Как определить коэффициент увлажнения почв

Что такое коэффициент увлажнения и как он определяется?

Круговорот воды в природе — это один из самых главных процессов в географической оболочке. В его основе — два взаимосвязанных процесса: увлажнение земной поверхности осадками и испарение из нее влаги в атмосферу. Оба эти процесса как раз и определяют коэффициент увлажнения для конкретной территории. Что такое коэффициент увлажнения и как его определяют? Именно об этом пойдет речь в данной информационной статье.

Коэффициент увлажнения: определение

Увлажнение территории и испарение влаги с её поверхности во всем мире происходят абсолютно одинаково. Однако на вопрос, что такое коэффициент увлажнения, в разных странах планеты отвечают совершенно по-разному. Да и само понятие в такой формулировке принято не во всех странах. К примеру, в США это «precipitation-evaporation ratio», что можно дословно перевести как «индекс (соотношение) увлажнения и испаряемости».

Но всё же, что такое коэффициент увлажнения? Это определенное соотношение между величиной осадков и уровнем испарения на данной территории за конкретный отрезок времени. Формула вычисления этого коэффициента очень простая:

где О — количество осадков (в миллиметрах);

а И — величина испаряемости (тоже в миллиметрах).

Разные подходы к определению коэффициента

Как определить коэффициент увлажнения? На сегодня известно около 20 разных способов.

В нашей стране (а также на постсоветском пространстве) чаще всего используется методика определения, предложенная Георгием Николаевичем Высоцким. Это выдающийся украинский учёный, геоботаник и почвовед, основоположник науки о лесе. За свою жизнь он написал свыше 200 научных трудов.

Стоит отметить, что в Европе, а также в США используют коэффициент Тортвейта. Однако методика его вычисления намного сложнее и имеет свои недостатки.

Определение коэффициента

Определить данный показатель для конкретной территории совсем не сложно. Рассмотрим эту методику на следующем примере.

Дана территория, для которой нужно рассчитать коэффициент увлажнения. При этом известно, что за год эта территория получает 900 мм атмосферных осадков, а испаряется из нее за тот же период времени — 600 мм. Для вычисления коэффициента следует поделить количество осадков на испаряемость, то есть 900/600 мм. В результате мы получим значение 1,5. Это и будет коэффициент увлажнения для этой территории.

Коэффициент увлажнения Иванова-Высоцкого может равняться единице, быть ниже или же выше 1. При этом если:

• К = 0, то увлажнение для данной территории считается достаточным;
• К больше 1, то увлажнение избыточное;
• К меньше 1, то увлажнение недостаточное.

Величина этого показателя, разумеется, будет напрямую зависеть от температурного режима на конкретной территории, а также от количества атмосферных осадков, выпадающих за год.

Для чего используется коэффициент увлажнения?

Коэффициент Иванова-Высоцкого — это крайне важный климатический показатель. Ведь он способен дать картину обеспеченности местности водными ресурсами. Этот коэффициент просто необходим для развития сельского хозяйства, а также для общего экономического планирования территории.

Он также определяет уровень сухости климата: чем он больше, тем климат влажнее. В районах с избыточным увлажнением всегда наблюдается обилие озер и заболоченных территорий. В растительном покрове преобладает луговая и лесная растительность.

Максимальные значения коэффициента характерны для высокогорных районов (выше 1000-1200 метров). Здесь, как правило, наблюдается избыток влаги, который может достигать 300-500 миллиметров в год! Такое же количество атмосферной влаги получает степная зона за год. Коэффициент увлажнения в горных регионах достигает максимальных значений: 1,8-2,4.

Избыточное увлажнение также наблюдается в природной зоне тайги, тундры, лесотундры, а также умеренных широколиственных лесов. В этих районах коэффициент не более 1,5. В зоне лесостепи он колеблется в пределах от 0,7 до 1,0, а вот в степной зоне уже наблюдается недостаточное увлажнение территории (К = 0,3-0,6).

Минимальные значения увлажнения характерны для зоны полупустынь (всего около 0,2-0,3), а также для зоны пустынь (до 0,1).

Коэффициент увлажнения в России

Россия — огромная страна, для которой характерно широкое разнообразие климатических условий. Если говорить о коэффициенте увлажнения, то его значения в пределах России колеблются в широких пределах от 0,3 до 1,5. Самое скудное увлажнение наблюдается в Прикаспии (около 0,3). В степной и лесостепной зоне оно несколько выше — 0,5-0,8. Максимальное увлажнение характерно для зоны лесотундры, а также для высокогорных районов Кавказа, Алтая, Уральских гор.

