гигантских секвой и белых канадских сосен, тем больший объём влажного воздуха перехватывается, вследствие чего выпадает больше осадков.
Все типы деревьев действуют как конденсаторы; примеры - сосны Канарские, лавровые деревья, дубы падуболистные, секвойи, эвкалипты и лжетсуги тиссолистные. Вечнозелёные деревья действуют весь год, но даже лиственные могут улавливать влагу зимой. Кто не стоял под огромным деревом, с которого идёт продолжительный «мягкий дождь» в ясный безоблачный вечер? В некоторых садах, устроенных в таких условиях, потихоньку улавливается собственная вода, в то время как соседние страдают от засухи.
Эффекты конденсации деревьев могут быть очень быстро сведены на нет. Вырубка лесов вызывает высыхание рек, болот, мелководий и распространение засухи. Всё это может произойти в течение жизни одного человека. Выпадение осадков из чистого воздуха гораздо меньше чем из тумана, при котором выпадение осадков в виде конденсата часто превышает уровень осадков от местных дождей. Адвективные туманы (Адвективные туманы — образуются вследствие охлаждения тёплого влажного воздуха при его движении над более холодной поверхностью суши или воды. Их интенсивность зависит от разности температур между воздухом и подстилающей поверхностью и от влагосодержания воздуха.) наиболее заметны, когда холодные течения, такие как Ойя-Сио вдоль берегов Восточной Азии и Лабрадорское течение вдоль берегов северо-восточной Америки вызывают образование влажных береговых воздушных потоков весной и летом. На побережьях, обращённых на юг, около острова Ньюфаундленд 158 туманных дней в году. Везде, где горы или их подножия подвержены ветрам, направленным к берегу, конденсация туманов, вероятно, превосходит осадки, выпадающие в виде дождей. Согласно измерениям конденсация туманов составляет 130-330 см на Столовой горе (южная Африка) и на острове Ланаи (Гавайи), в обоих случаях конденсация превосходит дожди. Секвойные леса в Калифорнии были некогда ограничены туманным поясом, но они будут хорошо расти в областях с большим количеством дождей без туманов (Чанг, 1968 г.). В Швеции «…покрытые лесом горы, поднимающиеся на 3050 м над окружающими равнинами, могут вызвать выпадение осадков (только дождь) в период циклонов (фронтов), которые на 50-80% выше по сравнению со средним уровнем дождей на равнине.» Во многих странах, однако, дождемерная сеть слишком груба, чтобы выявить такие небольшие вариации (Хорлей и Берри, 1971 г.).
ПОВТОРНОЕ УВЛАЖНЕНИЕ ВОЗДУШНЫХ ПОТОКОВ
Если дождь идёт снова и снова, то облака, перемещающиеся над сушей, в основном несут воду, испарённую лесами, и меньше воду, испарившуюся с моря. Леса образуют облака из водяного пара, испаряющегося с листьев за день и транспирируемой воды в ходе жизненных процессов. На гористых островах, на вершинах покрытых лесом держится шапка из облаков, но если леса срубить, то она исчезнет. Огромное облако-мост от лесов Мауи до острова Кахоолаве, о котором ещё помнят отцы нынешних гавайских жителей, исчезло, так как верхние леса были уничтожены при вырубке и выпасе скота на острове Мауи и Кахоолаве лишился облачной шапки, и нижний остров обнажился лучам солнца. Вместе с облаком исчезли леса, высохли реки, и теперь Кахоолаве настоящий пустынный остров, который используется сейчас как полигон для бомбометания воздушными силами США.
Крупное вечнозелёное дерево как эвкалипт Eucaliptus Globulus может выкачивать 3600-4500 л в день, что равнозначно осушению Помтинских болот в Италии Муссолини. С помощью шестидесяти таких деревьев или около того на гектаре десятки тысяч литров воды возвращаются в воздух и превращаются в облака.
Лес способен вернуть (в отличие от моря) 75% своей воды в воздух «в достаточно большом количестве, чтобы сформировались новые дождевые облака.» [Бейард Вебстер «Влияние лесов на погоду, задокументированное в долине реки Амазонки», газета Нью-Йорк Таймс (раздел науки), 5 июля 1983 г.]. Покрытые лесом территории возвращают влагу в десять раз больше чем оголённые земли и в два раза больше чем луга. Фактически, что касается самой атмосферы, «вода, высвобождаемая через деревья и другие растения составляет половину или более от всей влаги, возвращаемой в воздух.» (Вебстер, тот же источник). Это очень важное открытие даёт ещё больше сведений о взаимосвязи между опустыниванием и обезлесиванием.
