التباين اليومي في درجة حرارة سطح التربة. درجة حرارة التربة لوحظت درجة الحرارة القصوى لسطح التربة لمدة ساعات تقريبًا

درجة الحرارة على سطح التربة لها تغير نهاري. يلاحظ الحد الأدنى بعد نصف ساعة تقريبًا من شروق الشمس. بحلول هذا الوقت ، يصبح توازن الإشعاع لسطح التربة مساويًا للصفر - يتم موازنة نقل الحرارة من طبقة التربة العليا عن طريق الإشعاع الفعال من خلال زيادة تدفق الإشعاع الكلي. التبادل الحراري غير الإشعاعي في هذا الوقت لا يكاد يذكر.

ثم ترتفع درجة الحرارة على سطح التربة لتصل إلى 13-14 ساعة وتصل إلى أقصى حد لها في الدورة النهارية. بعد ذلك ، تبدأ درجة الحرارة في الانخفاض. التوازن الإشعاعي في ساعات بعد الظهر وحتى المساء يظل إيجابيا. ومع ذلك ، أثناء النهار ، يتم إطلاق الحرارة من طبقة التربة العلوية إلى الغلاف الجوي ليس فقط من خلال الإشعاع الفعال ، ولكن أيضًا من خلال زيادة التوصيل الحراري ، فضلاً عن زيادة تبخر الماء. يستمر أيضًا انتقال الحرارة إلى عمق التربة. تبين أن هذه الخسائر الحرارية أكبر بكثير من التدفق الإشعاعي ؛ لذلك ، تنخفض درجة الحرارة على سطح التربة من 13-14 ساعة إلى الحد الأدنى في الصباح.

يسمى الفرق بين الحد الأقصى اليومي ودرجة الحرارة الدنيا اليومية سعة درجة الحرارة اليومية.

في منطقة موسكو ، وفقًا لـ S.P. خروموف وما. Petrosyants (2004) ، إن أشهر الشتاءمتوسط ​​مدى درجة الحرارة اليومية على المدى الطويل على سطح التربة (الثلج) هو 5-10 درجة مئوية ، في الصيف 10-20 درجة مئوية. في بعض الأيام ، يمكن أن تكون السعات اليومية أعلى وأقل من المتوسطات طويلة الأجل ، اعتمادًا على عدد من العوامل ، وعلى رأسها الغيوم. في الطقس الصافي ، يكون الإشعاع الشمسي مرتفعًا أثناء النهار والإشعاع الفعال في الليل مرتفع أيضًا. لذلك ، يكون الحد الأقصى اليومي (اليومي) مرتفعًا بشكل خاص ، ويكون الحد الأدنى اليومي (الليلي) منخفضًا ، وبالتالي فإن السعة اليومية كبيرة. في الطقس الغائم ، يتم تخفيض الحد الأقصى للنهار ، ويزيد الحد الأدنى ليلا ، وتكون السعة اليومية أصغر.

بطبيعة الحال ، تتغير درجة حرارة سطح التربة أيضًا على مدار العام. في خطوط العرض المدارية ، اتساعها السنوي (الفرق بين متوسط ​​درجات الحرارة على المدى الطويل لأدفأ وأبرد شهور السنة) صغير ويزداد مع خط العرض. في نصف الكرة الشمالي عند خط عرض 10 درجات ، تبلغ حوالي 3 درجات مئوية ، وعند خط عرض 30 درجة حوالي 10 درجات مئوية ، وعند خط عرض 50 درجة يبلغ متوسطها حوالي 25 درجة مئوية.

في خطوط العرض خارج المدارية ، تكون التغيرات غير الدورية في درجة حرارة الهواء متكررة وهامة لدرجة أن التباين اليومي في درجة الحرارة لا يتجلى بوضوح إلا خلال فترات الطقس المستقر نسبيًا والغيوم قليلاً. بقية الوقت تحجبه تغييرات غير دورية ، والتي يمكن أن تكون شديدة للغاية. على سبيل المثال ، التبريد في الشتاء ، عندما تنخفض درجة الحرارة في أي وقت من اليوم (في الظروف القارية) بمقدار 10-20 درجة مئوية في غضون ساعة واحدة.

في خطوط العرض الاستوائية ، تكون التغيرات غير الدورية في درجات الحرارة أقل أهمية ولا تزعج اختلاف درجات الحرارة اليومية كثيرًا.

ترتبط التغيرات غير الدورية في درجات الحرارة بشكل أساسي بتطور الكتل الهوائية من مناطق أخرى من الأرض. تحدث أحداث تبريد كبيرة بشكل خاص (تسمى أحيانًا موجات البرد) في خطوط العرض المعتدلةبسبب تغلغل الكتل الهوائية الباردة من القطب الشمالي والقارة القطبية الجنوبية. في أوروبا ، يحدث التبريد الشتوي الشديد أيضًا عندما تخترق الكتل الهوائية الباردة من الشرق والداخل أوروبا الغربيةمن الأراضي الأوروبية لروسيا. تخترق كتل الهواء البارد أحيانًا حوض البحر الأبيض المتوسط ​​وحتى تصل إلى شمال إفريقيا وآسيا الصغرى. لكن في كثير من الأحيان يظلون أمام سلاسل الجبال في أوروبا ، الواقعة في اتجاه خط العرض ، خاصة أمام جبال الألب والقوقاز. لذا الظروف المناخيةيختلف حوض البحر الأبيض المتوسط ​​ومنطقة القوقاز اختلافًا كبيرًا عن ظروف المناطق القريبة ، ولكن الأكثر شمالية.

