烏魯木齊地區影子方向和長度測量在園林中的應用

王 新

(烏魯木齊市種苗場,新疆，烏魯木齊 830013)

1 引言

測量物體影子的方向和長度，通過換算能夠繪出具體高度的建筑產生影子的范圍和長度，用于確定建筑的距離和植物種植的區域，避免無法照到陽光的死角，使區域規劃有理有據，更有科學性。

光影長度和范圍的測量對烏魯木齊地區尤為重要。烏魯木齊市氣候屬中溫帶大陸性干旱氣候，干旱不利于植物生長，但通過補償，干旱環境如果陽光充足，植物依然能夠生長良好。于是，通過光影長度和范圍圖像能夠確定建筑周圍光照范圍和光照時間，從而指導綠化植物品種的選擇和種植區域。

2 試驗區概況

烏魯木齊市位于亞歐大陸腹地，地處北天山北麓、準噶爾盆地南緣，天山山系北天山西段與東段的結合部，東、南、西三面環山。烏魯木齊屬中溫帶大陸性干旱氣候，最熱的7、8月份平均氣溫為25.7 ℃；最冷的是1月份，平均氣溫為-15.2 ℃。年平均溫度7.3 ℃，年平均降水236 mm，年平均日照2775 h，無霜期為105～168 d，春秋兩季較短，冬夏兩季較長，極端最低溫為-41.5 ℃,極端最高溫為40.9 ℃，10 ℃以上活動積溫為3571 ℃ 。

3 材料與方法

軍用指南針和直尺，軍用指南針用于測量影子的角度，直尺用于測量影子的長度。將軍用指南針羅盤的北方與所測地點的北方重合，這時讀出瞄準線投在羅盤上陰影的度數。選擇一支鉛筆，垂直放在陽光中，用直尺量出鉛筆陰影長度。繪圖時，北向上，之前所讀度數為順時針方向北方與陰影線的夾角，所量長度為陰影線長度。

4 結果和分析

4.1 陽光下影子的方向和長度的測量

軍用指南針測定光照的方向，用尺子測量鉛筆影長，從10:00開始,30 min測一次，19:00結束。測得的結果用比例(鉛筆長/鉛筆影長=10 m高建筑/建筑影長)換算成10 m高建筑的影長。繪制4月1日、5月29日、7月7日、8月25日陰影圖形。圖1為 4月1日、5月29日、7月7日、8月25日陰影方向和范圍。

圖1 4月1日、5月29日、8月25日陰影方向和范圍的比較

4.2 光照形成陰影的方向和長度分析

通過角度和影長描述陰影范圍。影子的角度在逐漸的變大，影長逐漸的變短，推斷在夏至角度最大，影長最小，這次測量中，7月7日接近夏至，7月7日，從10：30開始，只測到17：00左右。圖1可見，在相同的時間，從10：30開始，到17：00左右，7月7日的影子最短。

圖2 5月29日陰影陰影在建筑上的使用

4.3 分析結果在園林綠化中的運用

4.3.1 在建筑周圍綠化中的運用

舉例說明，用5月29日的陰影圖例說明。10：24以前和18：00以后的光照作用小，那么通過測得的數據可以畫出實時陰影，還可以了解建筑周圍光照時段。如圖2、3、4。圖2，繪制10：24時的建筑陰影，只需將測得的5月29日陰影圖例添加到建筑的3個角上，將10：24時的陰影線聯系起來，這時所形成的形狀為此時建筑形成的陰影，如圖3。通過處理，從圖4中可以了解建筑北面區域照到太陽的時間段。此結果還可以用于建筑周圍的綠化植物品種選擇，根據不同區域，光照時間長短，選擇耐蔭能力不同的植物。

4.3.2 種植中的運用

舉例說明，用5月29日的數據確定長500 m、寬100 m，高10 m的建筑陰影。其北面什么區域種植多高的樹木，可以不考慮建筑的遮擋，直接照射到太陽。從圖4中得到北面無法照射到太陽的陰影距建筑4.726 m，繪制圖5，種植圖。經計算，得到種植枝下高為5.76 m的喬木，全冠可得到光照。

經過對太陽照射后形成的陰影方向和長度的測量能夠將其應用于園林綠化設計。如每個地區用較為精密的儀器測量本地區的陰影分布，主要測量春分、秋分、夏至、冬至的陰影，可以作為綠化設計的最基本的資料。

圖3 10：24時建筑形成的陰影

圖4 建筑北面不同區域照到太陽的時間

圖5 建筑北面距建筑2米位置種植

5 結語

通過測量陰影，了解陰影的變化，如果能將烏魯木齊地區的春分、秋分、夏至、冬至的陰影測量出來，繪制成圖，可以運用在綠化設計和種植設計中。