Рис,. 97. Установка термометра Савинова (из Кедроливанского).

С успехом можно использовать и термопары, закапывая их на различные глубины.

Измерение температуры снега. Выше мы специально отмечали большое значение снега в жизни мелких зверьков и некоторых птиц. Снежный покров является прекрасным термоизолятором. Однако, наблюдений над температурным режимом в снегу и под ним очень немного и они относятся к ограниченному числу районов (Формозов, 1946; Рихтер, 1946; Новиков, 1940). Тем более следует организовать массовое изучение этого важного вопроса.

Для измерения температуры снега на поверхности и в верхних горизонтах можно воспользоваться теми же термометрами и способами их установки, что и при изучении температурного режима почвы. Особенно большой интерес с точки зрения условий обитании позвоночных животных имеет температура на поверхности снега и на поверхности земли под ним, а затем — на небольшой высоте над землей и небольшой глубине под землей, где в основном сосредоточивается жизнь подснежных обитателей.

В Лапландском заповеднике мы прибегали к следующей простой установке. В двух толстых деревянных брусках выдалбливались продольные желобки несколько большего диаметра, чем термометр. Бруски сколачивались и образовывали толстостенную трубу. С помощью остроконечных подпорок труба с осени устанавливалась на месте наблюдений так, чтобы опущенный в нее на бечевке термометр своим шариком достиг заданного уровня над землей в толще снега или под ее поверхностью.

Рис. 98. Пиранометр Калитина (из Калитина).

Снаружи труба красилась в белый цвет, щели тщательно шпаклевались, верхнее отверстие закрывалось деревянной пробкой. Для увеличения тепловой инерции шарик термометра погружался в ружейную гильзу, наполненную мелкой дробью. С помощью такой установки удалось произвести серию ценных наблюдений над температурным режимом снежного покрова в северных лесах.

В связи с изучением терморегуляции животных большое значение имеет измерение солнечной радиации. Оно производится при помощи пиранометра, например, термоэлектрического пиранометра Калитина (рис. 98). Приемная часть этого прибора состоит из черных и белых медных полосок. Под влиянием радиации полоски нагреваются неравномерно и между ними возникает ток, регистрируемый гальванометром. Пиранометр помещен в стеклянную оболочку, наполненную азотом и герметически запаянную. Прибор градуируется по тому или иному абсолютному пиранометру(например, компенсационному пиранометру Онгстрема) ив дальнейшем интенсивность радиации (в грамм-калориях на 1 кв. см поверхности в минуту) вычисляется по графику или с помощью переводного коэффициента. Пиранометр Калитина удобен тем, что позволяет определять как суммарную радиацию (особенно важную для жизни животных), так и рассеянную (при затенении).

Рис. 99. Люксметр (ориг.).

При изучении суточного цикла животных большое значение имеет определение изменений освещенности. Величина освещенности измеряется в люксах (люксом называется освещенность, создаваемая одной международной свечей на расстоянии одного метра).

Для измерения освещенности имеется ряд приборов — люксметров, фотометров, фотоэлементов.

Люксметр (рис. 99) представляет небольшой деревянный ящик, внизу которого имеется выдвижная планка, на которую насаживается белая пластинка из отожженного фарфора. Внутри ящика находится лампа сравнения, дающая свет определенной яркости. Лампа питается током от аккумуляторов, смонтированных внутри люксметра. Внутри люксметра имеется также наклонная пластинка сравнения, на верхней половине которой отражается свет от лампы сравнения, а сквозь нижнюю проходит пучок света, у которого определяется освещенность.

Наблюдение производится через окуляр, в котором видна пластинка сравнения. Для определения освещенности нужно уравнять освещенность обеих половинок пластинки. Это достигается изменением угла наклона отражателя при помощи вращения кнопки, расположенной сбоку ящика.

Рис. 100. Селеновый фотоэлемент (ориг.).

К кнопке прикреплена стрелка, указывающая на шкале величину в люксах. Когда пластинка сравнения освещена совершенно равномерно, тогда смотрят по шкале у кнопки регулятора количество люксов.

Если яркость измеряемого света слишком мала или, наоборот, чрезмерно велика и невозможно обычным путем добиться равномерного освещения пластинки сравнения, тогда прибегают к светофильтрам, закрывая ими, в первом случае, лампочку, а во втором — наружный свет. На фильтрах обозначена их кратность.