في آسيا هواء باردتخترق بحرية إلى سلاسل الجبال التي تحد من أراضي جمهوريات آسيا الوسطى من الجنوب والشرق ، لذلك يكون الشتاء في الأراضي المنخفضة توران باردًا جدًا. لكن سلاسل الجبال مثل Pamirs و Tien Shan و Altai وهضبة التبت ، ناهيك عن جبال الهيمالايا ، تشكل عقبات أمام تغلغل الكتل الهوائية الباردة إلى الجنوب. في حالات نادرة ، لوحظ تبريد مؤثر كبير ، ومع ذلك ، في الهند: في البنجاب ، في المتوسط ​​، من 8 إلى 9 درجات مئوية ، وفي مارس 1911 انخفضت درجة الحرارة بمقدار 20 درجة مئوية. تتدفق الكتل الباردة حول سلاسل الجبال من الغرب. أسهل وفي كثير من الأحيان ، يخترق الهواء البارد جنوب شرق آسيا دون مواجهة عقبات كبيرة على طول الطريق (S.P. Khromov و MA Petrosyants).

لا توجد سلاسل جبلية في خطوط العرض في أمريكا الشمالية. لذلك ، يمكن أن تنتشر الكتل الباردة من هواء القطب الشمالي دون عوائق إلى فلوريدا وخليج المكسيك.

فوق المحيطات ، يمكن أن تتغلغل الكتل الهوائية الباردة في عمق المناطق الاستوائية. بالطبع ، يسخن الهواء البارد تدريجيًا فوق الماء الدافئ ، لكن لا يزال من الممكن أن يتسبب في انخفاضات ملحوظة في درجات الحرارة.

الغزوات هواء البحرمن خطوط العرض الوسطى للمحيط الأطلسي إلى أوروبا تسبب الاحترار في الشتاء والبرودة في الصيف. كلما ابتعدنا عن أعماق أوراسيا ، قل تواتر الكتل الهوائية الأطلسية وكلما تغيرت خصائصها الأولية فوق البر الرئيسي. ومع ذلك ، يمكن تتبع تأثير الغزوات من المحيط الأطلسي على المناخ على طول الطريق إلى هضبة سيبيريا الوسطى وآسيا الوسطى.

يغزو الهواء الاستوائي أوروبا في الشتاء والصيف من شمال إفريقيا ومن خطوط العرض المنخفضة في المحيط الأطلسي. في الصيف ، تقترب الكتل الهوائية في درجة الحرارة من الكتل الهوائية في المناطق المدارية ، وبالتالي تسمى أيضًا شكل الهواء الاستوائي في جنوب أوروبا أو تأتي إلى أوروبا من كازاخستان وآسيا الوسطى. لوحظت عمليات اقتحام الهواء المداري من منغوليا ، شمال الصين ، من المناطق الجنوبية من كازاخستان ومن صحراء آسيا الوسطى في الأراضي الآسيوية لروسيا في الصيف.

في بعض الحالات ، ترتفع درجات الحرارة بشدة (تصل إلى +30 درجة مئوية) خلال فترات اقتحام الهواء المداري الصيفي وتمتد إلى أقصى شمال روسيا.

في أمريكا الشماليةيغزو الهواء الاستوائي من كل من المحيطين الهادئ والأطلسي ، وخاصة من خليج المكسيك. في البر الرئيسي نفسه ، تتشكل كتل هوائية استوائية فوق المكسيك وجنوب الولايات المتحدة.

حتى في المنطقة القطب الشماليترتفع درجة حرارة الهواء في الشتاء أحيانًا إلى الصفر نتيجة التأفق من خطوط العرض المعتدلة ، ويمكن تتبع الاحترار في جميع أنحاء طبقة التروبوسفير.

جدول المحتويات
علم المناخ والأرصاد الجوية
خطة DIDACTIC
الأرصاد الجوية وعلم المناخ
الغلاف الجوي والطقس والمناخ
أرصاد الأرصاد الجوية
تطبيق البطاقات
خدمة الأرصاد الجوية والمنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO)
عمليات تشكيل المناخ
العوامل الفلكية
العوامل الجيوفيزيائية
عوامل الأرصاد الجوية
حول الإشعاع الشمسي
التوازن الحراري والإشعاعي للأرض
الإشعاع الشمسي المباشر
التغيرات في الإشعاع الشمسي في الغلاف الجوي وعلى سطح الأرض
ظاهرة التشتت الإشعاعي
إجمالي الإشعاع ، الإشعاع الشمسي المنعكس ، الإشعاع الممتص ، PAR ، بياض الأرض
إشعاع سطح الأرض
الإشعاع المضاد أو الإشعاع المضاد
التوازن الإشعاعي لسطح الأرض
التوزيع الجغرافي لميزان الإشعاع
الضغط الجوي ومجال الضغط الجوي
أنظمة الضغط
تقلبات الضغط
تسارع الهواء بسبب التدرج اللوني
قوة الانحراف لدوران الأرض
الرياح الجيوستروفية والمتدرجة
قانون الرياح الباريكية
جبهات في الجو
النظام الحراري للغلاف الجوي
التوازن الحراري لسطح الأرض
التغير اليومي والسنوي في درجات الحرارة على سطح التربة
درجات حرارة الكتلة الهوائية
السعة السنوية لدرجة حرارة الهواء
المناخ القاري
الغطاء السحابي وهطول الأمطار
التبخر والتشبع
رطوبة
التوزيع الجغرافي لرطوبة الهواء
التكثيف الجوي
سحاب
التصنيف السحابي الدولي
الغيوم تغيرها اليومي والسنوي
هطول الأمطار من السحب (تصنيف هطول الأمطار)
خصائص نظام هطول الأمطار
الدورة السنوية لهطول الأمطار
الأهمية المناخية للغطاء الثلجي
كيمياء الغلاف الجوي
التركيب الكيميائي للغلاف الجوي للأرض
التركيب الكيميائي للسحب
التركيب الكيميائي للترسيب
حموضة الترسيب