Теперь вам известно, что такое коэффициент увлажнения. Это достаточно важный показатель, который играет очень важную роль для развития народного хозяйства и агропромышленного комплекса. Данный коэффициент зависит от двух значений: от количества атмосферных осадков и от объемов испаряемости за определенный отрезок времени.

Источник

Эта статья перенесена сюда!

Увлажнение территории определяется не только количеством осадков, но и испаряемостью. При одинаковом количестве осадков, но разной испаряемости, условия увлажнения могут быть различными.

Для характеристики условий увлажнения пользуются коэффициентами увлажнения. Существует более 20 способов его выражения. Наиболее распространенными являются следующие показатели увлажнения:

1. Гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова.

где R – месячное количество осадков;

Σt – сумма температур за месяц (близка к показателю испаряемости).

1. Коэффициент увлажнения Высоцкого-Иванова.

где R – сумма осадков за месяц;

E_p – месячная испаряемость.

Коэффициент увлажнения около 1 – увлажнение нормальное, менее 1 – недостаточное, более 1 – избыточное.

1. Радиационный индекс сухости М.И. Будыко.

где R_i – радиационный индекс сухости, он показывает отношение величины радиационного баланса R к сумме тепла Lr, необходимого для испарения осадков за год (L – скрытая теплота парообразования).

Радиационная индекс сухости показывает, какая доля остаточной радиации затрачивается на испарение. Если тепла меньше, чем требуется для испарения годовой суммы осадков, увлажнение будет избыточным. При R_i 0,45 увлажнение избыточное; при R_i = 0,45-1,00 увлажнение достаточное; при R_i = 1,00-3,00 увлажнение недостаточное.

Атмосферное увлажнение

Количество выпадающих осадков без учета ландшафтных условий – величина абстрактная, потому что она не определяет условий увлажнения территории. Так, в тундре Ямала и полупустынях Прикаспийской низменности выпадает одинаковое количество осадков – около 300 мм , но в первом случае увлажнение избыточное, велика заболоченность, во втором – увлажнение недостаточное, растительность здесь сухолюбивая, ксерофитная.

Источник

Коэффициент увлажнения – как рассчитать в географии

Степень увлажнения территории – это важный показатель не только для сельского хозяйства. Его учитывают лесоводы, садовые дизайнеры, мелиораторы, строители. В статье рассказывается, каким образом определяется этот показатель, какие природные экосистемы соответствуют различному уровню увлажненности.

Коэффициент увлажнения

Для выяснения уровня насыщенности почвы влагой рассчитывается коэффициент увлажнения. Используем формулу: Кувл = Σо/I, где Кувл – коэффициент увлажнения, Σо – среднее количество осадков за год (мм), I – уровень испаряемости (мм).

Испаряемостью называется количество воды, испаряемое с водной поверхности с учетом температуры.

Коэффициент должен определяться для каждой площади индивидуально, поэтому в расчет принимается температура, характерная для данной местности.

Значение коэффициента может быть больше или меньше 1.

Для случаев, когда Кувл Природные ландшафты

Определены значения коэффициента увлажненности для различных природных зон.

• Рассмотрим 2 варианта территорий с избыточным увлажнением при Кувл > 1, до 1,5. Области с низкими среднегодовыми температурами – тундры полярного и субполярного поясов, лесотундры. Регионы с высокими среднегодовыми температурами – экваториальные, субтропические леса, а также муссонные леса тропических и умеренных широт.

Рис. 1. Тундра Таймыра.

• Регионы достаточного увлажнения при Кувл = 1. Это тайга, смешанные и широколиственные леса, влажные саванны, парковые переменно-влажные леса.
• Два типа областей неустойчивого увлажнения при Кувл Что мы узнали?

Мы узнали, что такое коэффициент увлажнения, как рассчитать коэффициент увлажнения в географии. Мы узнали, каким значениям коэффициента соответствуют определенные природные ландшафты. Оказалось, что нужно учитывать не только количество осадков, для некоторых регионов важна температура.

Источник

Коэффициент увлажнения

Коэффициент увлажнения — отношение годового количества осадков к годовой величине испаряемости для данного ландшафта, является показателем соотношением тепла и влаги.

