Публикации 2017 года

Ключевые слова:
скорость ксилемного потока, метод Гранье, метод измерения скорости распространения тепловых импульсов, математическое моделирование тепловых процессов
Страницы:
78–90

Реферат

УДК 581.1:57.036

Тихова Г. П.1, Павлов А. Г.2, Придача В. Б.1, Сазонова Т. А.1 Новый гибридный метод для измерения транспирационных потоков влаги у деревьев // Сибирский лесной журнал. 2017. № 4. С. 78–90.

DOI: 10.15372/SJFS20170407

© Тихова Г. П., Павлов А. Г., Придача В. Б., Сазонова Т. А., 2017

Проведен сравнительный обзор существующих подходов к измерению скорости ксилемного потока у древесных растений. Проанализированы преимущества и выявлены недостатки или ограничения методик, имеющих конкретные аппаратные реализации. На основе результатов проведенного сравнительного анализа метода регистрации распространения теплового импульса в его различных вариантах и метода термодиссипации (Гранье) представлена новая гибридная методика измерения линейной скорости ксилемного потока с использованием техники встречных импульсов, позволяющая увеличить точность получаемых результатов. Разработана математическая модель предлагаемого подхода, позволяющая определить ожидаемую точность измерений и потенциальные границы применения новой техники в полевых исследованиях. В основу математической модели предлагаемого метода положено описание динамики тепловых процессов в объеме 1 дм3 ксилемной ткани. Полученные зависимости использованы для создания программного обеспечения, позволяющего моделировать движение встречных тепловых импульсов в условиях укороченного времени между их подачей. Предложен алгоритм верификации нулевой скорости ксилемного потока в стволе дерева с заданной точностью. Разработана компьютерная программа, позволяющая определить наибольший допустимый временной интервал для заданной точности определяемых значений при скорости, близкой к нулю. Созданная программа позволяет продемонстрировать форму теплового сигнала в зависимости от времени в заданной точке ствола. Проведены вычислительные эксперименты по математическому моделированию различных режимов работы предложенной системы регистрации линейной скорости пасоки в стволе дерева с целью определения уровня ошибок, возникающих при сокращении паузы между встречными импульсами до значений, приемлемых в полевых исследованиях. Модельные расчеты показали, что новый метод позволяет повысить точность измерения скорости пасоки при низких и высоких значениях скорости в зонах, где известные методы наименее точны. При этом факт нулевой скорости потока выявляется без каких-либо дополнительных измерительных процедур и устройств.


Вернуться к списку статей