是什么原因导致小气候raybet雷竞技最新
小气候raybet雷竞技最新是由当地的差异或水的热量接收或被困在地表附近。小气候可能不同raybet雷竞技最新于周围环境,获得更多的能量,所以这是一个小比周边暖和。另一方面,如果它是阴影可能平均冷却器,因为它没有得到太阳的直接加热。其湿度可能不同;水可能积累使事情有挡板,或可能会有更少的水,这样它是干燥的。风速也可能不同,影响温度和湿度,因为风会移除热量和水蒸气。所有这些影响进入“制造”的小气候。raybet雷竞技最新
以下4.4.1土壤表面和下面
土壤暴露在太阳白天升温和降温。几厘米的表面,白天的温度可以极端:50°C或更干燥沙漠气候raybet雷竞技最新当没有水蒸发和土壤降温。甚至高山区,暴露出来黑暗的土壤表面加热直接由太阳可以达到80°C-hot足以杀死任何生命。
晚上一个裸露的土壤表面冷却迅速,到了早上它最终可能超过20°C比白天凉快。然而,只有15厘米降昼夜之间的波动是只有5°C,因为这一天的热量缓慢穿过土壤。因此,土壤的深度有自己的完全独立的气候:小气候有别于在表面。raybet雷竞技最新在30厘米有昼夜温度并没有本质的区别,因为土壤是如此远离表面;它呆在所有昼夜平均气温的组合在过去几周。大约1米的深度,没有区别在冬天和夏天,土壤温度仍然在每年平均没有波动。
这些差异是重要的植物根系和土壤内的小动物和微生物。在深度,极端的热或冷少得多和生存往往是容易。但在高纬度地区的年平均气温太低,低于3°C,它的土壤深度总是冻结,被炎热的夏天,从来没有达到。水进入土壤,一旦扑簌簌地形成一层厚厚的冰,被称为永冻层,这可能在几千年。哪里有永久冻土,根无法穿透和植物必须与生根到表层上面至少在夏天融化。在遥远的北方,补丁的树木在苔原似乎促进土壤下面的永久冻土的形成。土壤的冻结最终杀死了根,导致树木死亡,再次给苔原。冻土形成这些树下补丁,因为在树叶和树枝投下的阴影,没有直接加热地面的阳光在盛夏时。土壤的冻结地下永远不会融化,这等于永久冻土。这是尽管树木的覆盖吸收阳光离地面和空气升温在暖和的月份,和温暖的地方和区域气候整体(见第5章)。这个额外的变暖不进入地面,然而;raybet雷竞技最新至少不够强烈,以弥补缺乏强烈的直接太阳的加热,会发现在夏天开放的冻土。
4.1.2在水面上:边界层和风速
如果我们现在从土壤表面向上走到上面的空气中,还有一个一连串的小气候。raybet雷竞技最新当风吹过裸露的土壤和植被,总会有一些摩擦表面,使风。这种放缓导致土壤上方的空气,形成一个相对仍然层称为边界层。几毫米的土壤表面,摩擦足够严重,空气几乎是静态的(图4.1)。空气分子对表面,堵塞和上面的分子都是卡在下面的空气分子,等等。移动了几厘米或以上几十厘米的表面,摩擦拖动的影响力逐步减少空气分子的“交通堵塞”变得不太严重时,有一个明显的增加平均风速因为这个。事实上,减少摩擦从植物,树木,建筑,等平均风速与高海拔不断增加,直到它真的眼泪过去的山顶。这并非巧合有史以来最强的风在山顶(372公里/小时在华盛顿山的顶峰,美国)。即便如此,山并不总是多风。一些天在山上几乎没有风,当天气喜欢平静的条件。
在某种意义上有一连串的边界层,每个重叠的空气和更高的速度。“边界层”实际上是一个相对的概念:它是一层引起的缓慢移动的空气被接近表面粗糙,上面下面更快的移动影响较小的表面。“边界层”一词用于许多领域的不同尺度的气候学,每次使用,可以非常混乱,因为不同的学科术语以自己的方式在他们最感兴趣的规模。
边界层从根本上影响表面的热平衡和在上面的空气中,几厘米的高度或几米。如果阳光触及表面,表面吸收和加热,热量
(从表面风速随高度增加)
图4.1。在一个表面的边界层。资料来源:作者。
