Температурный режим почвы презентация

Основатель почвенной климатологии. Ведущим направлением в исследованиях В является изучение теплофизических свойств и теплового режима различных типов почв СССР. Впервые в зонально-провинциальном аспекте дала количественную характеристику температуры почв СССР, классификацию их теплового режима.

Солнца и трансформации ее в тепловую энергию.

Количество поступающей энергии в почву зависит от географической широты, времени года, состояния атмосферы, рельефа, характера растительного и снежного покрова, тепловых свойств почвы.

верхний слой почвы нагревается, при этом часть тепла, поглощенная этим слоем, отдается атмосфере, другая тратится на испарение, а некоторое количество передается вглубь почвы.

При отрицательном РБ верхний слой охлаждается и тепло из глубины почвы поступает к ее поверхности, что вызывает охлаждение в глубине почвы.

водяного пара на ее поверхности.

При конденсации выделяется тепло, нагревающее почву, а на испарение тепло затрачивается, поэтому происходит охлаждение почвы.

баланса:

В=LЕ + Р + А,

где L – скрытая теплота парообразования (около 600 кал/г);
Е – скорость испарения;
Р – турбулентный поток тепла между земной поверхностью и атмосферой;
А – молекулярный поток тепла между земной поверхностью и нижележащими слоями почвы.

нагревание почвы и воздуха.

На слабо увлажненных посевах радиационное тепло затрачивается в основном на нагревание почвы, растений и воздуха.

Почва под растительным покровам прогревается медленнее, чем под паром

На глубине 20см под растительным покровом температура легких почв в середине лета несколько выше температуры воздуха, суглинистые почвы на этой глубине в течение лена на 1-2 градус холоднее воздуха

– тип распределения температуры, при котором поток тепла направлен от поверхности вглубь почвы, характерно, когда поверхность почвы теплее нижележащих слоев (день, лето)

Излучение – поверхность почвы холоднее нижележащих слоев, поток тепла направлен из глубины к поверхности (при отрицательном баланса зимой и ночью)

– количество тепла в калориях, необходимое для нагревания
1см3 на1оС,
кал/см3*оС.
В СИ Дж/м3*оС

Весовая (удельная) (Суд) – количество тепла, требующееся для нагревания 1г почвы на 1оС,
кал/г*оС.
В СИ Дж/кг*оС

температуре 4оС равна 1г/см3.
Объемная теплоемкость разных минеральных частей почвы различается незначительно, но у воды и воздуха она различается более чем в 3*103 раз. Поэтому теплоемкость почв зависит от соотношения воздуха и воды, находящихся в почвенных порах.

теплопроводности служит коэффициент теплопроводности, численно равный количеству тепла, проходящему за 1 секунду через сечение 1 м2 слоя толщиной 1 м при разности температур на границах слоя в 1°С.
Теплопроводность зависит от минерального состава почвы, ее влажности и содержания воздуха в порах почвы.

в 4 раза больше теплопроводности воды.

Отношение коэффициента теплопроводности к объемной теплоемкости почвы называется коэффициентом температуропроводности К:

Этот коэффициент характеризует скорость распределения тепла в почве.

температуры).

Суточный ход температуры поверхности почвы характеризуется одним максимумом (около14 ч) и одним минимумом (перед восходом Солнца).
С глубиной наступление максимальных и минимальных температур запаздывает.
Наибольшая амплитуда (разность между максимумом и минимумом) колебаний температуры в течение суток отмечается в поверхностном слоя почвы, с глубиной она уменьшается.
Полное затухание суточных колебаний температуры наблюдается на глубине 40-100 см.

большую глубину, чем суточный. В умеренных широтах характеризуется максимумом в июле или августе и минимумом - в январе или феврале.
С глубиной время наступления максимума и минимума температуры запаздывает в среднем на 20-30 суток на каждый метр глубины. В течение года наибольшим колебаниям подвержена температура поверхности почвы.
С глубиной амплитуды годового хода температуры почвы уменьшаются.
Глубина проникновения годового хода температуры почвы приблизительно в 19 раз больше, чем суточного.
В северных широтах она составляет примерно 25 м, в средних широтах -15-20 м, в южных - около 10 м.

активным слоем.

Распространение температурных колебаний в глубь почвы происходит в соответствии с законами Фурье:

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

2. С увеличением глубины амплитуда быстро уменьшается.

слоем постоянной суточной температуры. В средних широтах этот слой начинается с глубины 70-100 см.

3. 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.

разработана В. Н. Димо (1968). Согласно этой классификации почвы делятся на промерзающие и непромерзающие.
В зависимости от среднегодовой температуры почвы на глубине 0,2 м, длительности и глубины промерзания выделено 4 типа температурного режима: мерзлотный, длительно сезонно мерзлотный, сезоннопромерзающий и непромерзающий.