Эти данные не может игнорировать никакое правительство. Засуха в одной области может напрямую повлиять на обезлесивание со стороны ветра. Это исследование «ясно показывает, что природная растительность играет важную роль в формировании погодных паттернов» (цитата Томаса И. Лавджоя, вице-президента Научного фонда, Всемирного фонда дикой природы).
Облака формируются над лесами, такие облака это смешение океанического и лесного водяного пара, ясно различимые при тщательном анализе изотопов. Пар, испаряющийся над лесом, содержит больше органических ядер и растительных питательных веществ чем «чисто» океаническая вода. Измеряются кислородные изотопы, для того чтобы определить тот вклад, который могут внести леса в формирование любой системы облаков. Из 75% воды, возвращаемой деревьями в воздух, 25% испаряется с поверхности листьев, 50% транспирируется. Оставшиеся 25% дождевой воды просачиваются в почву и достигают рек. Река Амазонка выводит 44% воды от всех выпадающих дождей, таким образом, оставшаяся часть либо остаётся в лесу, либо обратно возвращается в воздух. Более того, над лесами влаги, выпадающей в виде дождей в два раза больше чем та влага, которая доступна из поступающего воздуха, таким образом, леса постоянно перерабатывают воду в воздух и дождь, производя 50% собственного дождя (Вебстер, тот же источник). Эти открытия навсегда развенчивают миф о том, деревья и погода не взаимосвязаны.
Вогель (1981 г.) применяя «принцип проводимости» жидкостей к дереву, вычислил, что соки могут подняться в молодом дубе в сорок раз быстрее, чем идёт испарение с листьев (требуется только 7% общей площади ствола в качестве проводной ткани при скорости движения сока 1 см/сек.). Таким образом, определённо, что только где-то одна пятидесятая ксилемы проводит сок наверх в любой момент времени, а большая часть клеток ксилемы содержит либо воздух, либо сок, которые находятся в состоянии покоя. Возможно также, что дерево перемещает воду вверх в импульсном режиме, а не в общем или постоянном струйном потоке.
При таком быстром сокодвижении, мы, всё же, можем легко представить, как большое дерево или заросли из меньших деревьев перерабатывают и испаряют воду в атмосферу.
Меня удивляет то, как у нас ещё осталась хоть какая-то вода и почва, после того как мы вырубили леса. Существуют десятки случаев такого истощения водных ресурсов современных и стародавних времён, как например на Канарских островах, после чего последовало обезлесивание, где некогда текли реки и били источники. Стратегии дизайна очевидны: в срочном порядке сохранять оставшиеся леса и сажать деревья, чтобы увеличить конденсацию на склонах гор, обращённых к морю.
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СНЕГ И ТАЛУЮ ВОДУ
Хотя деревья задерживают некоторую часть снега, их воздействие заключается в улавливании снега по краям групп деревьев и кустарников, они удерживают 75-95% выпавшего снега в тени. Таяние задерживается на 210 дней по сравнению с открытой землёй, таким образом, таяние снега происходит постепенно. Снег, задержанный деревьями по большей части впоследствии тает, в то время как на открытом участке его может поднять в воздух. Таким образом, благотворное влияние деревьев на высокогорных склонах не ограничивается только побережьями во влажных зонах. В гористой местности в зонах холодного климата, как например, на внутренней территории США или в Турции около горы Арарат тонкая пелена зимнего снега либо сдувается с голых гор и тает в более тёплом воздухе или тут же превращаются в водяной пар под ярким зимним солнцем. Ни в том ни в другом случае снег после таяния не попадает в подземные воды, а лишь исчезает безполезным образом, и до нижних склонов не доходят потоки воды.
