Тепловой режим почв
Теплово́й режи́м почв — совокупность и последовательность всех явлений поступления, перемещения, аккумуляции и расхода тепла в почве на протяжении определенного отрезка времени (так различают суточный и тепловой режимы). Основным показателем теплового режима является температура почвы (на разных глубинах почвенного профиля). Она зависит от климата, рельефа, растительного и снежного покрова, тепловых свойств почвы.
Тепловой режим обусловлен преимущественно радиационным балансом, который зависит от соотношения энергии солнечной радиации, поглощенной почвой, и теплового излучения. Некоторое значение в теплообмене имеют экзо- и эндотермические реакции, протекающие в почве при процессах химического, физико-химического и биохимического характера, а также внутренняя тепловая энергия Земли. Однако два последних фактора оказывают незначительное влияние на термический режим почвы. Количество тепла, приходящее изнутри земного шара к поверхности почвы, составляет всего 55 кал (230 Дж)/см² в год.
Радиационный баланс изменяется в зависимости от широты местности и времени года. В тундре он равен 10-20 ккал (42-84 кДж)/см², в южной тайге — 30-40 (126-167), в черноземной зоне — 30-50 (126-209), а в тропиках превышает 75 ккал (314 кДж)/см² в год.
И величина радиационного баланса, и дальнейшее преобразование фактически поступившего в почву тепла теснейшим образом связаны с тепловыми свойствами почвы: теплоемкостью и теплопроводностью. Однако наиболее крупные изменения в тепловом режиме почв определяются различиями общеклиматических условий. чаще всего о тепловом режиме судят по ее температурному режиму. Температурный режим графически изображается в виде термоизоплет — кривых, соединяющих точки одинаковых температур.
Температурный режим почв следует за температурным режимом приземного слоя, но отстает от него. Средние годовые температуры почвы возрастают с севера на юг и с востока на запад. В пределах России и сопредельных государств среднегодовая температура почвы изменяется в пределах от -12 до +20°С. Выделяются 2 области — положительных и отрицательных среднегодовых температур почвы на глубине 20 см. Геоизотерма 0°С проходит по диагонали с северо-запада на юго-восток. Область отрицательных среднегодовых температур на глубине 20 см. в основном совпадает с областью распространения многолетнемерзлых пород.
Типы температурного режима почв — по классификации В. Н. Димо выделяются следующие Т. т. р. п.:
Мерзлотный. Среднегодовая температура профиля п. имеет отрицательный знак. Преобладает процесс охлаждения, сопровождающийся промерзанием почвенной толщи до верхней границы многолетнемерзлых пород;
- Длительно-сезонно-промерзающий. Преобладает положительная среднегодовая температура профиля п. Отрицательные температуры проникают глубже 1 м. Длительность процесса промерзания но менее 5 месяцев. Сезонно промерзающая толща не смыкается с многолетнемерзлыми породами. Не исключено отсутствие многолетнемерзлых пород;
- Сезонно-промерзающий. Среднегодовая температура профиля п. положительная. Сезонное промерзание может быть кратковременным (несколько дней) и продолжительным (не более 5 месяцев). Подстилающие породы немерзлые;
- Непромерзающий. Среднегодовая температура профиля п. и температура самого холодного месяца положительные. Промерзания не наблюдаются. Подстилающие породы немерзлые.
Источник
Тепловой режим почв
Под тепловым режимом почвы понимают совокупность и определенную последовательность теплообмена в системе: приземный слой воздуха — растения — почва — подстилающая порода, а также совокупность процессов теплопереноса, теплоаккумуляции и теплорассеивания в самой почве. Он изучен слабее, чем водный режим. Систематически исследован лишь температурный режим (температура почв во времени).
Температура почвы — наиболее динамичная величина, она быстрее, чем другие параметры почвы, приходит в равновесие с окружающей средой. Температура почвы во многом зависит от тепловых свойств самих почв.
Тепловые свойства почв.Лучистая энергия Солнца, поглощаясь поверхностью почвы и превращаясь в тепловую энергию, может аккумулироваться, передвигаться от слоя к слою или излучаться с поверхности благодаря тепловым свойствам почв. Основные тепловые свойства почвы — теплопоглотительная способность, теплоемкость и теплопроводность.
Теплопоглотителъная способность — поглощение почвой лучистой энергии Солнца. Ее обычно характеризуют величиной альбедо, показывающей, какую часть поступающей лучистой энергии отражает почва. Для идеально отражающей поверхности альбедо составляет 100 %, а для абсолютно черного тела, целиком поглощающего лучистую энергию Солнца, стремится к нулю.
