Coraz częściej w ostatnich latach spotykamy się z upałami. Czy nasze ule są do nich dostosowane i czy nie popełniamy błędów w ich eksploatacji? Na ile zmuszamy pszczoły do życia w warunkach dla nich sztucznych i czy ule z tworzyw sztucznych potrafią naśladować naturalne dziuple – historyczne pszczele domy? Chciałbym podzielić się kilkoma obserwacjami i wnioskami z nich płynącymi. Opomiarowałem przed upałami ul poliuretanowy by wyjaśnić sobie kilka niejasnych dla mnie kwestii. Wykorzystałem elementy systemu Ulmonitor (termometry, higrometry i waga) i ul wlkp. Nektariady, skompletowany z półkorpusów z półramkami. (moje problemy z kręgosłupem)

26 czerwiec 2019 roku, godzina 15.35 . W Poznaniu upał afrykański. Termometr położony w pasiece w cieniu, pod przewiewną wiatą, na półce 2m nad ziemią pokazuje w szczycie 41°C przy wilgotności 34%.

Przebieg temperatury

i wilgotności na zewnątrz omawianego dnia:

wykres zmiany wagi ula tego dnia:

W momencie szczytu termometry – higrometry rozmieszczone w ulu nr 1 według schematu:

pokazują poniższe temperatury:

Pajączek –                      35,7°C,     wilgotność 35,8%

Czwarty półkorpus –      34,3°C,      wilgotność 34,3%

Trzeci półkorpus-           34,3°C       wilgotność 65,4%

Krata odgrodowa: –        33,3°C,      wilgotność 68,8%

Środek gniazda: –          37°C          wilgotność 46,9%

W ulach jest więc chłodniej niż na zewnątrz, inaczej niż to jest zazwyczaj. Co przewiduje teoria i czy potwierdza to praktyka?

W tym momencie wskazania termometrow i wilgotnościomierzy być może odbiegają od intuicyjnych z powodu dość istotnej ingerencji (przed tygodniem) polegającej na likwidacji pełnych ramek wlkp i zastąpieniu ich węzą w półramkach (całkowite odświeżenie gniazda).

Ule składają się tylko z półkorpusów wlkp Nektariady, lekko uchylone korki na najwyższym piętrze (dla wygryzających się trutni). Węza własnej produkcji z własnego wosku z odsklepin.

W gniazdach połowa półramek z węzą i po 5 pełnych ramek do podniesienia nad kratę w następnym ruchu, nad kratą dużo wygryzającego się czerwiu. Jednak już można według wagi ocenić ile w dzień przyniosły, a w nocy odparowały. W miarę wygryzania się czerwiu i zalewania ramek wskazania temperatury i wilgotności na poszczególnych „piętrach” uli w rodni i miodni powinny się ustabilizować. Zawsze trzeba je jednak odnosić do aktualnej temperatury zewnętrznej, która jest rejestrowana oddzielnym czujnikiem poza ulami.

Ule stoją na osiatkowanych dennicach z szufladami z pułapkami wazelinowymi na warrozę aktualnie wysuniętymi na 1/3 ruchu.

Aby wyjaśnić przyjęte założenia „termodynamiki ula” przyjmijmy kilka uproszczeń. Pomijam nagrzewanie słoneczne wyeksponowanych na słońce elementów i spowodowaną nimi ewentualną lokalna konwekcję na zewnątrz i wewnątrz ula (załózmy że ul stoi w cieniu i ma duże albedo daszka) i kilka kwestii o mniejszym znaczeniu. Zacznę od ułatwiającego zrozumienie problemu w powietrzu atmosferycznym analogicznego problemu w wodzie. Woda jest najcięższa w temp. +4°C (dlatego lód pływa, anomalia umożliwiająca życie na Ziemi). W głębokim jeziorze, czy studni przy dnie panuje zawsze taka stała temperatura. Latem pod powierzchnią woda jest cieplejsza niż +4, zimą zimniejsza. Zimą wodę pokrywa izolator w postaci tafli lodu, który odcina wpływ wiatru na wodę i aerodynamiczne mieszanie jej poprzez falowanie. Pod lodem mamy 0°C i temperatura w głąb rośnie do właśnie +4 ° Izoterma +4° zamyka dolną warstwę wody zwaną termokliną i ta leży o różnych porach roku na różnej głębokości. W termoklinie temperatura wody spada lub rośnie wraz z głębokością. Dwa razy w roku termoklina podchodzi pod powierzchnię wody i wtedy temperatura w całym zbiorniku wynosi +4°. W tych momentach wiatr powoduje mieszanie wody w całym zbiorniku aż do dna, co ma bardzo duże znaczenie w jeziorach z warstwą beztlenową przy dnie.

