Odlomak

1. UVOD
U našoj praksi gajenja šuma najčešće se koristi metoda koja predstavlja kombinaciju integrativnog i trenutnog mjerenja globalne sunčeve svjetlosti primjenom fotoelektričnih metoda gdje ubrajamo i stacionarno izohelsku metodu (Kolić, 1975; Krstić, 1982; 1989; Stojanović 1995 i dr.). Dobijeni rezultati su se dovodili u vezu sa karakteristikama sklopa u istraživanim sastojinama. Međutim, manja tačnost trenutnih mjerenja, velika zahtjevnost primjene fotoelektričnih metoda, velika varijabilnost svjetlosti u sastojinama, promjene položaja sunca u toku dana i godine (u vezi s tim i promjene ugla dopiranja svjetlosti), veliki uticaj orografskih faktora, mogu se negativno odraziti na rezultate za stepen osvjetljenosti odnosno zasjenjenosti površine. Zbog toga su se razvile nove metode i mjerenja režima svjetlosti koje su zasnovane na hemisferičnim fotografijama.
Hemisferična fotografija je jedna od posrednih optičkih metoda koja je široko korišćena kod proučavanja sklopa i režima svjetlosti u šumskim sastojinama. Snimci načinjeni hemisferičnim 180° objektivom (tzv. riblje oko), tako da je smjer snimanja orijentisan od zemljišta (pod šumom) prema nebu, daju kružne slike na kojima je snimljena veličina, oblik i položaj otvora u sklopu drveća. Digitalni skeneri i aparati konvertuju ove hemisferične slike u tzv. bit mape koje zatim analiziramo pomoću specijalno namjenjenih software-a za analizu slika.
Kalkulacije se izvode za fotosintetički aktivnu radijaciju (400-700 nanometara). Na osnovu samo jednog snimka moguće je dobiti rezultate za tačku snimanja za bilo koji dan ili mjesec u toku godine, za vegetacioni period, ili za cijelu godinu. Moguće je izračunati podatke koji se odnose samo na vegetacioni period s tim da moramo definisati početak i završetak vegetacionog perioda. Direktna i difuzna komponenta sunčeve insolacije računaju se odvojeno. Direktna kratkotalasna radijacija je radijacijska energija koja dolazi direktno sa sunca. Direktna radijacija računa se kao suma svih direktnih sunčevih zraka koji dolaze iz bilo kog pravca vidljivog nepokrivenog dijela neba duž putanje sunca. Najvećim dijelom ovu svjetlost dobija površina koja zauzima okomit položaj prema sunčevim zrakama. Zavisno od položaja sunca na nebu zavisi i upadni ugao sunčevih zraka. Na sličan način, difuzna sunčeva svjetlost je izračunata kao suma svih difuznih zraka (raspršenih pod uticajem atmosfere) koji takođe potiču iz bilo kog pravca vidljivog nepokrivenog dijela neba. Pri potpunoj oblačnosti do zemljine površine dopire samo difuzna svjetlost. Suma direktne i difuzne komponente daje ukupnu ili globalnu sunčevu radijaciju.
Odnos između jačine direktne i difuzne svjetlosti se vremenski i prostorno mjenja s obzirom na dnevni i godišnji položaj sunca, geografski položaj mjesta, nadmorsku visinu i dr. Bez software-a za analizu hemisferičnih fotografija teško je, često i nemoguće, utvrditi granicu između direktne i difuzne komponente sunčeve svjetlosti, naročito u sastojinama gustog sklopa.
Treba naglasiti da pored direktne svjetlosti, koja od sunčevog diska direktno prodire kroz atmosferu, i difuzne koja je pod uticajem atmosferskog omotača raspršena po zemljinoj površini, strani autori, koji koriste GLA, HemiView, i druge softwear aplikacije za analizu hemisferičnih fotografija, navode i tzv. reflektovanu svjetlost koja nastaje refleksijom direktne i/ili difuzne svjetlosti od elemenata reljefa, kruna drveća i sl. Reflektovana svjetlost ovdje ne ulazi u sumarnu vrijednost sunčeve insolacije, pa su software aplikacije dizajnirane tako da uopšte ne računaju reflektovanu svjetlost. Ovo je pomenuto da bi se izbjegla moguća zabuna između naše i inostrane terminologije. Takođe, termini sunčeva radijacija, zračenje, ozračenost ili insolacija praktično nisu ništa drugo do sinonimi kada ih koristimo u šumarskim naukama. Ovi termini u fizici imaju isto značenje kad se radi o istraživanjima sunčevih zraka koje padaju na površinu (bilo koji dio kopna) planete Zemlje, ali ako govorimo o mjerenju zračenja isključivo iznad atmosfere onda se upotrebljava samo termin sunčeva radijacija, dok upotreba termina ozračenost odnosno insolacija u tom slučaju ne bi bila ispravna.

1.1. Istorija hemisferične fotografije
Hemisferični objektiv, riblje oko ili sočivo otvorenog neba, prvi je patentirao Robin Hill (1924) da bi promatrao čistinu nebeskog svoda sa ciljem meteorološkog proučavanja formacije oblaka. Šumarski stručnjaci i ekolozi su na toj osnovi počeli da koriste fotografske tehnike radi proučavanja režima svjetlosti u šumama analizirajući geometriju sklopa. Posebno su Evans i Coombe (1959) mjerili prodiranje svjetlosti kroz otvore u sklopu šumskog drveća. Pritom su koristili odgovarajuće dijagrame postavljene preko sunčevih putanja na hemisferičnim fotografijama. Nakon toga je Margaret Anderson (1964, 1971) predstavila potpun teorijski postupak za izračunavanje propuštanja direktne i difuzne komponente solarne radijacije kroz otvore u sklopu koristeći hemisferične fotografije. U to vrijeme analiziranje hemisferičnih snimaka je zahtjevalo naporno manualno računanje pokrivenosti kvadranata neba i putanje sunca. Sa pojavom personalnih računara, istraživači su razvili digitalne tehnike za brzu analizu hemisferičnih snimaka (Chazdon and Field 1987, Rich 1988, 1989, 1990, Becker et al. 1989). U posljednjih nekoliko godina istraživači su počeli da koriste digitalne aparate umjesto aparata sa filmom, a algoritmi se razvijaju za automatsku klasifikaciju i analizu slike. Različiti komercijalni software programi su postali dostupni za analizu hemisferičnih fotografija i ova metoda nalazi svoju primjenu u šumarstvu, ekologiji, meteorologiji i poljoprivredi.

No votes yet.
Please wait…

Prijavi se

Detalji dokumenta

Više u Skripte

Komentari