Термоизоплеты почвы как построить

[графики][LaTeX] чем и как построить изоплеты?

есть куча данных типа:

В первой строке — день и месяц, в первом столбце глубина измерения, во втором столбце температура. Данные даны на весь год с шагом 5 дней.

Нужно построить изоплеты температур. То есть по x пойдут даты, по y — глубины, на всём этом деле нанесены изолинии температур. Типа того — http://bse.sci-lib.com/a_pictures/23/18/223640863.jpg.

Я уже рисовал ранее изолинии (в gnuplot), но тут всё выглядит сложнее.

Плюс gnuplot делает некрасивые графики, а мне в бакалаврскую лучше красивые :). Потом это запихнётся в лейтеховый документ и презентацию, так что векторность приветствуется.

p.s.: защита в пятницу. спецглаву даже не начинал :(.

Может быть Matlab умеет? Он много чего умеет.

Например, вот тут первый абзац повествует: «A filled contour plot displays isolines calculated from matrix Z and fills the areas between the isolines using constant colors corresponding to the current figure’s colormap.»

ну и классику y(x) (но имеющимся данным) для лейтеха чем лучше красиво строить?

> Может быть Matlab умеет? Он много чего умеет.

нужен некоммерческий инструментарий. можешь считать это принципом.

тьфу, не некоммерческий, а свободный

на ум приходят только grace и gnuplot. Правда как точно реализовать хз ) но картинки у grace есть жесткие. есть еще qtiplot, но по мне он убог, хотя очень похож на ориджин.

> защита в пятницу. спецглаву даже не начинал :(.

нужен некоммерческий инструментарий. можешь считать это принципом.

Ну так фишечки или ехать?

Если фишечки — то некоммерческие С++ и Java. Берешь какой-нибудь контрол, на котором можно рисовать, и рисуешь.
Вопрос «как рисовать изолинии» обсосан здесь: http://stackoverflow.com/questions/231642/drawing-an-iso-line-of-a-2d-implici.

но если начать изучать Java, спецглаву точно не успеешь 😉

TikZ/PGF вообще и pgfplots в частности строят красивые графики и диаграммы.

Источник

Распространение колебаний температуры в почве

Температура поверхности почвы – это температура ее верхнего слоя (толщиной несколько миллиметров), свободного от растительного покрова, хорошо взрыхленного и не затеняемого от солнца, а в зимнее время при наличии снежного покрова – температура поверхности снега. Измеряется термометром, лежащим открыто на поверхности почвы и снежного покрова, при этом резервуар термометра погружен в почву (снежный покров). Измерения температуры поверхности почвы представляют большие методические трудности из-за невозможности затенить термометр от действия радиации и вследствие различия радиационных свойств резервуара и почвы (снега).

Температура почвы на глубине узла кущения озимых культур измеряется в срок наблюдения, а также между сроками наблюдений измеряется минимальная и максимальная температура в слое почвы на глубине 2,5-3,5 см от поверхности земли (°С) специальными максиально-минимальными термометрами.

Температура почвы и грунта на глубинах (почвенных горизонтах) – это температура, определяемая показаниями термометров и других датчиков, установленных на определенных глубинах. На метеорологических станциях температура почвы на глубинах 5, 10, 15, 20 см на обрабатываемых участках без растительного покрова определяется в теплое время года термометрами ТМ-5 Савинова; на глубинах 20, 40, 80, 120, 160, 240 и 320 см – станционными вытяжными почвенно-глубинными термометрами под естественным покровом. Суточные и годовые колебания температуры поверхности почвы вследствие теплопроводности передаются в более глубокие ее слои. Распространение температурных колебаний вглубь почвы (при однородном составе почвы) происходит в соответствии со следующими законами Фурье:

Период колебаний с глубиной не изменяется, т.е. как на поверхности почвы, так и на всех глубинах интервал между двумя последовательными минимумами и максимумами температуры составляет в суточном ходе 24 ч, а в годовом 12 месяцев.

Если глубина растет в арифметической прогрессии, то амплитуда уменьшается в геометрической прогрессии, т.е. с увеличением глубины амплитуда быстро уменьшается.

Слой почвы, температура в котором в течение суток не изменяется, называют слоем суточной температуры. В средних широтах этот слой начинается с глубины 70-100 см. Слой постоянной годовой температуры в средних широтах залегает глубже 15-20 м.