Теплоемкость — свойство почвы поглощать теплоту. Теплоемкость зависит от минералогического, гранулометрического состава и влажности почвы, а также от содержания в ней органического вещества. Глинистые почвы более влагоемки и весной медленно прогреваются, поэтому их называют «холодными» почвами. Легкие почвы (песчаные, супесчаные) весной прогреваются быстрее, вследствие чего их называют «теплыми». Кроме того, чем гумуси-рованнее почва, тем она более теплоемка. Теплоемкость рыхлых почв, отличающихся высокой пористостью аэрации, значительно выше, чем теплоемкость плотных почв.
Теплопроводность — способность почвы проводить теплоту. В почве тепло передается различными путями: через разделяющие твердые частицы воду или воздух; при контакте частиц между собой; излучением от частицы к частице; конвекционной передачей тепла через газ или воду. На теплопроводность влияют химический и гранулометрический состав, влажность, содержание гумуса, плотность и температура почвы. По сравнению с тяжелыми почвами почвы легкого гранулометрического состава имеют большую величину теплопроводности. Обратная зависимость обнаруживается между пористостью и теплопроводностью: при увеличении пористости от 30 до 70 % теплопроводность уменьшается в 6 раз. При одинаковой плотности более влажная почва характеризуется большей теплопроводностью, чем сухая.
В зависимости от соотношения количества энергии, поглощаемой поверхностью почвы, и количества энергии, расходуемой на излучение, нагрев воздуха и испарение влаги, поверхность почвы будет нагреваться или охлаждаться. Поверхностный слой почвы служит источником теплоты для остальной толщи почвы, в которой она распространяется вследствие присущей почве теплопроводности.
Количество поступающей на поверхность почвы лучистой энергии подчинено суточной и годовой периодичности. В течение суток в почве наблюдаются одна волна нагревания и одна волна охлаждения. Первая возникает на поверхности почвы с восходом солнца и заканчивается в 14 ч, вторая возникает на поверхности в 14 ч и заканчивается с восходом Солнца. Максимальные и минимальные температуры на разных глубинах наступают не одновременно, а с запозданием тем большим, чем больше глубина. Наибольшая амплитуда колебаний температуры в течение суток характерна для поверхностного слоя почвы. С глубиной суточные колебания температуры уменьшаются и на глубине около 50 см температура в течение суток не изменяется.
Наиболее отчетливо годовой цикл изменения температуры выражен в почвах умеренных широт. Поверхность этих почв с марта начинает нагреваться, причем особенно быстро в апреле, после таяния снега. В июле нагревание поверхности прекращается и сменяется охлаждением, которое продолжается до марта. И здесь с глубиной наблюдается запаздывание моментов наступления максимальных и минимальных температур. В летние месяцы наибольшие средние суточные температуры отмечаются на поверхности почвы; с глубиной они убывают сначала быстро, а затем постепенно. В зимние месяцы распределение обратное: температура нарастает с глубиной. Переход от зимнего распределения к летнему происходит в конце апреля, а от летнего к зимнему — в начале сентября. Амплитуды годовых колебаний подчиняются той же закономерности, что и амплитуда суточных колебаний: они достигают наибольшей величины на поверхности, уменьшаясь с глубиной. Зона активной сезонной динамики ограничена 3 — 4 м. На глубине 6 м годовое колебание температуры составляет 1 °С.
Типы теплового режима почв.Классификация тепловых режимов почв основана на признаках, относящихся к промерзанию почвы. В ней обособлены три уровня, из которых наиболее значимы два первых — классы (группы) и подклассы (типы).
1. Мерзлотный. Подстилается многолетнемерзлыми породами. Протаивает на глубину до 100 см. Температура самого теплого месяца не выше 20 °С.
2. Длителъносезоннопромерзающий. Подстилается талыми породами, под толщей которых возможно залегание многолетнемерз-лых пород. Промерзает до глубины 100—300 см в течение не менее 5 — 6 месяцев. Температура самого теплого месяца от 10 до 25 °С.
3. Сезоннопромерзающий. Подстилание многолетнемерзлыми породами отсутствует. Промерзание до глубины 20 — 200 см продол жительностью менее 5 — 6 месяцев. Температура самого теплого месяца 20 —30 °С.
4.Непромерзающий охлаждающийся. Положительные температуры самого холодного месяца не выше 5 «С. Температура самого теплого месяца до 35 °С.
5. Непромерзающий теплый. Положительные температуры самого холодного месяца от 5 до 20 «С.
6. Непромерзающий жаркий. Температура почвы в течение всего года выше 20 «С.