محاضرة 4

درجة حرارة التربة

يتم تحويل الطاقة المشعة في الطبقة النشطة إلى حرارة. مع توازن إشعاع إيجابي (النهار ، الصيف) ، يتم إنفاق جزء من هذه الحرارة على تسخين الطبقة النشطة ، وجزء - على تسخين الهواء السطحي ، والنباتات ، وجزء - على تبخر الماء من التربة والنباتات. عندما يكون توازن الإشعاع سالبًا (في الليل ، في الشتاء) ، يتم تعويض تكاليف الحرارة المرتبطة بالإشعاع الفعال للسطح النشط عن طريق تدفق الحرارة من الطبقة النشطة ، من الهواء ، يتم إطلاق جزء من الحرارة أثناء تكثيف (تسامي) بخار الماء على السطح النشط. يتم التعبير عن مدخلات ومخرجات الطاقة على السطح النشط بواسطة معادلة توازن الحرارة:

ب = أ + ف + ج

حيث B هو توازن إشعاع السطح النشط ؛ A هو التدفق الحراري بين السطح النشط والطبقات الأساسية ؛ P هو التدفق الحراري بين السطح وطبقة الهواء الأرضية ؛ LE - تدفق الحرارة المرتبط بتحولات طور الماء (التبخر - التكثيف).

المكونات الأخرى للتوازن الحراري لسطح الأرض (التدفقات الحرارية من طاقة الرياح ، والمد والجزر ، والأمطار ، واستهلاك الطاقة لعملية التمثيل الضوئي ، وما إلى ذلك) أقل بكثير من عناصر التوازن المذكورة سابقًا ، لذلك يمكن تجاهلها.

معنى المعادلة هو موازنة التوازن الإشعاعي لسطح الأرض مع انتقال الحرارة غير الإشعاعي.

التغير اليومي والسنوي في درجة حرارة سطح التربة

حقيقة أن التوازن الحراري لسطح الأرض يساوي صفرًا لا يعني أن درجة حرارة سطح الأرض لا تتغير. عندما يتم توجيه انتقال الحرارة إلى أسفل (+ A) ، فإن جزءًا كبيرًا من الحرارة القادمة إلى السطح من الأعلى يبقى في الطبقة النشطة. تزداد أيضًا درجة حرارة هذه الطبقة ، وبالتالي السطح النشط. على العكس من ذلك ، عندما تنتقل الحرارة عبر سطح الأرض من الأسفل إلى الأعلى (-A) ، تترك الحرارة إلى الغلاف الجوي بشكل أساسي من الطبقة النشطة ، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة السطح.

يتسبب التسخين النهاري والتبريد الليلي لسطح التربة في تقلبات يومية في درجة حرارتها. دورة يوميةعادة ما تحتوي درجة الحرارة على حد أقصى ودنيا واحد. تُلاحظ أدنى درجة حرارة لسطح التربة في الطقس الصافي قبل شروق الشمس ، عندما يظل توازن الإشعاع سالبًا ، ويكون التبادل الحراري بين الهواء والتربة ضئيلًا. مع شروق الشمس ، مع زيادة توازن الإشعاع ، تزداد درجة حرارة سطح التربة. لوحظت درجة الحرارة القصوى في حوالي الساعة 13:00 ، ثم تبدأ درجة الحرارة في الانخفاض.

في بعض الأيام ، ينزعج المسار اليومي المحدد لدرجة حرارة التربة تحت تأثير السحب والأمطار وعوامل أخرى. في هذه الحالة ، يمكن تحويل الحد الأقصى والحد الأدنى إلى وقت آخر.

يسمى الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى في الدورة اليومية أو السنوية سعة دورة درجة الحرارة.

حول سعة الاختلاف اليومي لدرجة حرارة سطح التربةتتأثر بالعوامل التالية:

الموسم : السعة في الصيف هي الأكبر ، في الشتاء - الأصغر ؛

خط العرض الجغرافي : السعة مرتبطة بارتفاع الشمس في الظهيرة ، مما يزيد في الاتجاه من القطب إلى خط الاستواء ، وبالتالي ، في المناطق القطبية ، يكون الاتساع غير مهم ، وفي الصحارى الاستوائيةحيث ، بالإضافة إلى ذلك ، يكون الإشعاع الفعال مرتفعًا ، حيث يصل إلى 50 ... 60 درجة مئوية ؛

تضاريس : بالمقارنة مع السهل ، ترتفع درجة حرارة المنحدرات الجنوبية بقوة أكبر ، والمنحدرات الشمالية أضعف ، والمنحدرات الغربية أقوى إلى حد ما من المنحدرات الشرقية ، كما يتغير الاتساع تبعا لذلك ؛

الغطاء النباتي والغطاء الثلجي : سعة الدورة النهارية تحت هذه الأغطية أقل مما هي عليه في غيابها ، لأنها تقلل من تسخين وتبريد سطح التربة ؛

لون التربة : اتساع التغير اليومي في درجة حرارة سطح التربة المظلمة أكبر من اتساع التربة الخفيفة ، لأن امتصاص وانبعاث الإشعاع في الأول أكبر منه في الثانية ؛

حالة السطح : التربة الرخوة لها سعة أكبر من التربة الكثيفة ؛ في التربة الكثيفة ، تنتشر الحرارة الممتصة بشكل أعمق ، وفي التربة الرخوة تبقى في الطبقة العليا ، وبالتالي ترتفع درجة حرارة الطبقة الأخيرة ؛

رطوبة التربة : على سطح التربة الرطبة ، يكون الاتساع أقل من على سطح التربة الجافة ؛ في التربة الرطبة ، تنتشر الحرارة الممتصة ، كما هو الحال في التربة الكثيفة ، بشكل أعمق ، ويتم إنفاق جزء من الحرارة على التبخر ، مما يؤدي إلى تسخينها بدرجة أقل من التربة الجافة ؛

غائم : في الطقس الغائم ، يكون الاتساع أقل بكثير مما هو عليه في الطقس الصافي ، حيث أن الغيوم يقلل من التسخين أثناء النهار والتبريد الليلي للسطح النشط.