П оследнее время широкое распространение получили приборы для определения освещенности при помощи фотоэлементов. По такому принципу, например, построен фотометр с селеновым фотоэлементом (рис. 100). Он представляет небольшую круглую коробочку, хранящуюся в деревянном футляре. К клеммам элемента при-соединяютря две медные проволочки, которыми он соединяется с гальванометром. Под действием света в элементе возбуждается ток, отклоняющий стрелку гальванометра. Чем ярче свет, тем сильнее отклонение стрелки. При особенно сильном освещении приходится прибегат к светофильтрам и вносить соответствующую поправку.

Рис. 101. Психрометр Августа (из Руководства метеостанциям).

Фотоэлемент дает относительные показатели, но может быть градуирован по люксметру и тогда, путем вычисления по графику, давать величину освещенности в люксах. Стечением времени фотоэлемент истощается и требует проверки, изменения поправок, ремонта или даже замены.

Для относительной оценки освещенности можно пользоваться также фотоэлектрическими экспонометрами, употребляемыми фотографами для определения экспозиции. Они удобны тем, что не требуют гальванометра, так как снабжены стрелкой и шкалой, разделенной на баллы. Такой экспонометр, как и селеновый фотометр, можно сравнить с люксметром и получать данные в люксах. О необходимости систематического контроля показаний экспонометра мы говорили.

На интенсивности радиации и освещенности, как и на остальных метеорологических элементах, сильно сказывается облачность. Количественное определение облачности производится по 10-балльной шкале от 0 до 10. Полное покрытие небесного свода принимается за 10, безоблачное небо — за 0. Одновременно нужно отмечать форму облаков.

Наряду с температурой, важнейшим метеорологическим фактором является относительная влажность воздуха. Она обычно измеряется с помощью психрометров. При стационарных исследованиях применяется психрометр Августа (рис. 101). Психрометр Августа состоит из двух совершенно одинаковых, точно выверенных термометров, закрепленных в вертикальном положении в штативе параллельно друг другу на расстоянии 5 см. Шарик правого термометра обернут чистым батистом, обезжиренным в серном эфире или слабом растворе щелочи, погруженным одним концом в стаканчик с дистиллированной водой. Этот термометр называется влажным, в отличие от сухого. С поверхности шарика влажного термометра происходит испарение воды, пропорциональное температуре и влажности воздуха. Чем суше воздух, тем сильнее будет испарение с поверхности шарика и тем ниже будут показания влажного термометра. По разности температуры сухого и влажного термометров, пользуясь специальными таблицами, вычисляют относительную влажность воздуха.

Д ля обеспечения точного определения влажности нужно соблюдать некоторые технические условия, невнимание к которым может повлечь значительные ошибки. Сухой термометр должен находиться на одном уровне с влажным, на расстоянии 5 см. Хорошее обеспечение испарения с поверхности смоченного термометра достигается правильной повязкой батиста, выбором надлежащего сорта материи, ее чистотой и смачиванием чистой дистиллированной водой. Стаканчик с водой должен располагаться на расстоянии 2—3 см от шарика термометра и покрываться крышкой из цинка с прорезом, чтобы вода не пылилась и не ржавел батист. Необходимо следить, чтобы батист всегда был чистым, мягким и влажным; его следует менять не реже чем два раза в месяц. В пыльных местностях для предохранения батиста от загрязнения можно между сроками наблюдений шарик смоченного термометра, обвязанный батистом, держать погруженным в воду. За 15 минут до наблюдения стаканчик опускают на нормальное расстояние.

Рис. 102. Психрометр Ассманна (из Калитина)

Батист желательно предварительно испытать на тягу воды — для работы годится только такой батист, который за 15 минут поднимает воду не менее чем на 7—8 см. Если нет возможности пользоваться дистиллированной водой, в стаканчик наливают профильтрованную дождевую или, в крайнем случае, речную, но ни в коем случае не колодезную, так как в ней обыкновенно бывают растворены различные соли.

Перед производством отсчета должна быть твердая уверенность, что батист хорошо смочен. В случае малейшего в том сомнения, нужно за 10—15 минут до наблюдения смочить батист, погрузив в воду шарик термометра, а затем снова поставив его на место.

