Р. Скорер - Аэрогидродинамика окружающей среды (1115254), страница 93

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 93)

Другой метод состоит в разбрасывании перед калигулой отравленной приманки. Наиболее эффективным из известных методов уничтожения калигул является покрытие растительности пестицидамп методом дрейфового опрыскивания. Обычно густо посаженные культурныс растения опрыскивали инсектицидами с воздуха в безветренную погоду, рассчитывая, что капли осядут на растения под действием силы тяжести, Этот способ пе очень хорош, так как верхние листья защищают нижние части растений. Кроме того, оп весьма пеэкопомичсн, так как в пустынных районах большая часть инсектицида попадает на землю и создае~ серьезные трудности, так как может быть унесена лишь прп благоприятном ветре, что бывает довольно редко. При дрейфовом опрыскивании используется умеренный ве~ер, который несет аэрозоль в горизонтальном направлении вдоль земли, и растительность окутывается облаком капель, остающихся за счет турбулентности во взвешенном состоянии иа протяжении нескольких километров, по оседающих при столкновении на мелких элементах растений.

Если личинки пройдут даже милю или две, они в конце концов иаберуг смертельную дозу инсектнпида. Так как существуют очень стойкие ннсектициды, то это позволяет создать в пустыне барьер, преграждающий путь калигулам. Примерно через шесть недель пустынная саранча достигает стадии взрослых крылатых насекомых. Теперь, если температура воздуха достаточно высока, она днем летит, а по ночам опускается па землю. Болыпая стая может покрьггь территорию в несколько квадрагпых миль и уничтожить количество пищи, достаточное, чтобы прокормить !00 000 человек. Разрушительная сила стаи саранчи известна со врсмсп начала цивилизации, и уже в Ветхом завете находим некоторыс элементарные сведения о ней.

Там, например, говорится, что в отличие от муравьев и пчел у саранчи «нет царя, но выступает она вся стройно» («Кинга притчей Соломоновых», гл. 30, стих 27), и отмечается, что саранча сидит во время холода и разлетается, когда взойдет солнце («Книга пророка Наума», гл. 3, стих 17). Экологи считали, что саранча собирается в стаи под влиянием особенностей рельефа или распределения растительности. Если это так, то прилетевшие ранее особи должны оставаться АЭРОДИНАМИКА И ЖИВЫЕ ОРГАИИЗМЫ на месте и ждать, когда прибудут остальные, чгобы )величнть численность стаи. Факты, которые подтверждали бы ~акой характер поведения, отсутствуют. Наоборот, известные данные свидетельствуют о другом: саранча летит из местности, богатой кормом, в пустыню, если ветер несет ес в этом направлении.

Рэйни показал, что стаи саранчи летят по ветру, и отклонения от такого характера поведения лежат в пределах точности, с которой известно направление ветра в области, занятой стаей. Время, когда стая поднимается утром и опускается вечером, обычно трудно установить точно.

Неопределенность времени прилета еще более увеличивается, так как под стаей обы 1но имеется Рис. 12.6.1. Распределение пустынной саранчи в стае, несомой ветром. Этс насекомые имеют тспдеипию опускаться в передней части стан, где ес ндотюлсг лгаксньюдьна, н взлетаю, когда пад инни оказывается маял огобсн, уже большос количество севшей саранчи.

Поэтому саранча пеемещается со скоростью, несколько меньшей скорости ветра. 1скл1очением могут быть случаи, когда температура воздуха особенно высока. В стае наблюдается циркуляцнонпое движение (рис. 12.6.1), так как насекомые, летящие на большей высоте, движутся быстрее как благодаря увеличению скорости ветра с высотой, так и в силу присущей саранче тенденции лететь против ветра, когда она находится вблизи земли, особенно при взлете и посадке. Поэтому концентрация саранчи в передней части стан увеличивается (рис. 12.6.2), п плотность воздуха может возрасти настолько, что возникнет направленное вниз течение, которое заставит особей, находящихся вблизи поверхности, сесть из-за высокой скученности.

При этом скорость продвижения фронта убывает. Отставшие особи взлета1от, когда небо над ними проясняется, и могут догнать стаю, возможно, потому, что при ясной погоде воздух сильнее прогрсвается н поднимает их па высоту, которая больше высоты полета всей стаи. Наблюдения показывают, что если группа саранчи оказывается на границе стаи и ее движение направлено от стаи в свободное пространство, то она поворачивает назад и ле~ит в направлении повышения концентрации. Этот «скин-эффект» не похож на поверхностное натяжение, которое всегда стремится глава м уменьшить поверхность тела.

Если нисходящий ноток образует в середине большой стаи дыру, то особи, оказавшиеся на границе дыры, будут лететь от пес, увеличивая ес размеры, и это в конце копцов приведет к разделению стан. Однако этот механизм препятствует полету насекомых в случайных направлениях, что могло бы привести к рассеиванию стаи за счет медленного уменьшения ес концентрации по краям. Стая называется плотной, если па 1 м' занимаемого ею объема приходится более одной особи нлп сслц над ! и' поверхности земли находится бочее !00 насекомых.