进行逐步上空的空气。的相对静态空气边界层能够加热接近表面,因为它仍然保持和积累的热量将不少比上面的混合空气风暖和。这个边界层空气没有被不断带走,表面不会失去热量一样快。实际上,温暖空气边界层表面就像一条毯子。厚的毯子,表面会变得暖和。如果下面的表面边界层空气由生活而不是土壤(上面是一个叶子森林的树冠,例如),这种额外的温暖可以为他们的成长和生存是非常重要的。在寒冷的气候,可能会raybet雷竞技最新有选择的植物最大化边界层的厚度和宁静。在一个炎热的气raybet雷竞技最新候另一方面,植物可能选择驱散边界层,防止树叶过热。
仍然在一层空气温度可以数度高于混合空气上面。这可以使很多影响当地环境是否适合特定的植物和动物。例如,在一个苔原或高山的环境,边缘存在的植物,这少量的住所可以确定植物可以生存。山的上部分,强风和短的植被,当地边界层温度会有很大影响的植物的经验。如果岩石之间的现货是sheltered-for实例,或在一个小导致风速也低;有一个小空间的静态空气几乎没有风的运动。在山坡或中期低纬度地区,强烈的阳光可以直接提供大量的能量。如果空心阻止热量的避难所逃往上面的寒冷的空气中,它可以变得更温暖和类型的植物一样,需要更多的温暖能够生存。
通过自己的边界层raybet雷竞技最新气候、植物可以把它自己的优势。上限,树可以生长在一个山上tree-line-occurs低于临界温度的优势从树灌木或草本植物。树自己站一起包装在它们之间创建一层相对静止空气,可以吸收热量,但有一个限制高的山坡上,这种温室效应不再是不足以让树木形成茂密的树冠。宽松的树冠,温室效应的崩溃,突然在这一点上,树木被冷落。这种影响有助于产生植被的突然转变,通常被认为在一定的高度上许多山脉。
通常,对吧上面的山林在山上,密集木本灌木接管。认为灌木可以茁壮成长在树山的温度太冷,因为他们可以创建一个强劲的逆风边界层中紧密分支。不能风在树枝之间,所以太阳的直接热不是带走一样快,和它们的叶子可以在被困的空气的温度(图4.2)。相比之下,树有一种宽松得多的增长;所以,如果他们站在自己的风可以吹直通过分支和带走太阳的热量。Shrubs-with温室增长表单可以保持它们的叶子多达19°C比树木暖和,让所有的成功与失败之间的差别高山。
图4.2。灌木陷阱中更多的热量比树分支,因为风也吹不紧密分支之间的灌木。资料来源:作者。
甚至高于灌木可以长在山上的“阿尔卑斯”区缓冲植物(图4.3)。这些精致的小植物,从许多不同的植物的家庭在世界各地的山脉,形成一个密集的草丛细小短茎和叶子。他们中的许多人乍一看像是垫子的苔藓,但它们开花植物通常产生一个冲洗表面在夏天的美丽的花朵。垫状植物生长形式似乎适应的一个版本相同的技巧山上的灌木使用。垫状植物,需要所有它能得到的热量,创建了一个小型静态空气区之间的小间隙下满满的叶子。树叶草丛内直接加热太阳,因为它们之间的风也吹不都在草丛中保持温暖。植物可以进行光合作用,在一个生长和繁殖极端的环境通过创建自己的微型边界层和小气候的树叶。raybet雷竞技最新测量表明,在晴天在山区,这些缓冲植物的叶片温度通常是10到20°C高于空气上方。一个原因这样的高山垫植物难以生长在阳光充足,温暖的低地气候是保温的那么好。raybet雷竞技最新他们本质上炸自己当环境温度已经温暖了,提高自己的叶子的温度水平,也会杀死任何低地。
*参见颜色部分。
许多植物缓冲使用额外的技巧陷阱热:在密集的叶子是一个缓冲层hairs-transparent,和纠结。这些就像一个小温室,让阳光和捕获下面温暖的空气,因为它不是由对流或微风。这个微型温室的温度显著增加叶子下面,可能导致更多的光合作用和更好的增长。
4.1.3粗糙度和动荡
虽然粗糙表面创建一个边界层空气通过减缓下来,它可以帮助设置上方的空气边界层运动打破了风的顺畅。森林的树冠表面,粗笨的树冠和它们之间的差距(图4.4 *),可以发送滚动涡流高往空中。这通常紊流区由树冠达到几倍树本身的高度。更小型的湍流层也将上面创建灌丛植被当灌木丛之间的风穿过空地,然后堵塞反对他们的树叶和树枝。一般,无论高度最大的植物在生态系统中,他们创造的起伏动荡,将对自己的身高至少两次到大气中。
动荡的小气候由空气吹植被表面不均匀也有raybet雷竞技最新助于推高热量和湿气进入大气层,地面改变温度和喂养大尺度气候过程。在章节5和6,我们将看到不同的案例研究,似乎植被粗糙度影响气候变化很明显。raybet雷竞技最新