Правильную подвязку батиста производят следующим образом. Выбранный термометр закладывают в книгу, положенную на край стола так, чтобы шарик термометра выдавался из книги и за край стола сантиметров на 10. Затем выбирают кусочек батиста и примеривают его к шарику. Батист должен обертывать шарик только один раз, причем края батиста должны лишь немного заходить друг за друга. После того, как будет подобран кусочек батиста нужной ширины, его смачивают дистиллированной водой и в мокром виде плотно обертывают вокруг шарика. Подготовив две петли из ниток, сначала одной петлей крепко затягивают батист над шариком, а затем, надев вторую петлю на середину шарика, постепенно стягивают ее под шарик, все время расправляя батист. Нитку под шариком не следует стягивать слишком туго, так как это может нарушить тягу воды батистом. Батист по всей поверхности шарика должен лежать плотно. Закончив повязку батиста, термометр вынимают из книги и устанавливают в штативе.

Особенно тщательный уход за смоченным термометром должен быть при температурах ниже нуля, так как даже небольшие ошибки в определении температуры сухого и влажного термометров вызовут большие ошибки при вычислении относительной влажности. Поэтому при морозах ниже —5° определение влажности по психрометру прекращается. С наступлением первых осенних заморозков стаканчик с водой убирается из будки, а батист у смоченного термометра обрезается немного ниже шарика. В таком виде повязка остается и, если нужно, возобновляется в течение всей зимы. Наблюдения по смоченному термометру возобновляются всякий раз, когда сухой термометр показывает выше —5°. За полчаса до этого производится смачивание батиста. Для этого приносят с собой стаканчик с дистиллированной водой комнатной температуры и погружают в нее шарик на некоторое время, чтобы батист достаточно напитался водой, а образовавшийся на нем лед совершенно растаял. На это укажет поведение смоченного термометра — температура, быстро поднявшаяся до 0° и задержавшаяся на некоторое время на 0°, начинает подниматься выше 0°, что и указывает на прекращение процесса таяния. После смачивания необходимо, убрав стаканчик, тщательно удалить накопившиеся капли воды на конце батиста.

Отсчет температуры по психрометру производится через полчаса после смачивания. Перед этим нужно убедиться, что показание смоченного термометра остается постоянным; если оно быстро на глазах меняется, то наблюдение производить нельзя.

Психрометр Августа пригоден лишь для стационарных наблюдений, поэтому при экологических исследованиях значительно большее применение имеет психрометр Ассмана, выпускаемый в виде большой и малой моделей (рис. 102). Он также состоит из двух термометров — сухого и смоченного. Преимуществом психрометра Ассмана является то, что измерение в нем производится всегда при одной и той же скорости движения воздуха. Оба термометра заключены в металлическую оправу, а шарики их помещаются в двойных металлических гильзах. В верхней части психрометра имеется небольшой аспирационный вентилятор; с помощью его воздух

с постоянной скоростью поступает снизу вверх через металлические трубки и овевает шарики термометров. Затем, воздух поднимается вверх и выходит наружу через разрезы на колпачке вентилятора.

Малая модель психрометра Ассмана помещается в кожаном футляре с ремнем для ношения через плечо, а большая модель иногда — в специальном деревянном ящике. Для производства наблюдения прибор вынимается из футляра. За 5 минут до наблюдения на влажном термометре смачивают батист с помощью специальной пипетки, прилагаемой к каждому прибору. При этом нужно внимательно следить, чтобы не замочить сухого термометра.

После смачивания ключом заводят механизм вентилятора, не доводя завода на один оборот. Через 4 минуты после завода производится отсчет по обоим термометрам. К этому времени температура на влажном термометре должна достигнуть минимума. Обычно позднее, вследствие подсыхания батиста, температура влажного термометра снова начнет повышаться.

Благодаря полированной никелированной оправе психрометром Ассмана можно пользоваться на солнце. Но следует остерегаться нагревания поступающего в него воздуха от наблюдателя. Во избежание этого, нужно становиться так, чтобы ветер не переносил воздух от человека к прибору. Особенно осторожно и аккуратно нужно обращаться с малой моделью Ассмана, которая благодаря своему размеру весьма чувствительна.

Во время работы психрометр держится на вытянутой руке или подвешивается на столб, ветвь дерева, палку и т. д.

Вычисление влажности производится по специальным таблицам , так как скорость движения воздуха в психрометре Ассмана отличается от принятой при вычислении таблиц для психрометра Августа.

