CIEPŁO

CIEPŁO

• Oznacza energię wewnętrzną

(zwaną teŻ energią cieplną)

• W fizyce: podobnie jak praca oznacza

formę zmian energii

• Jest to sposób przekazywania

(wymiany) energii między układami

Ciała mogą pobierać lub oddawać ciepło

• Ciepło przepływa pomiędzy ciałami, które

nie znajdują się w równowadze termicznej

– mają one róŻne temperatury

TEMPERATURA

• Jedna z podstawowych wielkości

fizycznych

Suma średnich energii kinetycznych

ruchów i drgań wszystkich

cząsteczek w danym układzie (ciele)

• Jest miarą stopnia nagrzania ciała oraz

parametrem stanu

Temperatura jest czynnikiem regulującym

tempo procesów Życiowych:

• Fotosyntezy

• Oddychania

• Transpiracji

• Wzrostu i rozwoju

Temperatura wpływa na tempo reakcji

chemicznych zachodzących w ekosystemach

W warunkach klimatycznych Europy

Środkowej zmienność temperatury

w połączeniu z fotoperiodem jest waŻną

przyczyną rytmiki sezonowej roślin

Podstawowe pojawy fenologiczne:

• otwieranie pąków

• rozwój liści

• kwitnienie

• owocowanie

• przebarwianie i opadanie liści

Drzewa: równolegle do pojawów

fenologicznych zaznacza się

periodyczność wzrostu na wysokość

i grubość

• Od temperatury zaleŻy geograficzne

rozmieszczenie roślin

KaŻdy gatunek rośliny ma określone

wymagania względem temperatury

• Średnia roczna temperatura wyznacza

zasięg występowania określonych

formacji roślinnych (np. lasów)

Podział stref roślinnych

ze względu na temperaturę Oparty jest na izotermach rocznych

Izoterma – izolinia* łącząca punkty na mapie

klimatycznej o takiej samej temperaturze

powietrza (w danej chwili lub punkty o takiej

samej średniej rocznej temp.)

* Izolinia – w kartografii krzywa na mapie łącząca punkty

o jednakowych wartościach liczbowych danej cechy

strefa

megatermy kl.tropikalny >20C

kserotermy – subtropikalny - >20C (obniżony 1-4 mce)

mezotermy – umiarkowanie ciepły – 15-20C

mikrotermy – umiarkowanie chlodny – 0-14C

heksitotermy – arktyczny - <0C

Rośliny są najbardziej aktywne, gdy temperatura

dobowa przkracza 10ºC

5ºC – graniczna temperatura początku

i końca sezonu wegetacyjnego w warunkach

klimatycznych Europy Środkowej

• Tzw. meteorologiczny okres wegetacyjny

• W naszej szerokości geograficznej trwa on

ok. 6 miesięcy (ok. 180 dni)

10ºC – zaczyna się zielenienie roślin

drzewiastych oraz produkcja asymilatów

wiosną

• Jesień - Żółknięcie liści i zakończenie

procesu asymilacji następuje przy

średniej temperaturze dziennej 10ºC

• Wielu badaczy przyjmuje temp. 10ºC

za progową dla początku i końca okresu

wegetacyjnego dla lasu w naszych

warunkach klimatycznych

Temperatura minimalna: 0 - 5ºC

• Temperatura optymalna: 20 - 30ºC

• Temperatura maksymalna: 40 - 50ºC

Odporność drzew na wysokie i niskie

temp. jest zmienna i zaleŻna od:

• Gatunku

• Ekotypu (pochodzenia)

• Okresu rozwojowego

(najbardziej wraŻliwe: siewki i sadzonki)