دورة سنوية يتم تحديد درجة حرارة سطح التربة باختلاف وصول الإشعاع الشمسي خلال العام.

عادة ما يتم ملاحظة أدنى درجات الحرارة على سطح التربة في يناير - فبراير ، والأعلى - في يوليو أو أغسطس.

يتأثر اتساع التباين السنوي في درجة حرارة سطح التربة بنفس العوامل مثل سعة التباين اليومي ، باستثناءخط عرض المكان. اتساع الاختلاف السنوي ، على عكس التباين النهاري ، يزداد مع خط العرض.

الخصائص الحرارية الفيزيائية للتربة

هناك تبادل مستمر للحرارة بين سطح التربة وطبقاتها الأساسية. يتم نقل الحرارة إلى التربة بشكل أساسي بسبب التوصيل الحراري الجزيئي.

يعتمد تسخين وتبريد التربة بشكل أساسي على خصائصها الفيزيائية الحرارية: السعة الحرارية والتوصيل الحراري.

السعة الحرارية هي كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة التربة بمقدار 1 درجة مئوية. يميز بين السعة الحرارية النوعية والحجمية.

حرارة نوعية (مع العود ) هي كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة 1 كجم من التربة بمقدار 1 درجة مئوية.

السعة الحرارية الحجمية (مع حول ) هي كمية الحرارة المطلوبة لتسخين 1 م 3 من التربة بمقدار 1 درجة مئوية.

تسمى قدرة التربة على نقل الحرارة من طبقة إلى أخرىتوصيل حراري .

مقياس التوصيل الحراري للتربة هو معامل التوصيل الحراري، والتي تساوي عددًا مقدار الحرارة ، J ، ويمر خلال 1 ثانية عبر قاعدة عمود من التربة بمقطع عرضي يبلغ 1 متر مربع وارتفاعه 1 متر.

يعتمد معامل التوصيل الحراري للتربة بشكل أساسي على نسبة المحتوى فيهاالهواء والماء .

تعتمد الخصائص الفيزيائية الحرارية للتربة أيضًا على خصائصهاكثافة . مع انخفاض الكثافة ، تنخفض السعة الحرارية والتوصيل الحراري للتربة الجافة. لذلك ، تكون التربة المخففة في الطبقة الصالحة للزراعة أكثر دفئًا أثناء النهار من التربة الكثيفة ، وتكون أكثر برودة في الليل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التربة الرخوة لها مساحة سطح محددة أكبر من التربة الكثيفة ، وبالتالي تمتص المزيد من الإشعاع أثناء النهار وتشع الحرارة بشكل مكثف في الليل.

قياس درجة حرارة وعمق تجميد التربة

لقياس درجة حرارة التربة ، يتم استخدام السائل (الزئبق ، والكحول ، والتولوين) ، والكهرباء الحرارية ، ومقاييس الحرارة الكهربائية المقاومة ومقاييس الحرارة المشوهة.

ميزان حرارة عاجل يستخدم الزئبق TM-3 لقياس درجة حرارة سطح التربة في هذه اللحظة(مصطلح).

مقياس الحرارة الأقصى TM-1 ، الزئبق ، يعمل على قياس أعلى درجة حرارة للسطح بين عمليات المراقبة.

يختلف الحد الأقصى لميزان الحرارة عن المستعجل في أن دبوسًا رفيعًا ملحومًا في قاع الخزان يدخل القناة الشعرية بالقرب من الخزان مباشرةً. نتيجة لذلك ، ينكسر الزئبق عند نقطة التضييق ، وبالتالي يتم تسجيل قيمة درجة الحرارة القصوى لفترة زمنية معينة.

الحد الأدنى من مقياس الحرارة يستخدم الكحول TM-2 لقياس أدنى درجة حرارة لسطح التربة للفترة بين فترات المراقبة. من ميزات جهاز مقياس الحرارة هذا أنه يتم وضع دبوس صغير مصنوع من الزجاج الداكن داخل الشعيرات الدموية. مع انخفاض درجة الحرارة ، يتحرك الفيلم السطحي للغضروف المفصلي باتجاه الخزان ويحرك الدبوس خلفه. مع ارتفاع درجة الحرارة ، يتدفق الكحول بحرية حول الدبوس. يبقى الأخير في مكانه ، مما يشير إلى النهاية البعيدة عن الخزان درجة الحرارة الدنيا بين فترات الملاحظات.

ترمومترات الكوع (Savinova) TM-5 ، زئبق ، مصمم لقياس درجة حرارة التربة خلال الفترة الدافئة على أعماق 5 و 10 و 15 و 20 سم.

مسبار ميزان الحرارة AM-6 ، التولوين ، يستخدم للقياسات الميدانية لدرجة حرارة التربة على أعماق 3 ... 40 سم.