Даже малая модель психрометра Ассмана пригодна для измерения влажности только в больших объемах воздуха и поэтому не удовлетворяет всем требованиям экологии животных. При. изучении экоклимата нор, дупел и т. п. можно пользоваться термоэлектрическим методом. По описанию Кожанчикова, суть метода заключается в следующем. На термоспай толщиной в 0,2— 0,15 мм надевается тонкий фитиль из гигроскопической ваты, диаметром около 1,0—1,5мм и длиной в 3—4 мм. Термопара с фитилем смачивается дистиллированной водой и помещается в пространство, где измеряется влажность воздуха. Через некоторое время, когда стрелка гальванометра остановится на минимальном делении, производится отсчет. Отсчет сухого термометра производится либо по другой (сухой) термопаре, либо по сухому термометру, помещенному в то же место. Определение влажности производится по таблицам для психрометра Августа. Шкала гальванометра должна быть предварительно градуирована по показаниям термометра.

Можно заменить термопарами термометры в психрометре Ассмана, что позволяет определять влажность даже при сильных морозах (Кедроливанский, 1947).

Для непрерывного наблюдения за изменением относительной влажности воздуха пользуются гигрографом. Правила обращения с этим самопишущим прибором аналогичны описанным выше для термографа.

Изучение осадков (гидрометеоров) сводится к учету характера и количества их. Оба эти момента имеют существенное значение для экологии животных. При записи в дневнике типа осадков удобно пользоваться условными обозначениями, принятыми в метеорологии. Приведем наиболее важные из них (см. выше).

Количество выпадающих осадков измеряется дождемером. Он состоит из приемного цилиндрического сосуда с площадью дна в 500 кв. см и защиты Нифера. Кроме того, к дождемеру прилагается еще один приемный сосуд с крышкой и мерный стакан. На станции дождемер устанавливается на столбе так, чтобы его верхний край был расположен на высоте 2 м от земли (рис. 103). При пользовании дождемером нужно считаться с фактом выдувания и вдувания осадков (особенно снега) из мерного ведра. Но при правильной установке дождемера можно в значительной мере уменьшить значение этого явления. На обычных метеорологических станциях дождемеры помещаются на достаточно обширных площадках, закрытых от чрезмерного действия ветра окружающими зданиями или деревьями, которые должны отстоять от дождемера, по крайней мере, на свою двойную высоту. При микроклиматических исследованиях, особенно в лесу, дождемеры приходится ставить в самых различных местах. Для изучения степени защищенности поверхности земли от дождя кронами деревьев, кустарниками и травой можно использовать стеклянные элементные банки, которые расставлять сериями по прямым линиям в различных условиях — на разных расстояниях от стволов деревьев, под кронами различной густоты и формы, в кустах, среди густой травы, на полянах и т. д. Полученные относительные показатели наглядно характеризуют распределение осадков в лесу и позволят оценить защитную роль растительности для птиц, гнездящихся на земле, и для мелких млекопитающих, роющих поверхностные ходы.

Измерение количества выпавших осадков производится два раза в сутки — во время утреннего и вечернего наблюдений, а если днем прошел сильный ливень, то также и в дневной срок. При работе с дождемером, со столба снимают мерное ведро, покрывают его крышкой, а на его место ставят запасное. Носок ведра также должен быть закрыт колпачком. Ведро вносят в комнату и осторожно выливают через носок всю воду до последней капли в мерный стакан. Летом, если во время наблюдения нет дождя, эту процедуру можно производить непосредственно около дождемера. В случае твердых осадков, закрытое крышкой ведро приносят в теплую комнату и ждут, пока осадки растают, а затем выливают их в мерный стакан.

При пользовании банками, измерение выпавших осадков обычно производится на месте. Банки должны быть с совершенно равной площадью сечения, пронумерованы, и результаты измерения записываются в журнал по каждой банке в отдельности. Так как эти данные имеют преимущественно относительное значение, не обязательно переводить их на единицу площади.