Максимальные и минимальные температуры на глубинах наступают позднее, чем на поверхности почвы. Это запаздывание прямо пропорционально глубине. Суточные максимумы и минимумы запаздывают на каждые 10 см глубины в среднем на 2,5-3,5 ч, а годовые на каждый метр глубины запаздывают на 20-30 суток.

Согласно теоретическим расчетам Фурье, глубина, до которой проявляется годовой ход температуры почвы, должна примерно в 19 раз превышать глубину проявления суточных колебаний. В действительности наблюдаются значительные отклонения от теоретических расчетов, и во многих случаях глубина проникновения годовых колебаний оказывается больше расчетной. Это обусловлено различием во влажности почвы по глубинам и во времени, изменением температуропроводности почвы с глубиной и другими причинами.

В северных широтах глубина проникновения годового хода температуры почвы составляет в среднем 25 м, в средних широтах – 15-20 м, в южных – около 10 м.

Материалы многолетних наблюдений за температурой почвы на различных глубинах могут быть представлены графически.

На таком графике связываются температура почвы, глубина и время. Для построения графика на вертикальной оси откладывают глубины, а на горизонтальной – время (обычно месяцы). На график наносят среднюю месячную температуру почвы на разных глубинах. Затем точки с одинаковой температурой соединяют плавными линиями, которые называют термоизоплеты.

Термоизоплеты дают наглядное представление о температуре активного слоя почвы на любой глубине в каждый месяц. Такие графики используют, например, для определения глубины проникновения критических температур, повреждающих корневую систему плодовых деревьев.

Эти графики используют также в коммунальном хозяйстве, в промышленном и дорожном строительстве, при мелиорации.

Мощность мерзлого слоя обязательно учитывается при закладывании дрен (труба или подземный канал для отвода почвенных вод) в мелиорируемых районах.

Источник

Обработка термометрических наблюдений

Результаты термометрических определений сводятся в специальные таблицы, которые входят в ежегодники режимных наблюдений и, как правило, обрабатываются графическими методами. Наиболее распространенными методами являются графики колебания температур на разных глубинах, графики термоизоплет и графики, позволяющие определить глубину пояса постоянных температур.

По графикам колебаний температур определяется изменение амплитуды колебаний температур на разных глубинах, период температурной волны, глубина распространения зоны колебания температур (рис. 2.1).

Как видно на графике, по оси абсцисс откладывается время наблюдения, а по оси ординат – замеренные (или средние за период наблюдений) температуры. Для представления о распределении температуры горных пород на глубину в течение определенного периода времени сторится график термоизоплет. Термоизоплеты – линии равных температур для различных глубин горных пород, составляемые для определенного периода времени (обычно на год). Для построения термоизоплет по оси ординат графика откладывают глубины замера температур, по оси абсцисс – периоды времени. На узлы полученной сетки наносятся данные по наблюдениям за температурой на соответствующих глубинах и в соответствующее время года (рис. 2.2). Термоизоплеты строятся методом интерполяции по нанесенным на сетку величинам через 0,5; 1,0; 2,0 градуса (в зависимости от амплитуды колебаний температур). Линия, соединяющая точки перегиба термоизоплет, проведенная от точки наименьшей температуры на поверхности к такой же точке на глубине показывает ход зимнего охлаждения почвы. Аналогичная кривая, проведенная через точки наибольшей температуры на поверхности и на глубине, показывает ход летнего прогревания. Расстояние по оси абсцисс между этими линиями для каждой глубины характеризует продолжительность периода температурной волны.

По графику термоизоплет устанавливаются сроки промерзания верхнего слоя грунта, его мощность, что позволяет выделить периоды возможного инфильтрационного питания. Графическим методом можно также определить зону постоянных годовых температур.

В основе построения графика, предложенного А.Н. Огильви, лежит закономерность уменьшения амплитуд колебаний температур с глубиной (точки, соответствующие логарифмам амплитуд температур на разных глубинах, ложатся на одну прямую линию) (рис. 2.3). Для построения графика А.Н. Огильви необходимо знать амплитуды колебаний температур минимум в трех точках. Величины логарифмов амплитуд колебаний температур откладываются по оси ординат, а по оси абсцисс откладываются соответствующие глубины. Прямая, проведенная через точки графика, в месте пересечений с осью абсцисс определяет глубину залегания пояса постоянных температур.

