Тепловой режим местообитаний

Калане радиации на земной поверхности. Как уже отмечалось, па верхней границе атмосфера получает инсоляцию в объеме солнечной постоянной (около 1,353 кВт/м2), но далеко не весь прямой поток радиации доходит до поверхности почвы и формирует тепловой режим местообитаний (часть энергии отражается, рассеивается или поглощается элементами атмосферы) (см.

разд. 6.1). Длинноволновую тепловую часть излучения сильно поглощают диоксид углерода и непостоянные составляющие атмосферы (пыль, водяные пары, газовые примеси). Ночью «парниковый эффект» удерживает тепло у поверхности почвы (иначе температура в это время опускалась бы намного ниже нуля). Так атмосфера смягчает суточные температурные колебания.
Среднее количество солнечной энергии, падающей на единицу площади земной поверхности, зависит от многих условий. Оно прямо связано с географической широтой, что объясняется, во- первых, тем, что в высоких широтах лучи входят в атмосферу не под прямым углом и их энергия распределяется на большую площадь земной поверхности. Во-вторых, лучи, проникающие в атмосферу не под прямым углом, проходят через больший слой воздуха и при этом значительная часть их отражается. Имеет значение также облачность. Поэтому с возрастанием широты отмечается снижение среднегодовых температур. Количество солнечного тепла, достигающего земной поверхности, меняется и по сезонам: его больше летом, когда лучи падают отвеснее. И в ясные дни почва принимает тепла больше, чем в пасмурную погоду.
Одновременно с прогревом идет и отдача тепла земной поверхностью. Во-первых, тепло проникает в глубь почвы. Оно зависит от теплопроводности: чем она больше, тем меньше поверхность нагревается. Большое значение имеют верхние слои почвы. Например, из-за малой теплопроводности подстилки весной почва остается холодной. У сухой почвы теплопроводность невысока, поэтому ночью после засухи почва нередко становится холоднее воздуха. На проникновение тепла в почву сильно влияет и снежный покров: зимой на определенной глубине температура почвы выше воздушной.
Другой путь отдачи тепла почвой — излучение, происходящее в основном в инфракрасном диапазоне. Оно сильно поглощается атмосферой (это называется противоизлучением атмосферы), приводя к прогреву нижних слоев воздуха. Чем больше противоизлучение атмосферы, тем меньше общая величина земного излучения. Этот параметр называют эффективным излучением земной поверхности и определяют как разность между излучением земной поверхности и энергией, получаемой ею обратно от противоизлучения атмосферы. Из-за возрастания противоизлучения при облачности, тумане и задымлении эффективное излучение в эти периоды сильно падает. Поэтому при заморозках сады пытаются спасать дымом. Эффективное излучение велико при сухом воздухе и безоблачном небе в пустынях, потому для них характер-

иы холодные ночи. Эффективное излучение усиливается и при подъеме в горы, так как противоизлучение сильно уменьшается с истончением слоя воздуха над поверхностью.

Поэтому в альпийском поясе выражена контрастность микроклимата (интенсивная радиация днем и сильная потеря тепла ночью из-за возросшего эффективного излучения). В лесу эффективное излучение уменьшается, так как кроны увеличивают противоизлучение (И. М. Куль- гиасов, 1982).
Третий путь отдачи тепла почвой — теплообмен. Он имеет большое значение для нагрева припочвенного воздуха, который эффективно прогревается прямой теплоотдачей с поверхности субстрата. Нагретый воздух легче и он поднимается, а холодные плотные воздушные массы размещаются внизу. В местообитании воздух постоянно перемещается, поэтому температура нижнего слоя очень изменчива.
Тепло теряется и при испарении, поэтому температура почвы зависит от влажности. Тепло, затрачиваемое на испарение с влажных почв, может составлять до 30 % теплооборота. К тому же теплопроводность сырых почв выше, что ведет к еще большему их охлаждению. Поэтому при равной инсоляции поверхность сырой почвы холоднее. Отдача полученного при поглощении радиации тепла неодинакова на разных поверхностях. Так, воздух над морем почти не получает от него тепла. Мало отдают тепла песок и скалы. А сфагновый покров, снег и особенно листовая подстилка передают воздуху большую часть поступившего тепла (листовой опад более 90%) (Г. Вальтер, 1982) (рис. 7.1).
Баланс радиации, которую получает поверхность за определенное время, складывается из баланса коротковолновой радиации и длинноволнового теплового излучения. Баланс коротковолновой радиации показывает поступление энергии в местообитание и состоит из прямой солнечной радиации, рассеянного света неба за минусом отраженной коротковолновой части. Длинноволновый баланс показывает в основном потерю энергии и складывает-

Рис. 7.1. Реализация получаемого тепла при поглощении радиации различными видами земной поверхности (по Г. Вальтеру, 1982)



Рис. 7.2. Потоки коротковолновой (Ф5) и длинноволновой (Ф7) лучистой энергии между листом и его окружением (по кн.: Фотосинтез и биопродуктивность: методы определения, 1989)
ся из длинноволнового обратного излучения атмосферы за вычетом теплового излучения тел. Все это влияет на потоки энергии между растением и его окружением (рис. 7.2). Общий баланс радиации положителен, если коротковолновая его часть превышает длинноволновую (приход радиации больше потери энергии). Это характерно для фазы инсоляции, которая имеет место днем и заканчивается перед заходом солнца. Баланс становится отрицательным, если потерю энергии перестает компенсировать ее поступление. Это происходящая ночью фаза излучения. Избыток энергии из этого баланса идет на фотосинтез, испарение, нагрев растений, почвы и воздуха. 

Еще по теме Тепловой режим местообитаний:

1. Биотоп: местообитание и факторы внешней среды Местообитание и местопроизрастание
2.    Тепловой удар
3. Тепловой удар
4. ТЕПЛОВОЙ УДАР (ГИПЕРТЕРМИЯ) - НУРЕкТНЕкМ1А
5. Основные местообитания и жизненные формы водных животных.
6. Глава II. МЕСТООБИТАНИЯ ЛОСЯ
7. МЕСТООБИТАНИЯ ДРЕВНЕЙШИХ НАСЕКОМЫХ НА СУШЕ
8. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ К СВЕТОВОМУ РЕЖИМУ
9. , Водный режим
10. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ТОРФЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ЭВТРОФНОГО БОЛОТА В.              Ю. Виноградов, Н. Г. Инишев
11. 5.3. НАРУШЕНИЕ РЕЖИМА КОРМЛЕНИЯ
12. V.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ВОЗДУХА НАСЕЛЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
13. Водный режим экосистем
14. РЕЖИМ ПОЧВЕННО-ГРУНТОВЫХ ВОД ОСУШЕННЫХМЕЛКИХ ТОРФЯНИКОВ
15. Приспособления растений к режиму влажности. 
16. Глава 4. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ПОЧВ