Для нормального существования мышевидных млекопитающих большое значение имеет, насколько они защищены от влаги в своих подземных убежищах, особенно если они располагаются на небольшой глубине под лесной подстилкой или дерном, ибо, как показали исследования Стрельникова, совместное действие повышенной влажности и низких температур вызывает резкое нарушение температурного режима у мелких грызунов и приводит их к гибели. Выше мы уже говорили о методике изучения относительной влажности воздуха в убежищах животных. Что касается степени промокания почвы от дождей, то прежде всего можно рекомендовать после дождей осматривать почву под подстилкой и на-глаз определять степень ее сухости. После сильных ливней интересно вскрыть подземные галлереи грызунов и посмотреть, не были ли они затоплены водой. Ценные данные о роли катастрофических осадков в жизни животных можно собрать путем непосредственных наблюдений во время ливней и гроз над гнездящимися птицами и мелкими зверьками.

Вообще при изучении экоклимата не следует ограничиваться одними инструментальными данными, а использовать все возможности, в том числе и наблюдения над поведением животных, рассматривая их как своего рода «зоометры» — показатели жизненных условий. В этом отношении интересным примером служит работа Кашкарова и его сотрудников (1937) в Холодной пустыне Центрального Тянь-Шаня.

При работе в районах с устойчивым снежным покровом следует уделить максимум внимания детальному изучению этого важнейшего экологического фактора, играющего столь большую роль в жизни животных (Формозов. 1946).

Исследование снежного покрова охватывает следующие вопросы:

а) фенология снежного покрова (сроки установления и таяния) и наблюдения над изменениями характера снега в течение зимы (образование наста, фирна, нависи или кухты на ветвях деревьев и т. п.);

б) динамика снежного покрова в отдельных пунктах;

в) характер распределения снежного покрова по району исследования;

г) плотность снега. Все эти наблюдения должны производиться в течение зимы и в различных биотопах, чтобы изучение снежного покрова носило сравнительный динамический характер. Изучение снежного покрова должно сочетаться с исследованием экологии зимующих млекопитающих и птиц — их распределения по биотопам в связи с снеговым режимом, зимних убежищ, условий добывания пищи, возможностей передвижения и т. п.

Фенологические наблюдения над снегом начинаются с записи даты первого снегопада и времени установления сплошного снежного покрова. Для экологии животных важно знать продолжительность этого переходного периода, характер и количество выпадающего снега, общие метеорологические условия периода установления снежного покрова. Интересно при этом проследить, как мелкие млекопитающие начинают рыть в снегу ходы, как изменяется поведение птиц.

В течение зимы нужно отмечать дни со снегопадами и метелями, изменение характера снега и его залегания в связи с ветром. Большое значение в жизни животных играет наст; в дневнике отмечается время образования наста, его толщина и прочность (наблюдения по следам человека и животных). На существовании древесных млекопитающих и птиц сильно сказывается образование нависи на ветвях (кухты) и оледенение ветвей при перемене температуры (ожеледь и изморозь). Следует не только отмечать дни с такого рода явлениями, но стараться количественно оценить размеры кухты, ожеледи и изморози, а также записывать случаи повреждения деревьев под тяжестью снега и льда.

Весной отмечается появление первых следов таяния снега — образование воронок около стволов деревьев, обнажение высоких муравейников, появление проталин на южных склонах. Затем записывается день, когда больше половины поверхности земли освободилось от снега и, наконец, — дата окончательного исчезновения снега. Важно проследить различия в сроках схода снега в зависимости от характера рельефа, высоты места и типа растительности и влияние этого на распределение и жизнь животных, особенно прилетных и пробуждающихся видов.

В горных районах, где местами снег сохраняется в течение круглого года, следует вести наблюдения над ним и летом — участки и условия образования снежников, таяние их, значение в жизни животных (места отдыха от гнуса; места сбора оцепеневших насекомых, занесенных токами воздуха из долин).

Динамика глубины снежного покрова изучается при помощи снегомерных реек, с осени устанавливаемых поодиночке или сериями в наиболее характерных участках. Количество точек должно соответствовать желаемой степени точности.

Постоянные снегомерные рейки устанавливаются в трех типах местности:

а) на закрытом участке, подвергающемся лишь значительно ослабленному действию ветра, например, на обширной поляне в лесу, парке или саду;

б) на ровном участке среди совершенно открытого обширного поля или луга;

в) в лесу среди деревьев. В зависимости от местных условий возможны и иные варианты расстановки реек.

Кроме одиночных реек, закладываются постоянные снегомерные профили длиною в 100 м, на которых в лесу рейки расставляются через 5 м, а в поле — через 10 м. Первая и последняя рейка не должны быть ближе 15 м от границ исследуемого участка. В лесу рейки следует расставлять на точно отмеренном расстоянии, даже если место установки придется около ствола или, напротив, на прогалине.

