Skjólbelti

Það er gaman að spá í skjólbeltum. Almenn regla um hversu langt frá skjólbelti áhrif á veðurfar ná er um 20x hæð beltisins. Bestu áhrifin eru á milli 2x og 5x mesta hæð en þau fara svo mjög hverfandi þegar komið er í 10x mesta hæð.

Í ritinu "Designing and caring for windbreaks" [1] er greint á milli þriggja tegunda af skjólbeltum:
1. Híbýlaskjólbelti (e. farmstead windbreaks).
2. Akurskjólbelti (e. field windbreaks).
3. Snjógildrubelti (e. living snow fences)

Ekki er mælst til þess að skjólbelti stöðvi rok algerlega (sé mjög þétt), heldur hleypi rokinu í gegn og dragi þannig úr krafti þess með núningi. Lendi vindurinn á algerri mótstöðu finnur hann sér auðveldustu leiðina fram hjá (yfir trén) og getur magnast upp í vindhvirfla. Þó eru belti með miklum þéttleika góð sem snjógildrubelti og sem vindskjól fyrir búfénað.

Þéttleiki nokkurra tegunda.

Á vef Matvæla- og landbúnaðarstofnunar Sameinuðu þjóðanna (FAO) er eftirfarandi vísiregla gefin upp í tengslum við vindstefnu [2]:

A barrier should be established perpendicular to the direction of the prevailing wind for maximum effect. To protect large areas, a number of separate barriers can be created as parts of an overall system. When the prevailing winds are mainly in one direction, a series of parallel shelterbelts perpendicular to that direction should be established; a checkerboard pattern is required when the winds originate from different directions. Before establishing windbreaks or shelterbelts, it is important to make a thorough study of the local winds and to plot on a map the direction and strength of the winds.

Nokkur hugtök.

Mælt er með því að innst í hverju belti sé runnagróður, því næst há lauftré og loks sígræn tré. Passa þarf að barrtrén verði ekki undir í samkeppninni við lauftrén. Lauftré veita mun meira skjól fyrir vindi á sumrin heldur en sígræn tré.

Um plöntuval o.þ.u.l. hefur ýmislegt verið skrifað [3]. Í Fræðslurit um skjólbeltarækt kemur fram eftirfarandi um þéttleikann:

"Bestu skjóláhrif og stærsta skjólsvæðið fæst ef ophlutfall (holprósentan) er 40 - 50%. Við þannig belti má greina hreyfingu handan við beltið án þess að það sjáist hvað þar er á ferð."

Hér að neðan eru nokkrir stórir útdrættir úr grein eftir Ólaf Njálsson, Skjólbelti - Gerð þeirra og skjóláhrif sem birtist í Ársriti Skógræktarfélags Íslands 1984.

Þegar vindurinn blæs hornrétt á góðan skjólgjafa,nær skýlda svæðið út til 30xH (xH þýðir sinnum hæðskjólgjafans) skjólmegin og allt að 6xH áveðurs viðskjólgjafann. Minnstur vindhraði (70-80% skjól) mælist í fjarlægðinni 3-6xH skjólmegin. Skjólprósentan minnkar síðan jafnt með aukinni fjarlægð frá skjólgjafanum [...]
[...]
Sjálf skjóláhrifin stafa af núningi loftsins við skjólgjafann. Loftstraumurinn brotnar upp í marga smáa hvirfla, þegar hann fer í gegnum hann, og við það dregur úr vindhraðanum. Þéttur skjólveggur gefur gott skjól næst sér, en veldur meiri hættu á vindköstum ofanfrá, þ.e.a.s. hann gerir vindhvirflana stærri og kröftugri heldur en þeir voru fyrir. Tilraunir í vindgöngum og reynslan úti á víðavangi hafa sýnt, að 35-50% opflötur dregur mest úr vindköstum og vindhraða, og stærst skjólsvæði fæst á bak við skerm með 50% opfleti. Skjólgjafar sem eru opnir að neðan skapa undirsúg og hafa lítil skjóláhrif eða engin.

Opflötur er í greininni skilgreindur sem “sá hundraðshluti skjólflatar sem er op, þ.e.a.s. þéttleiki eða gegnhleypni skjólgjafans.” Áfram segir síðar:

Lögun skjólbeltanna varðar miklu um skjóláhrif þeirra. Straumlínulögun [belti með hallandi hliðum] veitir litla mótstöðu og er óheppileg í skjólbeltaræktuninni. Besta lögunin er lóðréttur veggur á móti vindinum, því að skjólgjafinn verður að veita sem mesta mótspyrnu gegn honum. Einnig valda skjólgjafar með óreglulegt yfirborð minni hættu á vindköstum en sléttklippt limgerði.
[...]
Mikilvægt er að staðsetja skjólgjafann þvert á skaðlegustu vindáttina, og þá sem er tíðust. Ef skaðlegasta vindáttin fellur ekki saman við þá tíðustu, er talið best að setja skjólgjafann þvert á þá tíðustu, því að hún veldur til langframa mestu sliti á öllu lifandi og dauðu efni.
[...]
Blási vindurinn ekki hornrétt á skjólgjafann, verður skjólsvæðið minna. En hliðrunin getur orðið nokkuð mikil, allt að 45 gráðum, áður en alvarlega dregur úr skjólinu. Jafnvel þegar vindurinn blæs samsíða skjólbeltunum, er hægt að finna mælanleg skjóláhrif af þeim allt að 5xH frá báðum hliðum þeirra. Þetta kemur af breytilegri vindhreyfingu og núningi vindsins við skjólbeltin.

Þetta um staðsetninguna er einkar umhugsunarvert. Ef við yfirfærum það t.d. á Suðurland þá er norðaustanáttin algengust (eða ANA þegar ofar dregur), þurr og þrálát. Hún er skæðari en sunnanáttin sem einnig er algeng, blaut og köld.

Þá kemur í grein Ólafs eftirfarandi fram um áhrif skjólbelta á hitastig:

Við minnkandi vindhraða eykst hiti í skjóli vegna minni loftskipta (minni blöndun við kaldari loftmassa). Hitaaukningin er mælanleg út til 20xH. Lofthiti sólarhringsins hækkar að meðaltali um 0,5-2,0 °C, og jarðvegshitinn í allt að 20 cm dýpi um 0,5-1,0 °C yfir vaxtartímann (hámark 3 °C).

Að því er varðar afrakstursaukningu í ræktun kemur fram að hún sé mest í fjarlægðinni 2-5xH og minnki jafnt og þétt út að 20xH, þar sem hún sé vart mælanleg. Af öðrum áhugaverðum punktum í greininni má nefna að lauftré gefa 40% meira skjól að sumri en vetri og að nauðsynlegt getur verið að þynna skjólbelti ef þau verða of þétt, halda þeim engu að síður sem þéttustum við jörðu.

Heimildir og fræðsluefni:

[1] www.lrconline.com/Extension_Notes_English/pdf/wndbrk.pdf

[2] Special forest plantations
http://www.fao.org/docrep/T0122E/t0122e0a.htm

[3] Fræðslurit um skjólbeltarækt.
http://www.nls.is/fraedslaskjolb.htm

Val tegunda í skjólbelti og nytjaskóga.
http://www.landbunadur.is/landbunadur/wgsamvef.nsf/0/df199f21a84f8b180025716b00561e65?OpenDocument

Energy-Efficient Windbreaks.
http://www.renovateyourworld.com/HowTo_Library/Energy_Efficient_Windbreaks-Trees_and_Shrubs-A1621-2.html