Задания по построению графиков колебаний температур, карт термоизоплет и графика А.Н. Огильви

По данным круглосуточных наблюдений за изменением температур почв и грунтов на различных глубинах, проводимых термометрической станцией, построить график колебаний температур на глубинах 1, 5, 7, 11 м и вычислить для каждой из этих глубин амплитуду и период годовых колебаний; построить график термоизоплет через 1 градус (масштаб горизонтальный 1 см = 1 мес., вертикальный 1 см = 2 м) и охарактеризовать распределение температур с глубиной; определить глубину залегания пояса постоянных годовых температур (по методу А.Н. Огильви).
Таблица 2.1

Глу би на,м	Температуры по скважинам термометрической станции, ºC
Месяцы
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
5,2 10,2 10,9	7,7 9,7 10,5 10,8 11,1	9,5 7,0 7,7 9,8 10,2 10,5 11,3 11,3	9,9 10,3 10.5 11,2 11,3	10,3 9,8 10,3 10,2 10,9 10,9 11,2	10,5 10,5 10,7 10,7 10,9 11,1	11,7 10,9 10,9 10,9	16,5 11,2 11,1 11,1	14,2 14,3 13,5 12,3 11,3 11,1 11,1 11,3 11.3	13,5 12,3 11,4 11,2 11,2 11,3 11,3	7,5 12,5 12,3 11,6 11,3 11,3 11,1	11,5 11,6 11,6 10,9

Глуби на,м	Температуры по скважинам термометрической станции, ºC
Месяцы
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
-3,7 -0,9 -1,0 -1,2 -1,5 -1,7 -1,8 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9	-4,6 -2,6 -1,4 -1,8 -1,4 -1,6 -1,7 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2.0 -2,0 -1,9	-7,0 -3,9 -2,5 -1,7 -1,5 -1,1 -1,1 -1,7 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9	-7,8 -5,0 -3,3 -1,9 -2,0 -1,9 -1,7 -1,7 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9	-4,5 -4,7 -4,3 -3,0 -2,2 -2,1 -1,9 -1,8 -1,9 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0	-1,6 -2,5 -3,3 -2,8 -2,3 -2,2 -2,0 -1,9 -1,9 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0	+0,6 -1,5 -2,0 -2,2 -2,4 -2,4 -2,2 -2,1 -2,0 -2,0 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0	+4,5 -0,7 -1,5 -1,9 -2,1 -2,3 -2,4 -2,3 -2,1 -2,0 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0	+6,7 +0,6 -1,0 -1,7 -1,8 -2,0 -2,2 -2,3 -2,2 -2,0 -2,0 -1,9 -1,9 -1,9	+0,8 -0,5 -1,2 -1,8 -1,9 -2,1 -2,1 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9 -1,9 -1,9 -1,9	-0,6 -0,4 -1,1 -1,5 -1,8 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9 -1,9 -1,9	-1,5 -0,3 -0,9 -1,3 -1,6 -1,8 -1,9 -1,9 -2,0 -2,0 -2,0 -2,0 -1,9 -1,9

(Графики колебаний температур построить на глубинах 0,5; 1,3; 4,2 и 8,1 м)

Глуби на,м	Температуры по скважинам термометрической станции, ºC
Месяцы
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
0,0 0,5 1,3 4,2 8,1	2,3 3,1 5,9 11,6 12,3	2,9 3,1 5,7 10,6 12,0	4,7 4,4 6,3 9,9 11,7	6,9 6,0 7,0 9,6 11,4	11,9 10,1 9,9 9,8 11,0	15,8 13,7 13,1 10,6 10,9	16,8 14,8 14,8 11,8 11,0	16,6 15,6 15,2 12,9 11,3	14,0 13,1 14,9 13,7 11,7	9,9 10,1 13,1 13,9 12,0	5,6 6,4 9,9 13,6 12,3	3,3 4,5 8,3 12,7 12,4

ТЕМА 3

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник

Термоизоплеты почвы как построить

Метеорология и климатология развитие науки, географические факторы климата

Тепловой режим атмосферы

Наши дополнительные сервисы и сайты:

e-mail:	office@matrixplus.ru *tender@matrixplus.ru*
icq:	613603564
skype:	matrixplus2012
телефон	+79173107414 +79173107418

г. С аратов

Наши партнеры

Просвещаемся

Первый вопрос: Как отмыть лодку от тины и водорослей? Второй вопрос: Чем отмыть яхту от водорослей? Третий вопрос: Где купить эффективное средство для мытья катеров, лодок, яхт?