Наблюдения по постоянным рейкам производятся регулярно каждую пятидневку. При отсчетах не следует подходить к рейке ближе чем на 5—6 шагов, чтобы не нарушать состояния снежного покрова около рейки и всякий раз производить отсчет с одного и того же места. Отсчитывают в целых сантиметрах то деление, на котором приходится общий уровень снежного покрова, лежащего около рейки (воронка выдувания, образующаяся вокруг рейки, не принимается во внимание).

Измерения на постоянных маршрутах можно производить переносными рейками. Для этого осенью в лесу провешивается маршрут, разбивается на пятиметровые отрезки и места промеров отмечаются затесами на деревьях или вешками.

В экспедиционных условиях и при изучении распределения снежного покрова в обширном районе, конечно, нет возможности устанавливать постоянные рейки и отбивать маршруты. Здесь очень интересные результаты можно получить путем массовых промеров глубины снега на маршрутах через различные биотопы.

Снегомерная съемка ведется на лыжах. В качестве рейки можно использовать лыжную палку, предварительно разметив ее верхний конец на дециметры и сантиметры. Промеры производятся по прямым направлениям через 5—10 шагов. При обработке, расстояние в шагах переводится на метры. В записной книжке следует отмечать особенности точки измерения (в частности, если она приходится около дерева и т. д.), а также характер снежного покрова — его равномерность, уплотненность и т. п. Лыжная снегомерная съемка позволяет в короткий срок обследовать обширные пространства. Для ускорения работы переезды из одного района в другой совершаются на лошадях или оленях.

Для оценки экологического значения снежного покрова, кроме его мощности и температурного режима, большое значение имеет определение плотности снега. От плотности снега зависит его проходимость для различных животных, теплопроводность и другие свойства.

П лотность снега всегда отмечается на глаз при измерении переносной рейкой или лыжной палкой, при лыжных экскурсиях, путем измерения глубины лыжни и следов зверей. Но желательно пользоваться специальным прибором — весовым снегомером. Походный весовой снегомер состоит из металлического цилиндра и весов типа безмена (рис. 104). Цилиндр имеет на одном конце толстое медное кольцо с острым заточенным краем, а на другой конец может быть одета крышка, закрывающаяся специальным затвором. Сбоку цилиндра, начиная от нижнего обреза заточенного кольца, нанесена шкала. Высота цилиндра 60 см, площадь сечения 50 кв. см. В середине цилиндра укреплена дужка, за которую он может быть подвешен. Весы состоят из латунной линейки с нанесенными на ней делениями, соответствующими грузу 5 г. На одном конце линейки имеется крючок для подвешивания цилиндра. Немного отступя расположена рукоятка с кольцом для удерживания весов с подвешенным к ним цилиндром. Весы уравновешиваются грузом, скользящим по линейке. В грузе сделан прорез, сквозь который видны деления линейки. На скошенном крае выреза нанесена черта для производства отсчетов. При установке подвижного груза на полевое деление, пустой цилиндр, подвешенный на крючке, должен уравновешивать весы.

Рис. 104. Весовой снегомер (из Руководства метеостанциям).

Для измерения плотности снега снимают крышку с цилиндра и погружают его отвесно в снег краем с заостренным концом вниз, слегка надавливая на цилиндр. Если глубина снега меньше 60 см, то он прорезается до поверхности земли и высота снежного покрова измеряется по боковой шкале цилиндра.

После определения высоты снежного покрова, одевают крышку на верхний конец цилиндра, отгребают лопаточкой снег с одной стороны цилиндра и подводят лопаточку под нижний обрез цилиндра так, чтобы весь снег, заключенный в цилиндр, там остался. Не отнимая лопаточки, вынимают цилиндр из снега и переворачивают крышкой вниз, а острым краем вверх.

Тщательно очистив цилиндр от налипшего снаружи снега, подвешивают снегомер за крючок и, став спиной к ветру, держа весы в руке за кольцо, уравновешивают цилиндр со снегом с помощью передвижного груза и затем записывают число делений весов, которые показывает Указатель подвижного груза.

