Контрольні питання
Спектральний аналіз сонячної радіації.
Біологічне значення різних частин спектра.
Поділ промінистої енергії Сонця.
Динаміка сонячної радіації в атмосфері і її вплив на підстилаючу поверхню.
Зміни сонячної радіації при проходженні крізь атмосферу.
Радіаційний баланс підстилаючої поверхні та його складові.
Тривалість дня та її сезонна зміна. Тривалість сонячного сяйва.
Класифікація рослин по відношенню до світла.
Прилади для вимірювання сонячної радіації.
Лабораторна робота №3.
Вимірювання температури
та глибини промерзання грунту
Одиниці для вираження температури – градуси. У світі використовують переважно градуси Цельсія (0С), в США та деяких інших країнах – градуси Фаренгейта (0F), у фізиці кельвіни (К). Співвідношення цих величин між собою:
10С = 5/8 (Т0 F – 36)
10F = 8/5 (t0C + 36)
10C = K + 273
1 K = t0C – 273
Вимірюють температуру грунту і повітря термометрами, які бувають рідинними, електричними та деформаційними.
▼ Принцип роботи
деформаційних базується на принципі зміни лінійних розмірів твердих тіл зі зміною температури;
рідинних базується на зміні об’єму рідини зі зміною температури
електричних : а) на електрорухаючій силі термоелементів, яка виникає внаслідок різниці температурних спаїв; б) на принципі зміни електричного опору матеріалів.
Завдання 1. Ознайомитись з приладами для вимірювання температури грунту і особливостями роботи з ними.
◙ Строковий термометр - рідинний. Рідина (ртуть) знаходиться у скляному резервуарі кулястої чи циліндричної форми, який знаходиться в нижній частині і може рухатися вгору та вниз по вузькому капіляру, що є у припаяній до резервуара скляній трубці. За капіляром розміщена шкала температур. Усі деталі вмонтовані в прозорий скляний корпус.
◙ Мінімальний термометр використовується для визначення найнижчої температури за період між спостереженнями (на метеостанції найчастіше цей період становить 3 год.). Термометр спиртовий. У капілярі є синій або чорний потовщений на кінцях штифтик, виготовлений з темного скла. Побудований термометр так, що при підвищенні температури спирт вільно обтікає штифтик і піднімається вгору, а при зниженні – опускається і за рахунок меніскових сил штовхає штифтик.
◙ Максимальний термометр застосовують для визначення найвищої температури за період між спостереженнями. Термометр ртутний.
Термометр має прозорий нерухомий штифтик, впаяний у дно резервуара. Верхній кінець штифтика знаходиться в капілярі, але не торкається стінок.
При підвищенні температури ртуть піднімається по капіляру, а при зниженні – у місці звуження (внизу) стовпчик ртуті розривається і верхній кінець його зупиняється, фіксуючи максимальне значення температури.
Встановлюють термометри на відкритій площадці, з якої попередньо видаляють рослинний покрив і перекопують її. Термометри розміщують посередині площадки резервуарами на схід, на відстані 10-15 см один від одного в невеликих виямках, зроблених втисканням термометра в ґрунт, резервуар термометру повинен щільно прилягати до грунту:
строковий та мінімальний термометри встановлюють горизонтально;
максимальний – з невеликим нахилом в бік резервуару, щоб ртуть в капілярі не відходила від резервуару.
дані мінімального та максимального термометрів наближують до значення строкового термометра.
◙ Дистанційно-електричні термометри використовують для вимірювання температури грунту на глибині вузла кущіння озимих культур (3-5 см від поверхні грунту) часто використовують дистанційно-електричні термометри. Найчастіше використовують установку М-54-2, яка складається з блока датчиків (комплект термометрів опору), пульта з джерелом живлення і з’єднувального кабелю.
◙ Колінчастими термометрами Савинова вимірюють температуру орного шару грунту протягом вегетаційного періоду вимірюють колінчастими термометрами Савинова. Особливістю такого термометра є те, що вище резервуара він зігнутий під кутом 1350. Частина корпуса за резервуаром заповнена річковим піском і ватою з шматочками сургуча, щоб не допустити конвективних струменів повітря.
Рис.8. Колінчастий термометр Савінова. Встановлення цих термометрів (в комплекті їх чотири) проводять на початку весни у ґрунті в напрямі зі сходу на захід, на південь від поверхневих термометрів на глибині 5, 10,15, 20 см. Невелику траншейку для їх встановлення викопують так, щоб її північна сторона була прямовисною, а південна – під кутом близько 450. При встановленні термометрів резервуари з ртуттю спрямовуються на північ.
◙ Термометр-щуп призначений для визначення температури орного шару грунту в польових умовах або на метеомайданчику.
Резервуар його вміщений у мідні ошурки для створення кращого теплового контакту. Термометр знаходиться в металевій оправі, нижній кінець якої загострений. Між наконечником і оправою знаходиться ебонітова прокладка. У верхній частині оправи є проріз, через який видно шкалу з поділками, а на зворотному боці оправи нанесені поділки, які показують глибину грунту.
Встановлюють термометр-щуп вертикально на задану глибину.
◙ Витяжні (глибинні) термометри використовують на більших глибинах (до 320 см). Він вмонтований в оправу з металевим ковпачком, який відділений від резервуара мідними ошурками. Термометр закріплений на дерев’яній штанзі.
Є два комплекти витяжних термометрів. У перший комплект входять п’ять термометрів, які встановлюють на глибинах 20, 40, 80, 160, 320 см; у другий – вісім термометрів для глибин 20, 40, 60, 80, 120, 160, 240, 320 см.
Встановлюють витяжні термометри стаціонарно на ділянці з природним покриттям на відстані 3-4 м на схід від колінчастих термометрів. Витяжні термометри опускають в ебонітові або пластмасові трубки, які занурені у ґрунт через 0,5 м одна від одної в напрямі зі сходу на захід. З північної сторони будується дерев’яний чи металевий поміст, по якому ходять спостерігачі, щоб не ущільнювати ґрунт біля термометрів.
Останнім часом на деяких метеостанціях проходять експериментальні випробування автоматичні установки для визначення температури грунту на потрібній глибині. За допомогою спеціальних датчиків вони передають дані на дисплей.
Завдання 2. Ознайомлення з приладами для вимірювання глибини промерзання грунту.
◙ Мерзлотомір Даниліна. Для перезимівлі озимих культур (пшениці, жита, ріпаку, гірчиці), багаторічних трав, виноградників, садів особливе значення має глибина промерзання грунту. ЇЇ визначають за допомогою мерзлотоміра Даниліна. Він складається з порожнистої ебонітової трубки, яку вміщують у грунт восени на глибину близько 1,5 м. У трубку опускають тонку гумову трубочку, прикріплену до дерев’яної штанги і закриту з обох кінців. На трубочці нанесені сантиметрові поділки, а всередину залита дистильована вода. Щоб визначити глибину промерзання грунту, виймають гумову трубочку із замерзлою дистильованою водою. Промацують верхній край стовпчика льоду і за поділками на гумовій трубочці визначають його висоту. Це і буде глибина промерзання грунту.
Встановлюють мерзлотомір в ґрунт на 2-3 тижні до початку приморозків на площадці неподалік від витяжних термометрів. У підготовлену свердловину опускають мерзлотомір так щоб нульовий відлік співпав із поверхнею грунту.