Temperatury maksymalne

• W naszym klimacie mają niewielkie

znaczenie

• Najbardziej szkodliwe dla roślin są

duŻe wahania temperatur

Ścinanie białek

• Wysuszenie – zniszczenie protoplazmy

komórek

• Zakłócenia w procesie fotosyntezy

i oddychania

• Zahamowanie wzrostu, inaktywacja

Enzymów

Nasiona szybciej zuŻywają substancje

zapasowe w podwyŻszonej temperaturze

• Aparaty szparkowe otwierają się w wysokiej

temperaturze nawet wtedy, gdy roślina jest

zwiędnięta

• Zgorzel słoneczna (oparzelina) siewek sosny

- przy temp. powyŻej 45ºC

• Zgorzel u buka i jodły – przy temp.powyŻej

45ºC (cienka kora wystawiona na

bezpośrednią insolację)

• Zaburzenie bilansu wodnego u młodych

świerków rosnących na brzegu drzewostanu

Kseromorfizm – ogół zmian morfologicznych

i anatomicznych przystosowujących organizm

do Życia w warunkach suszy lub niskiej

wilgotności

Kseromorfozy:

• Drobnolistność

• Zdrewnienie pędów

• Rozwinięcie tkanki korkowej

• Kolce

• Ciernie

• Owłosienie liści, pędów (kutner)

• Nalot woskowy

• Wysoki stosunek masy korzenia

do części nadziemnej

Temperatury minimalne

• Rodzime gatunki drzew znoszą temp.

do - 30ºC

• Zimą temp. minimalne są mniej

szkodliwe dla drzew niŻ w pozostałych

porach roku

Tworzenie się lodu w przestrzeniach

międzykomórkowych (odwodnienie

i deformacja komórek – śmierć)

• Szybkie zamroŻenie – tworzy się lód

wewnątrz protoplastu, co prowadzi

do jego rozerwania

• Pękanie pni drzew

• Wypychanie roślin z gleby

Rośliny wyŻsze: odporność na niskie

temperatury zmienia się w zaleŻności

od zawartości cukrów w komórkach

• Cukry działają osmotycznie zmniejszając

ilość lodu powstającego w wakuolach

• Niektóre alkohole takŻe wzmacniają

mrozoodporność (np. u jabłoni, u jarzębiny)

Proces „hartowania” roślin z nastaniem

zimy – ochrona przed suszą fizjologiczną

• Susza fizjologiczna – okres, w którym

roślina nie moŻe pobierać wody z

otoczenia, mimo iŻ woda tam występuje

• Przekształcanie skrobi w cukry proste

i tłuszcze, dzięki czemu powstają tzw.

koloidy hydrofilne i zwiększa się potencjał

osmotyczny komórek

przymrozki - Spadki temperatury poniŻej 0ºC w

czasie, w którym średnia temperatura

dobowa utrzymuje się powyŻej 0ºC

Rodzaje przymrozków

• Jesienne (wczesne)

• Wiosenne (późne)

Przymrozki jesienne

• Nie są częste i występują nieregularnie

• Mniej szkodliwe dla drzew

• Cierpią od nich gatunki introdukowane:

robinia i daglezja

• Dąb szypułkowy – obmarzanie

tegorocznych pędów

Przymrozki wiosenne

• Pojawiają się periodycznie

• Szczególnie niebezpieczne między

12 a 15 maja („zimna Zośka”)

Wyrządzają czasami duŻe szkody w lesie –

drzewa będące na początku okresu

wegetacyjnego są bardzo na nie wraŻliwe

• Młode liście łatwo ulegają zmarznięciu

• Kwiaty mogą ulec całkowitemu zniszczeniu

Przymrozki wiosenne

• Adwekcyjne (napływowe)

• Radiacyjne (z wypromieniowania)

Przymrozki adwekcyjne

• Powstawanie: napływ zimnego

powietrza nad ogrzaną powierzchnię

• Najczęściej występują: w północnej

i środkowej Polsce

• Napływ zimnego powietrza z pn – wsch

lub z pn

Pojawiają się zarówno przy

zachmurzonym, jak i pogodnym niebie

• Często towarzyszą im opady śniegu

lub „krupy”

Przymrozki radiacyjne

• Powstawanie: oziębianie się powierzchni na

skutek silnego wypromieniowania ciepła

z gleby i roślinności

• Głównie w pobliŻu gruntu: maksymalnie

do wysokości 1 – 2 m

Warunki sprzyjające: bezchmurne noce

przed wschodem słońca, bezruch powietrza

• Najbardziej naraŻone: młode uprawy

i zbyt wcześnie odsłonięte podrosty

• Silny wiatr, zachmurzenie, mgła:

uniemoŻliwiają powstawanie przymrozków

radiacyjnych

Obecność traw – moŻe zwiększyć

ryzyko powstawania przymrozków

radiacyjnych

Dlaczego?

• Ze względu na ich duŻą powierzchnię

wypromieniowania

• Stąd mgły nad łąkami

Przymrozki są szczególnie

niebezpieczne na zrębie zupełnym

• Jeśli chwasty przerastają nieco

sadzonki, to moŻe to być korzystne

dla uprawy

• Zbyt silne przycięcie chwastów –

wierzchołki sadzonek znajdują się

w strefie naraŻonej na silny przymrozek

Zmrozowisko

• powierzchnia, w na której gromadzi się

zimne (cięŻkie) powietrze, a jego odpływ

jest utrudniony, co sprzyja powstawaniu

przymrozków

• najczęściej: zasłonięte od wiatru

zagłębienia terenu

RównieŻ: powierzchnie nieduŻych

zrębów lub gniazd otoczonych

wyŻszymi drzewostanami

• Gniazda: zimne powietrze nie ma

odpływu ze względu na gęsty podszyt

zamykający brzeg drzewostanu

Drzewa, które przekroczą wysokość 2 m są

mniej naraŻone na szkody od przymrozków

• W płytkich zmrozowiskach jodła i świerk

rozwijają pąki boczne szybciej niŻ szczytowy

• Tereny bagienne: zawsze występują

zmrozowiska (niskie połoŻenie tych powierzchni

ochrona:

w szkolce

• Zadymianie

• Stosowanie naturalnych osłon – Żywopłoty

• Stosowanie odpornych ekotypów drzew

Na uprawie

Wybór miejsca na uprawę – uwzględnienie

kierunku napływu zimnych mas powietrza

• Uprawa drzew na północnej stronie stoku –

aby opóźnić kwitnienie

• Stosowanie odpornych ekotypów drzew

Mrozoodporność - Zespół mechanizmów i procesów, dzięki

którym rośliny mogą przeŻyć epizodyczne

lub długotrwałe okresy mrozu.

Rośliny są najbardziej mrozoodporne na

początku zimy (grudzień, początek stycznia)

• Wraz ze zbliŻaniem się wiosny ich

mrozoodporność spada

Rośliny młode są mniej mrozoodporne

niŻ rośliny starsze (są bardziej wraŻliwe

na niskie temperatury)

• Znaczne róŻnice w mrozoodporności

występują pomiędzy poszczególnymi

organami roślin

Liście i korzenie są bardziej wraŻliwe niŻ łodygi

• Kwiaty są bardziej wraŻliwe niŻ owoce i liście

• Nasiona i zarodki są dość odporne na mróz

Drzewostan

Zmiany temperatury o duŻej intensywności

odbywają się nad pułapem koron

• Wnętrze lasu bierze udział w zmianach

ilości ciepła, jednak z pewnym opóźnieniem

Przed wschodem słońca:

• NajniŻsze temperatury panują w strefie koron

• Najcieplej jest w przygruntowej warstwie

powietrza

• RóŻnice mogą sięgać nawet 10ºC

Po południu:

• Spadek temperatury zaczyna się

najszybciej w strefie koron

• Najpóźniej następuje w przygruntowej

warstwie powietrza

Pionowe zróŻnicowanie temperatury

w lesie zaleŻy od:

• Zwarcia

• Składu gatunkowego

• Wieku

• Budowy pionowej

Drzewostany iglaste z gatunkami

cienioznośnymi i cieniolubnymi

• Jodła, świerk, daglezja

• Zimą nieco cieplej, latem znacznie

chłodniej niŻ w d-stanach złoŻonych

z gat. światłoŻądnych

• „Klimat oceaniczny”

Drzewostany liściaste złoŻone

z gatunków cieniolubnych

• Buk

• Niskie temperatury zimą (brak liści)

• Niewysokie temperatury latem

• „Klimat umiarkowany”

Drzewostany złoŻone

z gatunków światłoŻądnych

• Sosna, modrzew, brzoza

• Zimą wnętrze d-stanu bardzo się oziębia

• Latem w d-stanie panują dość wysokie

temperatury (w porównaniu z d-stanami

złoŻonymi z gat. cieniolubnych)

• „Klimat kontynentalny”

Do d-stanów złoŻonych z gat.

światłoŻądnych wprowadza się podszyt

• Cel: aby ocieplić przygruntową warstwę

Powietrza

Rozkład temperatury zaleŻy od piętrowości

drzewostanu

• Nie ma szybkiej wymiany ciepła pomiędzy

poszczególnymi piętrami

• Stąd temperatury średnie są podobne jak

w d-stanie jednopiętrowym

• Jednak róŻnice pomiędzy temperaturami

skrajnymi są niewielkie

Las nieznacznie obniŻa temperaturę

powietrza

• Las łagodzi temp. skrajne: amplitudy są

Mniejsze

Lato: temp. niŻsza o kilka stopni w lesie

w porównaniu z polem

• Zima: temp. wyŻsza w lesie

w porównaniu z polem

• Największe róŻnice: w dni słoneczne,

mroźne i bezwietrzne

• W dni pochmurne róŻnice są mniejsze

Na rozkład temperatur brzegu drzewostanu

mają przede wszystkim wpływ:

• Wystawa

• Insolacja słoneczna

• Wiatr

Uszkodzenia młodych drzewek na

cieplejszych brzegach podczas upalnego lata

• Odbicie światła od drzew brzeŻnych

powoduje podwyŻszenie temperatury

• Ściana drzewostanu chroni przed

nadmiernym wypromieniowaniem ciepła

• Mniejsze zagroŻenie powstawania

przymrozków na brzegu drzewostanu

Im większa średnica gniazda, tym więcej

promieniowania do niego dociera

• Jednocześnie większe jest takŻe

wypromieniowanie ciepła, szczególnie w nocy

• Ze zwiększającą się średnicą rośnie

niebezpieczeństwo pojawienia się przymrozków

• Niebezpieczeństwo to maleje w miarę

zbliŻania się do granicy gniazda

• Najcieplejszy jest z reguły północny bok

gniazda, najzimniejszy jest południowy

• Boki wschodni i zachodni wykazują

temperatury pośrednie

Najlepsze są gniazda, których średnica

nie przekracza wysokości d-stanu

• Prawdopodobieństwo powstawania

zmrozowisk jest wtedy najmniejsze


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Cieplolecznictwo
Ciepło i zimno
FB Cieplo
Prezentacja Ciepło I
Ciepło, cieplej, gorąco wprowadzenie do zagadnień zmian klimatu
cieplownictwo 5
Kanapka na ciepło z tuńczykiem i boczkiem
2.12 molowe ciepło właściwe, materiały, Fizyka
Ciepło topnienia - Metoda różniczki zupełnej, Sprawozdania
FIZYKOTERAPIA cieplolecznictwo
Ciepło KIAPS
Ciepło parowania
Ciepło i przemiany energii
PN B 02025 2001 Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych
cw5 cieplo rozp 2
Zagadnienia 2016, Energetyka AGH, SMiUE, II semestr, Ciepłownictwo, wentylacja i klimatyzacja
5.Grzejniki, pwr, Ogrzewnictwo i ciepłownictwo, Ogrzewnictwo i Ciepłownictwo

więcej podobnych podstron