Плотность снега вычисляется путем деления веса пробы снега на ее объем. Вес определяется умножением 5 г (цена деления безмена) на число делений линейки весов; объем пробы снега равен произведению площади сечения Цилиндра (50 кв. см) на высоту снега, заключенного в цилиндре. Например, число делений безмена 82, высот пробы снега 21 см. Плотность равняется: 5 x 62 : 50 х 21= = 0,295=0,30.

Плотность снега всегда меньше единицы. Она вычисляется до третьего знака и округляется до второго.

Если глубина снега больше 60 см, пробы берутся последовательно слой за слоем. При вычислении плотности суммируют число делений безмена и высоты отдельных проб. В каждом месте желательно произвести по два определения плотности снега.

Не только сильный ветер, но и легкие движения воздуха играют важную роль в жизни животных. Значение ветра как экологического фактора особенно заметно в открытых и горных местностях (см., например, цитированную работу Кашкарова о Холодной пустыне Тянь-Шаня).

Изучение ветра сводится к определению его направления и силы. Направление ветра отмечается по точке горизонта, откуда дует ветер, и называется по румбам. Направление устанавливается на глаз, по флюгеру, вымпелу или движению дыма.

Скорость движения можно определять в баллах на глаз, пользуясь шкалой Бофорта:

0—0,0—0,5 м/сек — полный штиль — дым поднимается вертикально или почти вертикально. Листья на деревьях неподвижны,

1—0,6—1,7 м/сек — тихий ветер — ощущается как легкое дуновение; дым поднимается не вполне вертикально. Листья неподвижны.

2—1,8—3,3 м/сек — легкий ветер— с легка колеблет вымпел и временами листья на деревьях,

3—3,4—5,2 м/сек — слабый — колеблет небольшие ветви деревьев, покрытые листьями. На поверхности стоячих вод появляется рябь.

4—5,3—7,4 м/сек — умеренный — вытягивает вымпел, поднимает пыль, колеблет ветки, лишенные листьев.

5—7,5—9,8 м/сек — свежий — колеблет тонкие стволы деревьев. На воде появляются волны.

6—9,9—12,4 м/сек — сильный — колеблет толстые сучья, гудят телеграфные провода. На гребнях волнобразуются отдельные барашки.

7—12,5—15,2 м/сек — крепкий — колеблет стволы небольших деревьев и без листвы, гнет большие ветви. На гребнях волнобразуются многочисленные барашки.

8—15,3—18,2 м/сек — очень крепкий — колеблет большие деревья, ломает ветви и сучья, затрудняет движение.

9—18,3—21,5 м/сек — шторм — ломает большие голые сучья деревьев, сбрасывает домовые трубы, повреждает крыши.

10—21,6—25,1 м/сек — сильный шторм — вырывает с корнем деревья, производит значительные разрушения.

11—25,2—29,0 м/сек — жестокий шторм — производит

большие разрушения.

12 — более 29,0 м/сек — ураган — производит опустошения.

На метеорологических станциях измеряют силу ветра различными флюгерами, анемометрами и анемографами. В полевых условиях удобнее всего ручной анемометр Фусса (рис. 105). Прибор имеет вертушку из четырех небольших полушарий, вращающихся на оси и приводящих в движение систему зубчатых колес. Число оборотов отмечается на циферблатах — большом и нескольких маленьких. При полном обороте большой стрелки маленькая стрелка на циферблате с надписью «сто» передвигается на 1 деление и т. д. Сбоку кожуха счетчика имеется колечко арретира, при помощи которого можно включать и выключать счетчик. Снизу под кожухом расположен винт для привинчивания к деревянной подставке.

Перед измерением записывают показание счетчика — сперва полное число делений на циферблате с надписью «тысяча», затем на циферблате сотен и, наконец, на большом циферблате.

Анемометр укрепляют на шесте нужной длины или держат в руке, соблюдая строго вертикальное положение. Затем одновременно освобождают арретир счетчика и включают секундомер или замечают время по секундной стрелке часов. По истечении 3 минут (или даже 100 секунд) счетчик и секундомер выключают и записывают новое показание на циферблатах. Наблюдение желательно повторить.

Из разницы показаний счетчика до и после наблюдения узнают число делений, пройденных стрелкой анемометра за 3 минуты. Далее, делят число делений счетчика на 180 секунд (или на то число секунд, в течение которых производилось наблюдение) и узнают число делений, приходящееся на 1 секунду. Дальнейшие вычисления производятся но переводной таблице, приложенной к данному анемометру. Они сводятся к перемножению числа делений на указанный в соответствующей графе множитель. В результате получают скорость ветра метрах в одну секунду.