Статистика

Распространение тепла в глубь почвы

1. К распространению тепла в почве применима общая теория молекулярной теплопроводности, предложенная в свое время Фурье, и законы распространения тепла в почве носят название законов Фурье. Наблюдения показывают, что фактическое распространение тепла в почве достаточно близко соответствует этим законам.

! Чем больше плотность и влажность почвы, тем лучше она проводит тепло, тем быстрее распространяются в глубину и тем глубже проникают колебания температуры. Но, независимо от типа почвы, период колебаний температуры не изменяется с глубиной (первый закон Фурье). Это значит, что не только на поверхности, но и на глубинах остается суточный ход с периодом 24 ч и годовой ход с периодом 12 мес.

. Однако амплитуды колебаний с глубиной уменьшаются. При этом возрастание глубины в арифметической прогрессии приводит к уменьшению амплитуды в прогрессии геометрической (второй закон Фурье). Так, если на поверхности суточная амплитуда равна 30 °С, а на глубине 20 см 5 °С, то на глубине 40 см она будет уже менее 1 °С (рис. 18).

На некоторой сравнительно небольшой глубине суточная амплитуда убывает настолько, что становится практически равной нулю. На этой глубине (около 70-100 см, в разных случаях различной) начинается слой постоянной суточной температуры.

Амплитуда годовых колебаний температуры уменьшается с глубиной по тому же закону. Однако годовые колебания распространяются до большей глубины, что вполне понятно: для их распространения имеется больше времени. Амплитуды годовых колебаний убывают практически до нуля на глубине около 30 м в полярных широтах, около 15-20 м в средних широтах, около 10 м в тропиках (где и на поверхности почвы годовые амплитуды меньше, чем в средних широтах). На этих глубинах начинается слой постоянной годовой температуры.

Рис. 18. Суточный ход температуры почвы на различных глубинах. Павловск, май.

Рис. 19. Годовой ход температуры почвы на, различных глубинах. Калининград.

Сроки наступления максимальных и минимальных температур как в суточном, так и в годовом ходе запаздывают с глубиной пропорционально ей (третий закон Фурье). Это понятно, так как требуется время для распространения тепла в глубину. Суточные экстремумы на каждые 10 см глубины запаздывают на 2,5-3,5 ч (рис. 18). Это значит, что на глубине, например, 50 см суточный максимум наблюдается уже после полуночи. Годовые максимумы и минимумы запаздывают на 20-30 суток на каждый метр глубины. Так, в Калининграде на глубине 5 м минимум температуры наблюдается не в январе, а в мае, максимум- не в июле, а в октябре (рис. 19).

Четвертый закон Фурье говорит о том, что глубины слоев постоянной суточной и годовой температуры относятся между собой как корни квадратные из периодов колебаний, т. е. как 1 : д/365. Это значит, что глубина, на которой затухают годовые колебания, в 19 раз больше, чем глубина, на которой затухают суточные колебания. II этот закон, так же как и остальные законы Фурье, достаточно хорошо подтверждается наблюдениями.

Усложнения вносятся неоднородностью состава и структуры почвы. Кроме того, тепло распространяется в глубь почвы вместе с просачиванием осадков, что, конечно, не подчиняется законам молекулярной теплопередачи.

С различиями в годовом ходе температуры на разных глубинах связано распределение температуры в почве по вертикали в разные сезоны. Именно, летом температура от поверхности почвы в глубину падает, зимой растет, весной она сначала растет, а потом убывает, осенью сначала убывает, а затем растет.

Рис. 20. Изоплеты годового хода температуры почвы. Тбилиси.

2. Изменения температуры в почве с глубиной в течение суток или года можно представить с помощью графика изоплет. По оси абсцисс откладывается время в часах или в месяцах года, а по оси ординат — глубина в почве. Каждой точке на графике соответствуют определенное время и определенная глубина. На график наносят средние значения температуры на разных глубинах в разные часы или месяцы. Проведя затем изолинии, соединяющие точки с равными температурами, например через каждый градус или через каждые 2 градуса, получим семейство термоизоплет (рис. 20). По такому графику можно определить значение температуры для любого момента суток или дня года и для любой глубины в пределах графика.

форсунок в ультразвуковых ваннах и на стендах

Дезинфицирующие средства

широкого применения

для дезинфекции на объектах железнодорожного транспорта, пищевой промышленности, ЛПУ, ветеринарного надзора

Моющие средства

для железнодорожного транспорта, сертифицированные ВНИИЖТ- «Фаворит К» и «Фаворит Щ», внутренняя и наружная замывка вагонов.

Источник

➤