4.1.4森林的树冠的raybet雷竞技最新小气候
森林的树冠层和下层植被就像两个不同的世界,一个热,被炫目的阳光,黑暗,潮湿和凉爽。部分大森林树可以扩展这两个世界之间,和树木往往会花他们的早年前深沉推到上面的光。树冠层和下层植被小气候展示自己独特的挑战,和植物适应满足这些需要。raybet雷竞技最新
值得一提的是,热表面的温带或热带森林的树冠可以成为在一个阳光明媚的夏日的一天,叶子温度超过45°C。在热带雨林中,虽然是阴天和潮湿的大部分时间,一些阳光充足的时间是足够的干燥空气的树冠,烤的叶子。
关键是一片叶子暴露在强烈的阳光让自己够酷,以避免被加热。一片叶子会失去热量非常有效蒸发水长大的树根部;热火都是潜在的热蒸发,消失成水蒸气在周围的空气,它是同样的原理,人体出汗降温。蒸发从树叶发生主要通过细小的毛孔被称为气孔,也用来让二氧化碳进入叶进行光合作用在蒸发发生时(见第八章)。通过这些气孔,生态学家们称之为“蒸发”。在之后的章节中我们将看到的这本书,热量吸收和大气水的供应通过蒸腾作用也很重要在塑造区域和全球的气候。raybet雷竞技最新
减缓热损失为植物蒸腾了困境。一方面,如果其气孔开放和世界讲述,一片叶子可以保持冷静。然而,用这种方法保持凉爽会通过大量的水。如果叶子“花”太多的水,有可能最终整棵树会死的干旱因为其根源不能跟上的速度损失。即使有大量的水在树的根,午后的阳光可以从树叶蒸发速度比树可以通过其血管网络供应。如果水的确是限制,树叶将会关闭气孔来保护它。抬头看着叶热带森林小气候也有一个厚的蜡质层,帮助减少蒸发时水是供不应求。raybet雷竞技最新
如果叶子关闭气孔毛孔和闷热,他们被热损坏的风险。人们认为,某些化学物质在叶子自然存在,如异戊二烯,可以帮助保护细胞免受热破坏的情况下,他们不能足够的水蒸发降温。一阵微风在森林的树冠总是帮助树叶失去热量,即使没有任何蒸腾,风吹得越快越好叶子能够酷。的大小和树叶的形状也可以避免热损伤非常重要。一个大叶是过热的风险比一个小叶子越多,因为它创建了一个更宽、更厚边界层抗风的冷却效果。这些问题被认为限制树冠的树的大小,可以达到无痛苦太多水损失或热损伤。唯一的例外是big-leaved热带Macaranga等“杂草树”,能让50厘米。他们似乎通过吸收和蒸发水分的保持自己冷静的在一个较高的利率。可能因为过热的风险,温带树木“太阳的叶子”(见下文)暴露在树冠的顶部往往比“小树荫下叶子“隐藏下面,即使在相同的树。
在森林里最严重干旱可能受到较小的植物,生长栖息在大树的树枝:附生植物。在热带和温带森林全年降水和湿度高的地方,这些植物能够建立自己,即使没有任何的土壤生长提供一个常规水的供应。但是,因为他们是孤立的从地面以下,只有加油小口袋里的碎片在树枝上堆积,附生植物的摆布较小中断供应的水从上面。当有一段时间没有下雨了,附生植物的树冠只能静观其变,容忍脱水的树叶或持有的水以防止蒸发
蜡状叶子。一些附生植物就像生活仙人掌在热带雨林,有厚肉质叶,蓄水干旱的时期。一个非常重要的群在美国热带附生植物,凤梨、倾向于积累的雨水在莲座状的叶的中心。他们被认为是能够利用这些水储备让自己活着的时候有一段时间没有下雨了。被其他凤梨能够容忍干燥然后恢复光合作用每次下雨。一个著名的例子是西班牙苔藓(Tillandsia),美国南方腹地的花彩树。
有时树实际上水本身。在许多热带山区,海拔约2000米,“云森林”中茁壮成长,云层倾向于山坡(图4.5)。云滴凝结在叶子森林的树冠,滴到地上。走在树下当云层笼罩着山,冷水从雾凝聚不断滴到脖子的后面。这常常造成30%或更多的水到达树的根。同样,在加州北部沿海雾不断地滚入了大海,水从雾捕捉水滴在生存中扮演一个重要组成部分的巨型红杉(Sequoia sempervirens)。
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