Температурный режим почвы

Июль 30, 2022

Главная
География
Температурный режим почвы

Содержание

2. Димо Валентина Николаевна (1909-2003) доктор с/х наук Основатель почвенной климатологии. Ведущим направлением в исследованиях В является
3. Температурный режим формируется под воздействием поступающей на поверхность почвы лучистой энергии Солнца и трансформации ее в
4. Тепловой баланс Температурный режим земной поверхности обусловлен радиационным балансом (РБ). При положительном РБ верхний слой почвы
5. Тепловой баланс Для температурного режима почвы определенное значение имеют испарение и конденсация водяного пара на ее
6. Тепловой баланс Приход и расход тепла на земную поверхность характеризуют уравнением теплового баланса: В=LЕ + Р
7. На хорошо увлажненных посевах затраты тепла на испарение больше, чем на нагревание почвы и воздуха. На
8. Между поверхностью почвы и ее нижележащими слоями происходит непрерывный обмен теплом Инсоляция – тип распределения температуры,
9. Тепловой режим почвы зависит от ее теплоемкости и теплопроводности ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ Объемная (Соб) – количество тепла
10. Существует соотношение: Соб = Суд * d, где d – плотность почвы.
11. У воды объемная и удельная теплоемкости одинаковы, т.к. плотность воды при температуре 4оС равна 1г/см3. Объемная
12. Способность почвы передать тепло от слоя к слою называется теплопроводностью. Мерой теплопроводности служит коэффициент теплопроводности, численно
13. При замерзании почвы ее теплопроводность увеличивается, так как теплопроводность льда почти в 4 раза больше теплопроводности
14. Температура почвы имеет суточную и годовую периодичность (суточный и годовой ход температуры). Суточный ход температуры поверхности
15. Годовой режим температур почв имеет большую амплитуду колебаний и выражен на большую глубину, чем суточный. В
16. Слой почвы, в котором наблюдается суточный и годовой ход температуры, называют активным слоем. Распространение температурных колебаний
17. Слой почвы, температура в котором в течении суток не изменяется, называют слоем постоянной суточной температуры. В
18. Классификация температурных режимов почв для равнинной территории России и прилегающих стран разработана В. Н. Димо (1968).
19. Материалы многолетних наблюдений за температурой почвы на различных глубинах могут быть представлены графически. На вертикальной оси
20. Термоизоплеты дают наглядное представление о температуре активного слоя почвы на любой глубине в каждый месяц. Применение
21. Теплофизические характеристики почвы зависят от ее цвета, плотности, структуры. Степень нагревания и охлаждения почвы в значительной
22. Растительный покров затеняет поверхность почвы, поглощая значительную часть приходящей солнечной радиации. Но в то же время
23. Тепловой режим почвы в зимний период в значительной мере обусловлен снежным покровом. Теплопроводность снега очень мала,
24. Замерзание и оттаивание почвы. Вечная мерзлота Замерзание почвы происходит при отрицательной температуре. Поскольку почвенная влага содержит
25. Нагревание и охлаждение водоемов происходит иначе: теплоемкость воды в 2-4 раза больше теплоемкости почвы; Вода пропускает
26. Вечная мерзлота - часть верхнего слоя земной коры, характеризующаяся в течение всего года или хотя бы
27. Сумгин Михаил Иванович (1873—1942) — доктор геологических наук, один из основателей учения о вечной мерзлоте.
28. Одно из первых описаний многолетней мерзлоты было сделано русскими землепроходцами XVII века, покорявшими просторы Сибири. Впервые
29. Ленские воеводы П.Головин и М.Глебов в 1640г. сообщали: «Земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает».
30. Термин «вечная мерзлота», как специфическое геологическое явление был введён в научное употребление в 1927 году М.
31. Вечная мерзлота — явление глобального масштаба, она занимает не менее 25 % площади всей суши земного
32. Значительная часть вечной мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает. Альпийская вечная
33. Игарский музей вечной мерзлоты - крайне редкое, уникальное явление. Он функционирует в вечномёрзлом грунте на глубинах
34. Для регулирования теплового режима почвы применяют общемелиоративные приемы, направленные одновременно на регулирование содержания в почве тепла
36. Скачать презентацию

Слайд 2

Димо Валентина Николаевна
(1909-2003)
доктор с/х наук
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.