Вычисляется по формуле ,

где — коэффициент увлажнения,

R — среднегодовое количество осадков, в мм.

E — величина испаряемости (количество влаги, которое может испариться с водной поверхности при данной температуре), в мм.

При >1 — увлажнение избыточное (тундра, лесотундра, тайга)

При ≈1 — увлажнение достаточное (смешанные или широколиственные леса)

При 0.1 — полупустыня)

Для оценки увлажнения на данном ландшафте также используется радиационный индекс сухости, который является величиной, обратной коэффициенту увлажнения. И вычисляется по формуле

,

где — радиационный индекс сухости.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Коэффициент увлажнения» в других словарях:

КОЭФФИЦИЕНТ УВЛАЖНЕНИЯ — индекс континентальности, отношение количества атмосферных осадков к потенциальной величине испарения с поверхности почвы в данной экосистеме. Определяется с помощью специальных приборов испарителей. Вычисляется путем деления годовой суммы… … Экологический словарь

коэффициент увлажнения — Kу Отношение количества атмосферных осадков к испаряемости за тот же период. [ГОСТ 17713 89] Тематики сельскохозяйственная метеорология EN moisture index DE Feuchtmachenskoeffizient FR coefficient d humidification … Справочник технического переводчика

коэффициент увлажнения K_W — 3.7 коэффициент увлажнения KW : Отношение естественной влажности грунта W к влажности оптимальной WОПТ Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Коэффициент увлажнения грунта — отношение влажности грунта к его оптимальной влажности при стандартном уплотнении. Источник: Справочник дорожных терминов … Строительный словарь

допустимая степень влажности: Коэффициент увлажнения K_W — 3.4 допустимая степень влажности: Коэффициент увлажнения KW , при котором достигается требуемая степень уплотнения грунта согласно title= Автомобильные дороги . Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

КОЭФФИЦИЕНТ ВОДНОГО БАЛАНСА — (no A. H. Костикову) отношение произведения слоя осадков (р, в мм) на показатель поверхностного стока (и.) к слою испарения (Е в мм) за этот же период: К. в. б. положен в основу выделения на территории Европейской части СССР (по степени… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

коэффициент подземного стока — степень атмосферного увлажнения территории (коэффициент подземного стока) доля атмосферных осадков, впитываемых почвой и питающих подземные воды данного района или территории. (Смотри: СНиП 2.06.15 85. Инженерная защита территорий от затопления и … Строительный словарь

Транспирационный коэффициент — количество воды (в граммах), расходуемое на образование 1 г сухого вещества растения. Зависит от климатических и почвенных условий, а также от вида растений, может варьировать от 200 до 1000 и более. Транспирационный коэффициент необходим для… … Википедия

степень атмосферного увлажнения территории — (коэффициент подземного стока) доля атмосферных осадков, впитываемых почвой и питающих подземные воды данного района или территории. (Смотри: СНиП 2.06.15 85. Инженерная защита территорий от затопления и подтопления.) Источник: Дом: Строительная… … Строительный словарь

Транспирационный коэффициент — количество воды (в граммах), расходуемое на образование 1 г сухого вещества. Т. к. зависит от климатических и почвенных условий и от вида растений (например, у просовидных злаков он относительно низок). Т. к. разных растений варьирует от… … Большая советская энциклопедия

Источник

Атмосферное увлажнение почв различных ландшафтных зон

происходит растворение и перемещение в нижнюю часть почвы или за ее преде­лы многих минеральных и органичес­ких продуктов почвообразования.

При коэффициенте увлажнения >1,0, но плохом дренаже (чему способствует плоский рельеф и тяжелый грануломет­рический состав почв) избыток атмос­ферной влаги застаивается в почвах и в них формируется временная или посто­янная почвенная верховодка. Такой тип водного режима называется водозастой- ным. Он развит, например, во многих тундровых или болотных таежных почвах. Его усилению способствует неглубокий уровень вечной мерзлоты, служащей водоупором. При водозастойном режиме продукты почвообразования остаются на месте, а в почве возникает комплекс яв­лений, связанных с переувлажнением почв.