مقياس الحرارة الترانزستور يستخدم TET-2 لقياس درجة حرارة الطبقة الصالحة للزراعة خلال الفترة الدافئة. يمكنهم أيضًا قياس درجة الحرارة في أكوام المحاصيل الجذرية ، البطاطس ، في كتلة الحبوب في الشقوق.

قصب مهندس زراعي تم تصميم PITT-1 لقياس درجة حرارة التربة السطحية وقياس عمق الحرث. يعتمد مبدأ عملها على قياس المقاومة الأومية كدالة لدرجة الحرارة.

ترمومتر الاستخلاص تم تصميم TPV-50 ، الزئبق ، لقياس درجة حرارة التربة على أعماق 20 ... 320 سم على مدار العام. يمكن استخدامها أيضًا في المزارع لقياس درجة الحرارة في الأكوام والصوامع وما إلى ذلك.

في الآونة الأخيرة ، تم تطوير طرق لتحديد درجة حرارة سطح التربة غير المتلامسة من الأقمار الصناعية والطائرات والمروحيات ، مما يجعل من الممكن الحصول على قيم درجة حرارة متوسطة لمناطق كبيرة من سطح الأرض.

متر التربة الصقيعية يستخدم AM-21 لقياس عمق تجميد التربة. يتكون هذا الجهاز من أنبوب يبونيت ، يتم في الجزء العلوي منه تقسيمات بالسنتيمتر لتحديد ارتفاع الغطاء الثلجي. في هذا الأنبوب يوضع أنبوب مطاطي مع أقسام بطول 1 سم مملوءة بالماء المقطر.

يتم قياس درجة الحرارة وفقًا للمقياس العملي الدولي بالدرجات المئوية (درجة مئوية). الدرجة على هذا المقياس هي 1/100 من الفترة الفاصلة بين نقاط انصهار الجليد (0 درجة مئوية) ونقاط غليان الماء (100 درجة مئوية).

أهمية درجة حرارة التربة للنباتات

تعتبر درجة حرارة التربة من أهم العوامل في حياة النبات. إن إنبات البذور ، وتطوير نظام الجذر ، والنشاط الحيوي للنباتات الدقيقة في التربة ، واستيعاب منتجات التغذية المعدنية بواسطة الجذور ، وما إلى ذلك ، تعتمد إلى حد كبير على درجة حرارة التربة. مع ارتفاع درجة حرارة التربة ، يتم تنشيط كل هذه العمليات. يؤدي الانخفاض الكبير في درجة حرارة التربة إلى موت المحاصيل الشتوية والأعشاب المعمرة و أشجار الفاكهة.

تنبت بذور معظم المحاصيل الزراعية في المنطقة الوسطى عند درجة حرارة 3 ... 5 درجات مئوية ، بينما تتطلب البذور مثل الأرز والقطن وما إلى ذلك درجات حرارة أعلى بكثير - 13 ... 15 درجة مئوية.

مع زيادة درجة حرارة التربة إلى الحد الأمثل ، يزداد معدل إنبات البذور ، مما يؤدي إلى تقليل مدة الفترة من البذر إلى الإنبات.

يؤثر نظام درجة حرارة التربة بشكل مباشر على معدل نمو نظام الجذر. في درجات الحرارة المنخفضة والعالية ، تتدهور معدلات النمو.

بعد الإنبات ، لا تفقد درجة حرارة التربة أهميتها بالنسبة للنباتات. تنمو وتتطور بشكل أفضل إذا كانت جذورها في بيئة ذات درجة حرارة أقل قليلاً (بمقدار 5 ... 10 درجة مئوية) مقارنة بالأعضاء الموجودة فوق سطح الأرض.

تؤثر درجة حرارة التربة بشكل كبير على النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة ، وبالتالي على تزويد النباتات بعناصر التغذية المعدنية ، ومعدل تحلل المواد العضوية ، وتخليق المواد الدبالية ، إلخ.

يحدد نظام درجة الحرارة تراكم المغذيات المتنقلة في التربة. من خلال التأثير على معدل حركة الماء والأملاح القابلة للذوبان ، تؤثر درجة الحرارة على معدل دخول المغذيات إلى النباتات من التربة والأسمدة المطبقة. في درجات الحرارة المنخفضة (8 ... 10 درجة مئوية) ، على سبيل المثال ، ينخفض ​​الدخول إلى الجذور والحركة من الجذور إلى أعضاء النيتروجين الموجودة فوق سطح الأرض ، ويضعف استهلاكه لتكوين مركبات النيتروجين العضوية. في درجات الحرارة المنخفضة (5 ... 6 درجة مئوية وما دون) ، ينخفض ​​امتصاص الجذور للنيتروجين والفوسفور بشكل حاد. في الوقت نفسه ، ينخفض ​​أيضًا امتصاص البوتاسيوم.

يرتبط انتشار وضرر أمراض وآفات النباتات الزراعية ارتباطًا وثيقًا بنظام درجة حرارة التربة. في عدد من المحاصيل المحبة للحرارة (الذرة والقطن) ، تظهر أمراض الشتلات وتلف البذور في درجات حرارة منخفضة (خلال الينابيع الباردة) ، عندما تكون الظروف الحرارية غير مواتية للنباتات.

يمكن للآفات النباتية التي توجد يرقاتها في التربة ، اعتمادًا على درجة الحرارة ، أن تسبب ضررًا أكثر أو أقل.

يتم تسخين السطح مباشرة بواسطة أشعة الشمس وإطلاق الحرارة إلى الطبقات الأساسية ويسمى الهواء سطح نشط. يتم تحديد درجة حرارة السطح النشط وقيمته وتغيره (التغير اليومي والسنوي) من خلال توازن الحرارة.
يتم ملاحظة القيمة القصوى لجميع مكونات توازن الحرارة تقريبًا في ساعات الظهيرة تقريبًا. الاستثناء هو الحد الأقصى لتبادل الحرارة في التربة ، والذي يقع في ساعات الصباح. تمت ملاحظة السعات القصوى للتغير النهاري لمكونات توازن الحرارة في وقت الصيف، الحد الأدنى - في الشتاء.
في الدورة النهارية لدرجة حرارة سطح جاف وخالٍ من الغطاء النباتي في يوم صافٍ ، يحدث الحد الأقصى بعد الساعة 13:00 ، ويحدث الحد الأدنى في وقت قريب من شروق الشمس. تعطل الغيوم المسار المعتاد لدرجة حرارة السطح وتسبب تغيرًا في أوقات الحد الأقصى والأدنى. تأثير كبيرتتأثر درجة حرارة السطح بالرطوبة والغطاء النباتي.
يمكن أن تكون درجة حرارة السطح القصوى أثناء النهار + 80 درجة وأكثر (في جنوب روسيا + 75 درجة). التقلبات اليومية تصل إلى 40 درجة. وتعتمد قيمتها على الموسم ، والغيوم ، والخصائص الحرارية للسطح ، ولونه ، وخشونته ، وغطاء الغطاء النباتي ، والتعرض للانحدار.
يختلف المسار السنوي لدرجة حرارة الطبقة النشطة عند خطوط العرض المختلفة. عادة ما يتم ملاحظة درجة حرارة السطح القصوى في خطوط العرض المتوسطة والعالية في يوليو ، والحد الأدنى - في يناير. سعات التقلبات السنوية في درجات الحرارة للسطح النشط في خطوط العرض المنخفضةصغيرة جدًا ، في خطوط العرض الوسطى على الأرض تصل إلى 30 درجة. تتأثر التقلبات السنوية في درجة حرارة السطح في مناطق خطوط العرض المعتدلة والمرتفعة بشدة بالغطاء الثلجي.
يعتمد توزيع الحرارة في التربة على عدد من خصائصها ، وقبل كل شيء على السعة الحرارية والتوصيل الحراري. تلقي نفس القدر من الحرارة الشمسية ، تسخن التربة بشكل أبطأ ، كلما زادت السعة الحرارية الحجمية.السعة الحرارية الحجمية للصخور التي تتكون منها الأرض أقل مرتين تقريبًا من السعة الحرارية للماء. السعة الحرارية للماء هي 1 ، الكوارتز - 0.517 ، الطين - 0.676 ، الهواء - 0.0003.
يتم التحكم في انتقال الحرارة من طبقة إلى أخرى عن طريق التوصيل الحراري. معظم الصخور لها موصلية حرارية منخفضة في (كال) سم * ثانية.):

الموصلية الحرارية للماء 0.00129 كالوري / سم * ثانية * درجة ، هواء - 0.000056.
يقضي الوقت في نقل الحرارة من طبقة إلى أخرى ، ويتأخر توقيت بداية درجات الحرارة القصوى والدنيا خلال النهار كل 10 سم بحوالي 3 ساعات. إذا كان على السطح أعلى درجة حرارةحوالي 13 ساعة ، على عمق 10 سم ، ستصل درجة الحرارة القصوى إلى حوالي 16 ، وعلى عمق 20 سم - حوالي 19 ساعة ، إلخ.
مع التسخين المتتالي للطبقات السفلية من الطبقات العلوية ، تمتص كل طبقة قدرًا معينًا من الحرارة. كلما كانت الطبقة أعمق ، قلَّت الحرارة التي تتلقاها وأضعف تقلبات درجة الحرارة فيها. تتناقص سعة التقلبات اليومية في درجات الحرارة مع العمق بمعامل 2 لكل 15 سم. هذا يعني أنه إذا كان الاتساع على السطح 16 درجة ، فعند عمق 15 سم يكون 8 درجات ، وعلى عمق 30 سم يكون 4 درجات. في الوقت نفسه ، تظل فترات تقلبات درجات الحرارة دون تغيير في جميع الأعماق. في المتوسط ​​، على عمق حوالي 1 متر ، يتم تخفيف التقلبات اليومية في درجة حرارة التربة. تسمى الطبقة التي تتوقف فيها هذه التذبذبات عمليًا بالطبقة درجة حرارة يومية ثابتة.
وكلما طالت فترة تقلب درجات الحرارة ، زاد انتشار هذه التقلبات. في خطوط العرض الوسطى ، تقع طبقة درجة الحرارة السنوية الثابتة على عمق 19-20 مترًا ، في خطوط عرض عالية - على عمق 25 مترًا. في خطوط العرض المدارية ، تكون اتساع درجات الحرارة السنوية صغيرة وطبقة اتساع سنوي ثابت يقع على عمق 5-10 م فقط.
يتم تأخير لحظات بداية درجات الحرارة القصوى والدنيا خلال العام بمتوسط ​​20-30 يومًا لكل متر. وبالتالي ، إذا لوحظت أدنى درجة حرارة على السطح في شهر يناير ، على عمق 2 متر فإنها تحدث في أوائل شهر مارس.
تظهر الملاحظات أن درجة الحرارة في طبقة درجة الحرارة السنوية الثابتة قريبة من متوسط ​​درجة حرارة الهواء السنوية فوق السطح. تسمى طبقة التربة الواقعة فوق طبقة ذات درجة حرارة سنوية ثابتة وتعاني من تقلباتها السنوية طبقة نشطة.
الماء ، الذي يتمتع بسعة حرارية أعلى وموصلية حرارية أقل من الأرض ، يسخن بشكل أبطأ ويطلق الحرارة بشكل أبطأ. أشعة الشمس، المتساقطة على سطح الماء ، تمتصه جزئيًا الطبقة العلوية من الماء ، وتخترق جزئيًا إلى عمق كبير ، وتسخن بعضًا من طبقتها بشكل مباشر. حركة الماء تجعل ذلك ممكنا. انتقال الحرارة. بسبب الخلط المضطرب للماء ، يحدث انتقال الحرارة في العمق أسرع بـ 1000-10000 مرة من التوصيل الحراري. عندما تبرد الطبقات السطحية ، يحدث الحمل الحراري ، مصحوبًا بخلط الماء.
تقلبات درجات الحرارة اليومية على سطح المحيط في خطوط العرض العالية هي 0.1 درجة فقط ، في خطوط العرض المعتدلة - 0.4 درجة ، في خطوط العرض الاستوائية - 0.5 درجة. يتراوح عمق تغلغل هذه التقلبات بين 15 و 20 متراً ، وتتراوح درجات الحرارة السنوية على سطح المحيط من 2 درجة في خطوط العرض الاستوائية إلى 0.8 درجة في خطوط العرض المعتدلة. تقلبات درجات الحرارة السنوية تخترق عمق 200-300 م.
تتأخر لحظات درجة الحرارة القصوى في المسطحات المائية مقارنة بالأرض. الحد الأقصى يحدث في حوالي 15-16 ساعة ، والحد الأدنى - 2-3 ساعات بعد شروق الشمس. تقع درجة الحرارة القصوى السنوية على سطح المحيط في نصف الكرة الشمالي في أغسطس ، الحد الأدنى - في فبراير.

التغير اليومي والسنوي في درجة حرارة التربة

تم إجراء عمليات رصد لدرجة حرارة سطح التربة ودرجة الحرارة في أعماق مختلفة في بعض محطات الأرصاد الجوية لأكثر من 70-80 سنة. أتاحت معالجة هذه البيانات تحديد أنماط التغيرات في درجة حرارة التربة خلال النهار والسنة.

يسمى التغيير في درجة حرارة التربة خلال النهار بالتغير النهاري.عادة ما يكون للتغير النهاري في درجات الحرارة حد أقصى ودنيا واحد. تُلاحظ أدنى درجة حرارة لسطح التربة في الطقس الصافي قبل شروق الشمس ، عندما يظل توازن الإشعاع سالبًا ، ويكون التبادل الحراري بين الهواء والتربة ضئيلًا. مع شروق الشمس ، مع تغير علامة وحجم توازن الإشعاع ، تزداد درجة حرارة سطح التربة ، خاصة في الطقس الصافي. لوحظت درجة الحرارة القصوى في حوالي الساعة 13:00 ، ثم تبدأ درجة الحرارة في الانخفاض ، والتي تستمر حتى الحد الأدنى في الصباح.

في بعض الأيام ، ينزعج المسار اليومي المحدد لدرجة حرارة التربة تحت تأثير السحب والأمطار وعوامل أخرى. في هذه الحالة ، يمكن تحويل الحد الأقصى والحد الأدنى إلى وقت آخر. لوحظ تباين يومي محدد جيدًا ومنتظم خلال الفترة الدافئة في الطقس الصافي.

يسمى التغيير في درجة حرارة التربة خلال العام الدورة السنوية.عادة ، يعتمد الرسم البياني للدورة السنوية على متوسط ​​درجات حرارة التربة الشهرية. يتم تحديد الدورة السنوية لدرجة حرارة سطح التربة بشكل أساسي من خلال اختلاف وصول الإشعاع الشمسي خلال العام. عادة ما يتم ملاحظة الحد الأقصى لمتوسط ​​درجات الحرارة الشهرية لسطح التربة في خطوط العرض المعتدلة لنصف الكرة الشمالي في يوليو ، عندما يكون تدفق الحرارة إلى التربة في ذروته ، والحد الأدنى - في يناير - فبراير.

يسمى الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى في الدورة اليومية أو السنوية السعةبالطبع درجة الحرارة.

العوامل المؤثرة في اتساع التغيرات اليومية والسنوية في درجة حرارة التربة

تتأثر سعة التغير اليومي في درجة حرارة التربة بما يلي:

1) الوقت من العام ؛ في الصيف السعة هي الأكبر ، في الشتاء - الأصغر ؛

2) خط العرض الجغرافي ؛ السعة مرتبطة بارتفاع الشمس في الظهيرة ، والتي تزداد في نفس اليوم في الاتجاه من القطب إلى خط الاستواء ؛ لذلك ، في المناطق القطبية ، يكون الاتساع ضئيلًا ، وفي الصحاري الاستوائية ، حيث يكون الإشعاع الفعال مرتفعًا ، يصل إلى 50-60 درجة مئوية ؛

3) التضاريس بالمقارنة مع السهل ، ترتفع درجة حرارة المنحدرات الجنوبية بقوة أكبر ، والمنحدرات الشمالية أضعف ، والمنحدرات الغربية أقوى إلى حد ما من المنحدرات الشرقية ؛ السعة تتغير أيضًا وفقًا لذلك ؛

4) الغطاء النباتي والثلج ؛ اتساع الدورة النهارية تحت هذه الأغطية أقل مما كانت عليه في غيابها ؛

5) السعة الحرارية والتوصيل الحراري للتربة ؛ السعة مرتبطة عكسيا بالقدرة الحرارية والتوصيل الحراري ؛

6) لون التربة. اتساع التباين اليومي في درجة حرارة سطح التربة المظلمة أكبر من اتساع التربة الخفيفة ، لأن امتصاص الإشعاع وانبعاثه من الأسطح المظلمة أكبر من امتصاص الضوء ؛ تتميز أسطح التربة الجافة والسائبة بسعة أكبر من أسطح التربة الرطبة والكثيفة ؛

7) الغيوم: في الطقس الغائم ، يكون السعة أقل بكثير مما هي عليه في الطقس الصافي.