Jak wygląda pionowy przekrój temperatury w ulu? (ze świadomym uwzględnieniem pewnych uproszczeń – pominięciem lokalnych źródeł ciepła w ulu pochodzącego od imago, czerwiu i ruchów powietrza powodowanych przez pszczoły) Jeżeli w rodzinie jest czerw, to ponad nim panuje stała temperatura 35°C z powodu konwekcyjnego unoszenia się ciepłego powietrza. Jeżeli ul jest dobrze izolowany od góry – przypomina balon na rozgrzane powietrze braci Montgolfier. (dzięki temu pszczoły mogą zimować nad „termokliną” powietrza – ryby pod termokliną wody – warunek zimowego życia pszczoły miodnej na Ziemi!) Latem można w uproszczeniu przyjąć, że temperatura ponad czerwiem jest stała i wynosi 35°. Pod czerwiem występuje „termoklina” powietrza, gdzie temperatura spada do temperatury otoczenia na poziomie wylotka. Wylotek może być jeden, może ich być kilka na kilku poziomach, co znacznie komplikuje termo i aerodynamikę konkretnego ula i uzależnia ja od kierunku ewentualnego, własnie wiejącego wiatru. Ta termoklina jest zaburzana aktywnością pszczół, szczególnie aerodynamiką ich skrzydełek. Wentylacja w ulu działa na zasadzie „ciągu kominowego”. Ciepłe powietrze ulatnia się górą poprzez pajączki w ilości regulowanej przez pszczelarza (ilość pajączków w powałce, stosowanie folii) i pszczoły (kitowanie szczelin wentylacyjnych, grupowe zatykanie otworów organizmami imago). Świeże, chłodniejsze powietrze napływa poprzez wylotek, lub osiatkowaną dennicę. Ciąg kominowy w ulu jest zależny od różnicy temperatur wewnątrz (35°) i na zewnątrz ula. Najsilniejszy ciąg jest oczywiście zimą, szczególnie przy obecności czerwiu.

Cóż jednak się dzieje podczas upałów? Gdy temperatura zewnętrzna osiągnie 35° – ciąg kominowy poprzez pajączki zanika, bo nie ma różnicy temperatur. Odpowiada to stanowi w jeziorze, gdy termoklina osiąga powierzchnię wody. Jeżeli otwarta jest dennica, nawet słaby wiatr powoduje wymianę (krążenie) powietrza w całym wnętrzu ula. Może to wywołać gwałtowny spadek wilgotności niebezpieczny w rejonie czerwiu, gdy otaczające powietrze jest suche (analogia do natlenienia warstwy przydennej jeziora). Przy takiej temperaturze pszczoły mogą utrzymać wentylację tylko poprzez wytworzenie sztucznego wiatru na wlotku, co zresztą przy otwartej dennicy jest mało efektywne.

Gdy temperatura zewnętrzna dalej rośnie – w ulu powstaje odwrotny ciąg kominowy. Chłodniejsze powietrze z wnętrza ula jako cięższe opada w dół poprzez dennicę i na jego miejsce wpływa poprzez pajączek gorące powietrze spod daszka. (analogicznie do zapachu wędzonki w pomieszczeniach ogrzewanych kominkiem podczas upałów – po otwarciu drzwi). Ul zaczyna przypominać termos, w którym latem przetrzymujemy chłodne potrawy, a w którym ktoś zrobił dziurę w dnie. Powietrze chłodniejsze opada w dół i opuszcza ul poprzez wylotek, lub osiatkowaną dennicę. Poduszka na powałce zaczyna pełnić teraz funkcję odwrotną – podobną jak czapka z baraniego futra na glowie mieszkańca pustyni. Zapobiega przegrzaniu.

Powstaje pytanie: czy pszczoły potrafią obniżyć temperaturę w ulu i ile je to kosztuje? Teoretycznie mogą to zrobić na trzy sposoby:

1. Wylegając przed ul (bez wentylowania skrzydłami, bo wtedy podgrzeją wnętrze wdmuchując do ula cieplejsze z zewnątrz)
2. Odparowując (podczas trwania pożytku) nakrop
3. Odparowując w ulu specjalnie przyniesioną w tym celu wodę

Z powyższego wynika, że przy upale rzędu 40°C utrzymanie w ulu niezbędnej dla czerwiu temperatury 35° może być dla pszczół sporym wysiłkiem. Postaram się w roku 2020 (mądrzejszy o dotychczasowe doświadczenia) zoptymalizować konfigurację rodzin, rozłożenie termometrów i wilgotnościomierzy w ulu podczas upałów i zaprząc do wnioskowania zapisy wagi cyfrowej w postaci wykresu dobowego (nakrop, dodatkowa woda itp.)

Wentylacja w typowym ulu podczas różnych temperatur:

Jak pomóc pszczołom podczas upałów? Analiza termodynamiczna prowadzi do wnioskow, że powyżej temperatury 35°C intuicyjne działania pszczelarzy mogą być błędne. Z pewnością potrzebne jest ocienienie uli, by zbić temperaturę pod daszkiem. Tutaj należy wspomnieć o niedocenianym znaczeniu wentylowanej wolnej przestrzeni między poduchą a daszkiem. Błędem jest usuwanie poduszek. Z pewnością przy temperaturze powyżej 35°C próby zwiększenia wentylacji poprzez rozszczelnianie góry ula nie poprawi warunków wewnątrz z powodu odwrotnego ciągu kominowego i wpuszczania w ten sposób górą do wnętrza ula gorącego powietrza. Wydaje się, że pozostawienie otwartej dennicy jest błędem. Szybko przez nią ucieka schłodzone z trudem przez pszczoły powietrze. Przy 40°C taki ul zaczyna przypominać balon na ogrzane powietrze odwrócony do góry koszem. Przy  utrzymującej się temperaturze zewnętrznej powyżej 35° C wydaje się racjonalnym przymknięcie szuflady dennicy i podanie pszczołom wody podobną techniką jak wiosną – słoikami poprzez pajączki. W 2020 roku powtórzę pomiary podczas ewentualnych upałów z uwzględnieniem tegorocznych spostrzeżeń i po zoptymalizowaniu punktów pomiaru temperatury i wilgotności. Przydałoby się również popatrzeć na problem statystycznie, by potwierdzić lub nie przyjęte hipotezy. Pomiary będą ogólnodostępne w necie. Zapraszam do współpracy chętnych poznańskich urbanbeekeeperów gospodarujących na dachu jakiegoś budynku.

Wiktor Korczyński.