В условиях, где коэффициент увлаж­нения 1, в почвах с затрудненным дренажем создается водозастойный режим, подобный описанному для автоморфных почв, но часто более резко выраженный. При этом режиме влага атмосферных осадков идет на пополнение грунтовых вод, уровень которых начинает приближаться к поверхности, и почвы сильно переувлажняются. Водозастойный режим имеют почвы низинных болот, которым свойственно грунтовое питание.

При коэффициенте увлажнения 2 углекислого газа и поглощается столько же кислорода. В верхней части почвенной толщи полный воздухообмен осуществляется за несколько часов.

Еще одной производной климатических характеристик является тепловой (или температурный) режим почв. Количество солнечного тепла, которое получают почвы, как и количество тепла, которое они отдают атмосфере, периодически изменяется в течение суток и по сезонам года. В суточном цикле с восхода солнца и до 14 ч почва нагревается, затем она постепенно начинает охлаждаться. Макси­мальное охлаждение наблюдается около 4—5 ч ночи.

В годовом цикле почва нагревается с первых месяцев весны до середины лета, затем постепенно охлаждается. Суточные колеба­ния температур обычно проявляются до глубины немногим более 50 см. Годовые колебания температур иногда распространяются до глубины 15 м (наиболее резкие — до 3,5 м). На распространение тепла в почвенной толще требуется некоторое время, обусловлен­ное ее теплопроводностью, поэтому с глубиной наблюдается все большее запаздывание соответствующих температур по сравнению с поверхностью почвы. Рассмотрим основные типы температур­ных режимов почвы, выделяемые В.Н. Димо. Их дифференциация основана главным образом на учете интенсивности процессов про­мерзания почв, т. е. на динамическом показателе.

Тип 1. Мерзлотный. Характерен для почв с вечной мерзлотой сплошного типа. В течение года преобладает процесс охлаждения почвы. В холодный период почва промерзает до верхней границы вечномерзлых пород. Процесс нагревания сопровождается протаиванием сезонно-мерзлого слоя. Среднегодовая температура почвы и температура на глубине 0,2 м самого холодного месяца — отрица­тельные (рис. 4.4).

Тип 2. Длительносезоннопромерзающий. Охлаждение почвы сопро­вождается промерзанием. Длительность промерзания не менее 5 мес., глубина проникновения отрицательных температур более 1 м. Се­зонное промерзание не сопровождается смыканием с возможной вечной мерзлотой островного типа. Прогревание почвы приводит к оттаиванию. Среднегодовая температура почвы обычно положитель­ная, но температура самого холодного месяца на глубине 0,2 м от­рицательная (рис. 4.5).

Тип 3. Сезоннопромерзающий. Процесс охлаждения сопровожда­ется процессом неглубокого промерзания. Длительность промерза­ния от нескольких дней до 5 мес. Среднегодовая температура поло­жительная. Температура самого холодного месяца на глубине 0,2 м отрицательная. Вечная мерзлота отсутствует (рис. 4.6).

Тип 4. Непромерзающий. В годовом цикле преобладает процесс нагревания. Промерзания и морозности нет. Отрицательные температуры в почве отсутствуют или наблюдаются лишь несколько дней. Температура самого холодного месяца на глубине 0,2 м положи­тельная (рис. 4.7).

Тип 5. Постоянно теплый. Температура самого холодного месяца во всей толще не опускается ниже 10 °С (т. е. ниже уровня биологи­чески активных температур).

Тип 6. Постоянно жаркий. Суточные амплитуды температур пре­вышают годовые амплитуды, а среднегодовая температура почв на глубине 0,2 не опускается ниже 20 °С.

Подытоживая оценку вкладов факторов географической среды в механизмы почвообразования, еще раз подчеркнем, что в первую очередь в этой связи речь должна идти о производных биологическо­го фактора (круговорот веществ в системе организмы—почва) и кли­матического фактора (водный, воздушный и тепловой режимы почв).

Рис. 4.4. Термоизоплеты почв температурного режима мерзлотного типа

(по В.Н. Димо): а — мыс Шмидта; 6 — Якутск

Рис. 4.5. Термоизоплеты почв температурного режима длительно сезоннопромерзающего типа (по В.Н. Димо): а — Хибины; б — Чита

Рис. 4.6. Термоизоплеты почв температурного режима сезоннопромерзающего типа (по В.Н. Димо): а — Оренбург; б — Волгоград

Значительно меньшую роль играют здесь геологический и геомор­фологический факторы (см. рис. 5.1).