Рис. 105 и 106. Ручной анемометр Фусса и кататермометр (из Калитина)

Ручной анемометр является довольно точным прибором, но требующим аккуратного с ним обращения. Особенно легко ломаются оси вертушки.

При слабых ветрах (1 м/сек. и менее) ручной анемометр работает недостаточно надежно, в то время как при работе в лесу нередко приходится иметь дело именно с малыми скоростями. В этих случаях лучше прибегать к помощи кататермометра.

Кататермометр, к сожалению, недостаточно широко используется полевыми экологами. Между тем этот прибор представляет большой интерес, так как позволяет определять не только скорость движения воздуха, но и его влажность, а также скорость охлаждения, которая является результатом совокупного действия температуры, влажности и ветра.

Кататермометр Хилла (рис. 106) состоит из стеклянного спиртового термометра с цилиндрическим резервуаром длиною 4 см, имеющим дно в виде полушария в 1,6 см диаметром и с поверхностью в 22,6 кв. см. Шкала термометра разделена на градусы от 35 до 38°. Верхний конец капилляра заканчивается расширением для избытка спирта, вгоняемого при нагревании. На стержне каждого прибора имеется отметка, обозначенная буквой Р, так называемый фактор прибора. Он показывает число милликалорий, теряемых одним квадратным сантиметром поверхности резервуара кататермометра при его охлаждении от 38 до 35°.

Основное назначение кататермометра — установление величины охлаждения его окружающей атмосферой, т. е. определение охлаждающей силы воздуха. Для этого необходимо знать время охлаждения в секундах и фактор кататермометра.

При измерении кататермометром, резервуар его опускают для нагревания в горячую воду, нагретую в пределах 60—70° (и не выше 80°) и держат в вертикальном положении до тех пор, пока спирт не заполнит верхнюю камеру на половину ее объема. При чрезмерно быстром нагревании спирт слишком быстро поднимается вверх, и термометр не успеет достаточно прогреться, что вызовет ошибку в вычислении скорости охлаждения. Во избежание этого не следует брать слишком горячую воду, а кроме того нужно сперва нагреть кататермометр, дать ему немного охладиться, а уже потом нагревать для самого измерения. После того, как прибор нагрет и спирт заполнил половину верхнего резервуара, кататермометр вынимают из воды, быстро вытирают досуха резервуар и неподвижно закрепляют в месте наблюдения. Свободно подвешивать прибор нельзя, так как его качание усиливает охлаждение. Когда вследствие охлаждения спирт начнет опускаться, измеряют по секундомеру время, в течение которого спирт опустится от 38 до 35°. Измерение желательно повторить 2—3 раза.

Для получения величины охлаждения необходимо величину фактора прибора разделить на число секунд, в течение которых произошло охлаждение от 38 до 35°. В результате получается величина охлаждения Н, выраженная в милликалориях в одну секунду с площади одного квадратного сантиметра поверхности резервуара кататермометра .

Если нужно определить влияние на охлаждение влажности воздуха, тогда на резервуар кататермометра надевают плотный чехол из тонкой хлопчатобумажной ткани и перед измерением нагревают прибор вместе с этим чехлом. Процесс измерения и вычисления величины охлаждения производится, как и в случае с сухим кататермометром.

Как мы упоминали в предыдущей главе, представляет большой интерес определение величины охлаждения в открытых гнездах, изменение ее с возрастом птенцов и в зависимости от присутствия и отсутствия родителей, под влиянием погоды.

Для работы с кататермометром в поле необходимо иметь термос с горячей водой или подогревать ее на месте, но тогда иметь обычный термометр, чтобы знать температуру воды.

Для целей экологии кататермометр хорош еще тем, что позволяет измерять скорость ветра менее 1 м/сек. Для этого нужно знать величину Н, т. е. величину охлаждения и показатель O — разность между средней температурой кататермометра (36,5°) и температурой окружающего воздуха в момент измерения. Величина Н делится на в и по полученному частному в прилагаемой таблице (заимствованной у Кожанчикова) находят искомую скорость ветра в м/сек.

Скорость ветра более 1 м/сек можно определять уже по ручному анемометру, но если встретится необходимость, то и по показаниям кататермометра, если только скорость не превышает 17 м/сек.