Даже тонкий пояс из деревьев улавливает большие количества перемещаемого снега. В результате мы имеем продолжительное поступление талой воды в высокогорные источники и потоки рек на нижних высотах. Когда леса были вырублены для получения шахтного лесоматериала в 1846 году на озере Пирамид, штат Невада, перестали течь реки, а уровень озёр упал. Плюс к этому отвод рек и ирригация, привели к тому, что озёра с некогда богатой фауной, рыбой и водными птицами превратились в пыльный котёл, как озеро Виннемукка. Индейцы куйюдика (пайюты), которые живут там, лишились рыбы, водоплавающих птиц и пресной воды меньше чем за 100 лет. Ковбои одержали победу на день, но при этом разрушили будущее.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЯДЕР ДЛЯ ДОЖДЯ
Восходящие спирали влажного воздуха, идущие от леса, несут вверх насекомых, пыльцу и бактерии. Они лучше всего просматриваются, когда чайки, стрижи и ибисы парят по спирали вместе с тёплым воздухом и ловят насекомых, поднимаемых с леса; в их зобе содержатся остатки насекомых. Именно эти органические воздушные частицы (главным образом пыльца, листовая пыль и бактерии) создают ядра для дождя.
Ливни с градом, которые являются бедствием для чайных плантаций в Кении вполне могут быть вызваны чайной пылью, поднимаемой ногами собирающих и разносимой ветром. «Раз поднявшись в воздух, частицы легко попадают в грозовые фронты и способствуют формированию дождей с градом, которые бомбардируют территории, с растущим чаем в поражающем количестве… Кенийский органический опад чайной листвы вызвал замерзание воды в тестовой камере всего лишь при температуре -5°С, для сравнения точки замерзания -11 °С для листового опада эвкалиптового леса, и -8°С для опада местных девственных лесов» (штата Колорадо). То есть чайный листовой опад «это гораздо лучший реагент для засева облаков чем иодид серебра, который требует температуры от -8°С до -10°С.» (Нью Сайентист, 22 марта 1979 г.). Таким образом, вещества, обеспечиваемые растительностью, могут служить решающим фактором в выпадении дождей внутри континента благодаря лесам.
Все эти факторы достаточно ясные, чтобы их понял любой человек. Сомневаться во взаимосвязи лесов и круговорота воды это всё равно что, сомневаться в том, что из груди матери течёт молоко, это аналогия с водой племенных людей. Деревья были «волосами земли», которые улавливали туманы и благодаря которым текли реки. Такие метафоры это ясные аллегоричные указатели к разумному поведению, руководствуясь которыми гавайцы (которые сами недавно вызвали экологические катастрофы) наложили «табу» на вырубку лесов и даже на прокладку дорог через горные склоны и отнесли горные деревья к священной или защитной категории. Теперь мы начинаем понимать, что лежит в основе этих верований, и можем сами рассматривать деревья как наших незаменимых друзей, которые дают нам всё необходимое в жизни и заслуживают нашей заботы и уважения.
В зависимости от того, какие мы стратегии применим на участке, у нас будет или недостаток или изобилие воды. Для начала мы должны исследовать, каким образом мы можем увеличить осадки на местном уровне. За исключением случаев, когда в воздухе и на земле вокруг нас (всегда где-нибудь да есть) совершенно нет воды, мы можем увеличить количество воды на участке. Вот некоторые основные стратегии улавливания воды из воздуха:
Мы можем охладить воздух с помощью тени или обеспечив прохладные поверхности, вдоль которых будет течь воздух, используя деревья и кусты или металлические и стеклянные поверхности.
Мы можем охладить воздух, стимулируя его подъём на большую высоту с помощью ветроломов или восходящих потоков от нагретых или голых поверхностей (большие забетонированные площади), или с помощью механических средств (большие промышленные вентиляторы).
Мы можем обеспечить ядра конденсации, на которых формируются дождевые капли, это пыльца, бактерии и органические частицы.
Мы можем сжать воздух, чтобы увеличить количество воды на единицу объёма воздуха, вызывая сжимание линий потоков над деревьями и объектами или турбулентность в воздушных потоках (спирали Экмана).
Если посредством любой стратегии мы сможем охладить воздух и обеспечить подходящие поверхности конденсации или ядра, то мы можем увеличить выпадение осадков на местном уровне. Деревья, особенно поперечные ветру полосы из высоких деревьев, соответствуют всем этим критериям в одной интегрированной системе. Они также сохраняют воду, оказывая влияние на местные климатические изменения. Таким образом, мы совершенно определённо рассматриваем деревья в качестве стратегии для создания большего количества воды для местного пользования.
Подведём итог, нам не стоит полагать, что «дождь» зависит только от общей суммы местных выпавших осадков, особенно если мы живём в пределах 30-100 км от побережья (как это делается в мире в большинстве случаев), и нам не стоит воспринимать общую сумму осадков как то, что нельзя изменить (в обоих направлениях) с помощью наших действий и дизайна участка.
6.6