Все вышеупомянутые механизмы и процессы почвообразования, так или иначе отражающие динамику географических факторов, как можно заметить, представляют собой отдельные физические, меха­нические, химические или биологические процессы. Их совокупность естественным образом делится на четыре группы (по А.А. Роде, 1971):

1) обмен веществом и энергией между почвой и другими при­родными телами;

2) превращения веществ и энергии в почве;

3) изменения физического состояния вещества в почве;

4) передвижение веществ и энергии в почве.

К первой группе (обмен веществ) относятся следующие процессы:

а) многосторонний обмен газами в системе атмосфера—почва — грунт—растение;

б) такой же многосторонний обмен влагой (жидкой и парооб­разной) в той же системе;

в) обмен коротко- и длинноволновой радиацией в системе Сол­нце—растения—атмосфера—космическое пространство;

г) многосторонний обмен тепловой энергией в системе атмос­фера— почва—растение—грунт;

д) двусторонний обмен зольными веществами и азотом в систе­ме почва—растительность;

Рис. 4.7. Термоизоплеты почв температурного режима непромерзающего типа

(по В.Н. Димо): а — Сочи; б — Тбилиси

е) безобменное, преимущественно одностороннее, поступление в почву органического вещества, синтезированного растениями;

ж) двусторонний обмен между почвой и атмосферой пылью;

и) двусторонний обмен между почвой и грунтом (грунтовыми водами) солями.

Ко второй группе процессов (превращение веществ и энергии в почве) относятся следующие:

а) реакции разложения органических соединений, входящих в состав растительных и животных остатков;

б) многообразные явления микробного синтеза и микробного разложения, образования и разложения органоминеральных соеди­нений разной природы;

в) внутрипочвенный обмен ионами и молекулами между твер­дой и жидкой фазами;

г) фиксация молекулярного азота из почвенного воздуха, а так­же аммонификация, нитрификация, денитрификация;

д) явления новообразования и распада различных органических кислот и солей;

е) явления окисления и восстановления, в особенности соеди­нений железа и марганца;

ж) отдельные реакции, из которых слагаются явления разложе­ния и превращения первичных и вторичных минералов и синтеза вторичных.

Третья группа процессов (изменения физического состояния вещества в почве) включает:

а) фазовые переходы воды (испарение и конденсация, замерза­ние и таяние) и солей (растворение и кристаллизация);

б) изменения структурного состояния почвенной массы (агрега­ция и дезагрегация, коагуляция и пептизация);

в) изменение степени дисперсности (физическое дробление ми­неральных частиц, образование твердых конкреций).

И четвертую группу процессов (передвижение вещества в почве) составляют следующие из них:

а) передвижение воздуха внутри почвы под влиянием измене­ний атмосферного давления и температуры;

б) диффузное передвижение газов в почвенном воздухе;

в) передвижение жидкой влаги и растворенных в ней веществ под влиянием силы тяжести, капиллярных, сорбционных и осмоти­ческих сил;

г) передвижение водяного пара, обусловленного градиентом его давления;

д) передвижение твердой почвенной массы животными-землероями, гравитацией и криотурбационными явлениями.

Некоторые из перечисленных процессов свойственны только почвам. Это прежде всего процессы обмена веществом и энергией между почвой и растительностью, почвой и другими природными телами. Но большинство из них не являются специфичными толь­ко для почв, они общие для разных сред и идут, например, в гор­ных породах, в гидросфере, в атмосфере, на дне океанов и морей. К таким процессам относятся синтез и разложение органических веществ и минералов, фазовые переходы вещества и др.

Все названные в четырех группах процессы получили название почвенные микропроцессы, или элементы почвообразования.

В настоящее время в почвоведении развито представление об иерархической системе почвенных процессов, в пределах которой выделяются четыре уровня процессов по степени их сложности и специфичности. Почвенные микропроцессы занимают самый низ­кий уровень иерархии и рассматриваются именно как составляющие элементы для процессов более высоких уровней. При совместном длительном протекании определенных комбинаций микропроцессов развиваются элементарные почвообразовательные макропроцессы, а сочетания последних, в свою очередь, выражаются в частных почво­образовательных макропроцессах. Процесс, который охватывает всю почвенную толщу в целом, называется общим почвообразовательным макропроцессом.

Дата добавления: 2015-06-27 ; просмотров: 4352 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник