Температура почвы.

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.

Температура почвы оказывает существенное влияние на формирование

термического режима атмосферы. Данные о температуре почвы необходимы для решения многих прикладных задач: они используются в сельском хозяйстве, в строительстве, при эксплуатации дорог и подземных коммуникаций и. т. д.

12

Тепловой режим почвы определяется притоком тепла и зависит от

минералогического состава почвы, пористости и влажности, которые

определяют ее теплоемкость теплопроводность, а также зависит от

микрорельефа, экспозиции склонов, растительности и т. д.

Основным источником тепла, поступающего в почву, является лучистая

энергия солнца, которая усваивается поверхностным слоем. Это тепло

передается в нижележащие слои, а также расходуется на нагревание воздуха

и испарение воды.

Тот слой почвы, в котором обнаруживаются суточные и годовые колебания

температуры в зависимости от притока солнечной радиации, носит название

активного или деятельного слоя.

Закономерности распространения тепла в почве.

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:

1.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.

2. 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.

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.

13

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 теплопроводности 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.

Термоизоплеты.

Материалы многолетних наблюдений за температурой почвы на различных

глубинах могут быть представлены графически.

На 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.

14