Источник
Тепловой режим почв
- Теплово́й режи́м почв — совокупность и последовательность всех явлений поступления, перемещения, аккумуляции и расхода тепла в почве на протяжении определенного отрезка времени (так различают суточный и годовой тепловой режимы). Основным показателем теплового режима является температура почвы (на разных глубинах почвенного профиля). Она зависит от климата, рельефа, растительного и снежного покрова, тепловых свойств почвы.
Тепловой режим обусловлен преимущественно радиационным балансом, который зависит от соотношения энергии солнечной радиации, поглощенной почвой, и теплового излучения. Некоторое значение в теплообмене имеют экзо- и эндотермические реакции, протекающие в почве при процессах химического, физико-химического и биохимического характера, а также внутренняя тепловая энергия Земли. Однако два последних фактора оказывают незначительное влияние на термический режим почвы. Количество тепла, приходящее изнутри земного шара к поверхности почвы, составляет всего 55 кал (230 Дж)/см² в год.
Радиационный баланс изменяется в зависимости от широты местности и времени года. В тундре он равен 10-20 ккал (42-84 кДж)/см², в южной тайге — 30-40 (126—167), в черноземной зоне — 30-50 (126—209), а в тропиках превышает 75 ккал (314 кДж)/см² в год.
И величина радиационного баланса, и дальнейшее преобразование фактически поступившего в почву тепла теснейшим образом связаны с тепловыми свойствами почвы: теплоемкостью и теплопроводностью. Однако наиболее крупные изменения в тепловом режиме почв определяются различиями общеклиматических условий. чаще всего о тепловом режиме судят по её температурному режиму. Температурный режим графически изображается в виде термоизоплет — кривых, соединяющих точки одинаковых температур.
Температурный режим почв следует за температурным режимом приземного слоя, но отстает от него. Средние годовые температуры почвы возрастают с севера на юг и с востока на запад. В пределах России и сопредельных государств среднегодовая температура почвы изменяется в пределах от −12 до +20°С. Выделяются 2 области — положительных и отрицательных среднегодовых температур почвы на глубине 20 см. Геоизотерма 0°С проходит по диагонали с северо-запада на юго-восток. Область отрицательных среднегодовых температур на глубине 20 см в основном совпадает с областью распространения многолетнемерзлых пород.
Типы температурного режима почв — по классификации В. Н. Димо выделяются следующие Т. т. р. п.:
Мерзлотный. Среднегодовая температура профиля п. имеет отрицательный знак. Преобладает процесс охлаждения, сопровождающийся промерзанием почвенной толщи до верхней границы многолетнемерзлых пород;
Длительно-сезонно-промерзающий. Преобладает положительная среднегодовая температура профиля п. Отрицательные температуры проникают глубже 1 м. Длительность процесса промерзания не менее 5 месяцев. Сезонно промерзающая толща не смыкается с многолетнемерзлыми породами. Не исключено отсутствие многолетнемерзлых пород;
Сезонно-промерзающий. Среднегодовая температура профиля п. положительная. Сезонное промерзание может быть кратковременным (несколько дней) и продолжительным (не более 5 месяцев). Подстилающие породы немерзлые;
Непромерзающий. Среднегодовая температура профиля п. и температура самого холодного месяца положительные. Промерзания не наблюдаются. Подстилающие породы немерзлые.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Для концентрирования или очистки разбавленных (водных) растворов широко используются мембранные процессы, осуществляемые под действием перепада давления, или баромембранные процессы Баромембранные методы водоподготовки. Размер частиц или молекулы, а также химические свойства растворенного вещества определяют структуру мембраны, то есть размер пор, их распределение по размеру, которые необходимы для разделения данной смеси. Различные мембранные процессы можно классифицировать по размерам разделяемых.
Внезáпное стратосфéрное потеплéние (ВСП) — это сильное и внезапное (несколько десятков градусов в течение суток) повышение температуры в полярной и субполярной стратосфере зимой, иногда на 50° и более в течение нескольких (порядка десяти) суток. ВСП происходит на высотах от 10 до 50 км, и характеризуются большой величиной отклонения температуры от средних значений, зачастую превышающих два стандартных отклонения фоновой модели. События ВСП происходят в зимний период. Наиболее резко они выражены в.
Водяной лёд (от др.-греч. λίθος – камень) — один из самых распространённых минералов на Земле. В минералогии Группа льда входит в класс Простых и сложных окислов, но выделяется по своим уникальным свойствам.
Абиоти́ческий фа́ктор (др.-греч. α — отрицание, βίος — жизнь) — совокупность прямых или косвенных воздействий неорганической среды на живые организмы; подразделяется на физический (климат, орография), химический (состав атмосферы, воды, почвы). Приспособление растений и животных к жаре, холоду, атмосферному давлению, подводной глубине, зимняя или летняя спячка некоторых животных и прочее связано с абиотическими факторами.
Источник