В тех жс случаях, когда стан саранчи остаются компактными, дым или любая другая взвесь, более илп менее пассивно несомая воздухом (например, водяной пар, пахучие вещества, пыльца илп тлн), рассеивается. Даже если рассеивание ограничено областью между поверхностью земли н устойчивым слоем, движение воздуха заставляет дым расползаться вдоль горизонталыюй плоскости. Разные виды саранчи отличаются тем, что Ряс. 12.6.2 Неболыиая лстяитая стая сараячи, лаяяиающая плошаиь около 1 ки', Уоджир, Кения (фото Х. Дж. Сойера). АЭ!'ОДШ1АМ11КА И ЖИВЫ!! О['ГА1Н!ЗМЫ стремятся либо оставаться па более нлн менее посто1пшой высоте, либо лететь как можно ниже. Попадая в сильные копвективные токи, захватываюп!ие глубокий слой, саранча уносится вверх полыми колоннами, но, как пояснялось в разд.

8.5, она часто может опускаться па нижний уровень„сохраняя высокую концентрацию. Саранча нс наблюдается выше уровней, па которые поднимается воздух при термической конвекцнн; когда конвекции нет, она летит оставаясь вблизи поверхности. Если бы саранча просто использовала горизонтальную составляющую скорости воздушного потока н оставалась на постоянной высоте, то она бы концентрировалась у основания восходящих потоков.

Если при этом возникает нисходящее течение„начинающееся пс точно из центра скопления в основании предыдущего восходящего течения, то саранча при неизменной концеп1рацип будет целиком перенесена в основание другого восходящего течения, а не рассеется, как это произошло бы с дымом. Болыпая стая саранчи, когда смотришь па цсс сверху, скорее напоминает раскинутую сеть с высокой ко1шентрацней вблизи нитей и низкой концентрацией внутри ячеек. Вся эга картина носит иллюзорный характер, так как саранча лучше всего видна, когда солнечный свет попадает к наблюдателю, отражаясь от ее сверкающих крыльев. В пределах стаи группы саранчи летают в произвольных направлениях, и локальная однонаправленность их полета помогает избежать столкновений, Однако если в вертикальном направлении размер стаи велик, то направленно полета относительно воздуха по высоте часто меняется.

!1оэтому некоторые части стаи видны лучше других и то появляются, то исчезают для наблюдателя, совершающего облет стаи на самолете. Таким образом, расгсиванию стаи под действием маломасштабных движений воздуха или в результате разлета особей в случайных направлениях противодействуют простые механизмы. Стая может разделиться, если несущий ее воздушный поток обтекает гору, пе переваливая через вершину, и соединиться вновь за отдельно стоящей горой. Стаи саранчи никогда пе перелетают через горы, если воздух не перетекает чсрсз их вершины.

Если с одной стороны горы имеет место конвергенция (как на восточных склонах Эритрейских гор), то стаи концентрируются у склепа горы, так как саранча избегает удаляться от поверхности земли (рнс. 12.6.3). Ветры, дующие с Красного моря, часто приносят в Эритрею дожди, и в этих случаях саранча старается, насколько это возможно, це попадать в облака, располагающиеся над зоной ветра, дующего вверх по склону. Нередко облачный слой находится под устойчивым слоем, который прп дожде не так сильно выражен. Над вершинами гор может бушевать шторм, и, попав 510 ГЛАВА 12 в воздушный поток, саранча может оказаться в этой опасной зоне.

Пока неясно, что заставляет саранчу сопротивляться упосу вверх, но можно высказать ряд предположений: может быть, это потребность видеть под собой землю плп чувствовать движение относительно нее; может быть,— стремление избегать низких температур, характерных для больших высот. Перемещение вниз может осупгествляться намеренно за счет работы крыльямн, если саранча попадает в восходящий поток, или в резуль- Успгойчиоый слой Красное море Рис. 12.6.3. Иногда стаи саранчи собираются в зоне ливней на склоне горного хребта.

Они стараются не попасть внутрь дождевого облака или в слой, лежащий под слоем инверсии. тате инстинктивного складывания крыльев, когда температура опускается до уровня, при котором саранча не взлетает с земли. С математической точки зрения эти механизмы можно моделировать, рассматривая движение частиц, сносимых горизонтальной составляющей воздушного потока н имеющих компоненту скорости, направленную вниз и являющуюся простой функцией высоты над уровнем земли (или над уровнем, па котором должен происходить полет) илн функцией вертикальной (направленной вверх) составляющей скорости воздушного потока.

При подъеме теплого воздуха в холодных фронтах могут концентрироваться насекомые, рассеянные па болыпой площади. Очень высокие концентрации саранчи наблюдались вблизи Харгейсы в Сомали в области столкновения северного и юго-восточного воздушных течений, Скорость изменения концентрации насекомых о, счедующпх за насекомыми, которые летят со скоростью ч относительно воз- лэгодинлмикл и жнвыв оегхнизмы духа, движушегося в свою очередь относительно земли со скоростью и, при б(ч и = О равна да да да — = — +(ч+ ц) пгаг(а= — + б!ча(и+ч) — аг!1чч.

Характеристики

Список файлов книги