Слайд 3

Температурный режим формируется под воздействием поступающей на поверхность почвы лучистой энергии

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.

Слайд 4

Тепловой баланс
Температурный режим земной поверхности обусловлен радиационным балансом (РБ).
При положительном РБ

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.

Слайд 5

Тепловой баланс
Для температурного режима почвы определенное значение имеют испарение и конденсация

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

Слайд 6

Тепловой баланс
Приход и расход тепла на земную поверхность характеризуют уравнением теплового

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.

Слайд 7

На хорошо увлажненных посевах затраты тепла на испарение больше, чем на

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

Слайд 8

Между поверхностью почвы и ее нижележащими слоями происходит непрерывный обмен теплом
Инсоляция

– 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)

Слайд 9

Тепловой режим почвы зависит от ее теплоемкости и теплопроводности
ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ
Объемная (Соб)

– 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

Слайд 10

Существует соотношение:
Соб = Суд * d,
где d – плотность почвы.

Слайд 11

У воды объемная и удельная теплоемкости одинаковы, т.к. плотность воды при

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.

Слайд 12

Способность почвы передать тепло от слоя к слою называется теплопроводностью.
Мерой

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.

Слайд 13

При замерзании почвы ее теплопроводность увеличивается, так как теплопроводность льда почти

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.

Слайд 14

Температура почвы имеет суточную и годовую периодичность (суточный и годовой ход

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.

Слайд 15

Годовой режим температур почв имеет большую амплитуду колебаний и выражен на

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.

Слайд 16

Слой почвы, в котором наблюдается суточный и годовой ход температуры, называют

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.

Слайд 17

Слой почвы, температура в котором в течении суток не изменяется, называют

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.

Слайд 18

Классификация температурных режимов почв для равнинной территории России и прилегающих стран

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.

Слайд 19

Материалы многолетних наблюдений за температурой почвы на различных глубинах могут быть

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.

Слайд 20

Термоизоплеты дают наглядное представление о температуре активного слоя почвы на любой

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.

Слайд 21

Теплофизические характеристики почвы зависят от ее цвета, плотности, структуры.
Степень нагревания

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.

Слайд 22

Растительный покров затеняет поверхность почвы, поглощая значительную часть приходящей солнечной радиации.

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.

Слайд 23

Тепловой режим почвы в зимний период в значительной мере обусловлен снежным

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.

Слайд 24

Замерзание и оттаивание почвы. Вечная мерзлота
Замерзание почвы происходит при отрицательной температуре.

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.

Слайд 25

Нагревание и охлаждение водоемов происходит иначе:
теплоемкость воды в 2-4 раза

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

Слайд 26

Вечная мерзлота - часть верхнего слоя земной коры, характеризующаяся в течение

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

Слайд 27

Сумгин
Михаил Иванович
(1873—1942) — доктор геологических наук, один из основателей учения

о вечной мерзлоте.

Слайд 28

Одно из первых описаний многолетней мерзлоты было сделано русскими землепроходцами XVII

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.

Слайд 29

Ленские воеводы П.Головин и М.Глебов в 1640г. сообщали: «Земля-де, государь, и

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.

Слайд 30

Термин «вечная мерзлота», как специфическое геологическое явление был введён в научное

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.

Слайд 31

Вечная мерзлота — явление глобального масштаба, она занимает не менее 25

% 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.

Слайд 32

Значительная часть вечной мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас

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

разработка кимберлитовых трубок в Якутии

Слайд 33

Игарский музей вечной мерзлоты - крайне редкое, уникальное явление. Он функционирует

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

Слайд 34

Для регулирования теплового режима почвы применяют общемелиоративные приемы, направленные одновременно на

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).