представлены графически.

На вертикальной оси откладывают глубины, 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 термоизоплетами.

глубине в каждый месяц.
Применение термоизоплет:
Определение проникновения критических температур, повреждающих корневую систему плодовых деревьев;
Коммунальное хозяйство – при прокладке труб;
Мелиорация – при закладывании дрен;
Промышленное и дорожное строительство.

и охлаждения почвы в значительной мере зависит от формы рельефа, ориентации склонов и их крутизны. По сравнению с горизонтально расположенными участками, южные склоны в северном полушарии получают больше тепла, а северные меньше.
В южном полушарии зависимость обратная.

Но в то же время он уменьшает охлаждение почвы, вызываемое ее эффективным излучением.

В целом почва под растительным покровом летом холоднее, чем оголенная, а зимой теплее.

покровом.
Теплопроводность снега очень мала, что снижает теплообмен между почвой и атмосферой. Таким образом, снежный покров предохраняет почву от глубокого промерзания и резких колебаний температуры. Поэтому глубина промерзания почвы уменьшается с увеличением высоты снежного покрова.

Поскольку почвенная влага содержит различные соли, почва промерзает при -0,5, -1,5°С.
Весной промерзший слой почвы оттаивает сверху под влиянием прогрева поверхности, а также снизу за счет прихода тепла от нижележащих слоев.

больше теплоемкости почвы;
Вода пропускает в глубину большее количество радиации, поэтому прогревается на несколько метров (в зависимости от прозрачности);
Теплопроводность в воде турбулентная ( в почве молекулярная, в основном)

Поэтому, перенос тепла в водоемах в тысячи раз интенсивнее, чем в почве

всего года или хотя бы короткое время (но не менее суток) отрицательной температурой почв и горных пород и наличием или возможностью существования подземных льдов.

фиолетовый - районы многолетней мерзлоты в северном полушарии, синий — районы промерзания почвы более чем на 15 суток в году, красный — районы промерзания почвы менее чем на 15 суток в году, сплошная линия — граница области сезонного снежного покрова

о вечной мерзлоте.

века, покорявшими просторы Сибири.

Впервые на необычное состояние почвы обратил внимание казак Я.Святогоров, а более подробно изучили первопроходцы из экспедиций, организованных Семёном Дежнёвым и Иваном Ребровым. В специальных посланиях русскому царю они засвидетельствовали наличие особых таёжных зон, где даже в самый разгар лета почва оттаивает максимум на два аршина.

среди лета вся не растаивает».
В 1828 г. Федор Шергин начал проходку шахты в Якутске. За 9 лет была достигнута глубина 116.4 м. Шахта Шергина шла все время в мерзлых грунтах, не вскрыла ни одного водоносного горизонта.
В 40-х годах 19-го века А. Ф. Миддендорф измерил температуру до глубины 116 м. С этого времени вопрос о существовании «вечной мерзлоты» уже всерьез не поднимался.

употребление в 1927 году М. И. Сумгиным.
Он определял его, как мерзлоту почвы, непрерывно существующую от 2 лет до нескольких тысячелетий.

Слово мерзлота при этом чёткого определения не имело, что и привело к использованию понятия в различных значениях. Впоследствии термин неоднократно подвергался критике и были предложены альтернативные термины: многолетнемёрзлые горные породы и многолетняя криолитозона, однако они не получили широкого распространения.

% площади всей суши земного шара. Единственный материк, где вечная мерзлота отсутствует, - это Австралия.

Содержание льда в промерзлых породах варьирует от нескольких до 90 %. В вечной мерзлоте могут образоваться залежи газовых гидратов, в частности гидрата метана.

она медленно тает. Альпийская вечная мерзлота - это часть горного ландшафта, ее возникновение обусловлено исключительно высотным фактором.

разработка кимберлитовых трубок в Якутии

в вечномёрзлом грунте на глубинах 7-10 метров. Температура воздуха здесь только отрицательная (минус 5-6 градусов), это оптимальный режим для сохранения подземелья в естественных условиях и для комфорта посетителей. Благодаря преобладанию глинистых грунтов в Игарском подземелье, ледяные прослойки отчётливо видны, вечная мерзлота, хотя и носит характер "вялой", высокотемпературной, но механически прочна. В подземной части нет искусственных креплений или охлаждающих установок. Музей вечной мерзлоты является Памятником природы Красноярского края

регулирование содержания в почве тепла и влаги (осушение, орошение, снегозадержание, мульчирование) и тепловые мелиорации (гребневание, прикатывание, рыхление почвы, затенение, пленочные покрытия, искусственный обогрев и др.).
Регулирование температуры и влажности почвы в зимний период осуществляется с помощью снежных мелиораций (снегозадержание, снегонакопление, снегоуплотнение).

сползание насыщенной водой почвенной массы со склонов по мёрзлому слою.