يتأثر اتساع التباين السنوي في درجة حرارة سطح التربة بنفس العوامل مثل اتساع التباين النهاري ، باستثناء الوقت من السنة. اتساع الاختلاف السنوي ، على عكس التباين النهاري ، يزداد مع زيادة خط العرض. في المنطقة الاستوائية ، يبلغ متوسطها 2-3 درجة مئوية ، وفي المناطق القطبية للقارات يتجاوز 70 درجة مئوية (ياقوتيا).

إن سعة التغير السنوي لدرجة حرارة سطح التربة العارية أكبر بكثير من اتساع السطح المغطى بالنباتات أو الثلج.

أنماط انتشار الحرارة في التربة

تنتقل التقلبات اليومية والسنوية في درجة حرارة سطح التربة بسبب التوصيل الحراري إلى طبقاتها العميقة. تسمى طبقة التربة التي يتم فيها ملاحظة التغيرات في درجات الحرارة اليومية والسنوية بالطبقة النشطة.يحدث انتشار تقلبات درجات الحرارة في عمق التربة (مع تركيبة تربة متجانسة) وفقًا لقوانين فورييه التالية.

1. فترة التذبذب معلا يتغير العمق ، أي على سطح التربة وفي جميع الأعماق ، تكون الفترة الفاصلة بين درجتين متتاليتين من درجات الحرارة الدنيا أو القصوى 24 ساعة في الدورة اليومية ، و 12 شهرًا في الدورة السنوية.

2. إذا زاد العمق في تقدم حسابي ، فإن السعة تتناقص أضعافا مضاعفة ، أي مع زيادة العمق ، تقل السعة بسرعة.

تسمى طبقة التربة التي لا تتغير فيها درجة الحرارة أثناء النهار طبقة درجة الحرارة اليومية الثابتة.

نظام درجة حرارة التربة __67

في خطوط العرض الوسطى ، تبدأ هذه الطبقة على عمق 70-100 سم. طبقة ثابتة من درجة الحرارة السنويةفي خطوط العرض الوسطى ، تقع على عمق أكثر من 15-20 مترًا.

3. درجات الحرارة العظمى والصغرى في الأعماق تحدث في وقت متأخر عن سطح التربة (الجدول 15). هذا التأخير يتناسب طرديا مع العمق. تتأخر الحدود القصوى والدنيا اليومية لكل 10 سم من العمق بمتوسط ​​2.5-3.5 ساعة ، وتتأخر الحدود القصوى السنوية لكل متر من العمق بمقدار 20-30 يومًا.

الجدول 15

متوسط ​​وقت ظهور الحدود القصوى والدنيا في المسار اليومي لدرجة حرارة التربة (يونيو)

العمق ، سم	الحد الأدنى ، ح دقيقة	الحد الأقصى ، ح دقيقة	السعة "تقلبات درجات الحرارة ، درجة مئوية
نوكوس (قريب بحر آرال، صحراء)
لينينغراد

قوانين فورييه المذكورة أعلاه موضحة برسوم بيانية للتغيرات اليومية (الشكل 12) والسنوية (الشكل 13) في درجة حرارة سطح التربة ودرجة الحرارة على أعماق مختلفة. تظهر هذه الأرقام بوضوح انخفاضًا في السعة مع العمق ، وتأخيرًا في وقت ظهور الحدود القصوى والدنيا مع زيادة العمق ، واستقلالية فترة التذبذبات عن العمق.

وفقًا لحسابات فورييه النظرية ، يجب أن يكون العمق الذي يظهر به التباين السنوي في درجة حرارة التربة أكبر بنحو 19 مرة من عمق ظهور التقلبات اليومية. في الواقع ، لوحظت انحرافات كبيرة عن الحسابات النظرية ، وفي كثير من الحالات ، تبين أن عمق اختراق التقلبات السنوية أكبر من المعدل المحسوب. ويرجع ذلك إلى الاختلاف في رطوبة التربة حسب العمق والوقت ، والتغيرات في الانتشار الحراري للتربة مع العمق ، وأسباب أخرى. 68

في خطوط العرض الشمالية ، يبلغ عمق الاختراق للتغير السنوي في درجة حرارة التربة في المتوسط ​​25 مترًا ، في خطوط العرض الوسطى - 15-20 مترًا ، في الجنوب - حوالي 10 مترًا.

نظام درجة حرارة التربة

أرز. 12. التباين اليومي في درجة حرارة التربة في يونيو في تبليسي.

الأرقام بالقرب من المنحنيات هي العمق بالأمتار.

// /// رابعا - الخامس السادسUGثامنال-"X الحادي عشر ثاني عشر

أرز. 13. الدورة السنوية لمتوسط ​​درجة الحرارة الشهرية للتربة ذات السطح الطبيعي في تبليسي. الأرقام بالقرب من المنحنيات هي العمق بالأمتار.

المتساويات الحرارية

يمكن عرض مواد الملاحظات طويلة المدى لدرجة حرارة التربة على أعماق مختلفة بيانياً (الشكل 14). يربط هذا الرسم البياني درجة حرارة التربة وعمقها ووقتها. لإنشاء رسم بياني ، يتم رسم الأعماق على المحور الرأسي ، والوقت (عادةً أشهر) يتم رسمه على المستوى الأفقي. يتم رسم متوسط ​​درجة حرارة التربة الشهرية على أعماق مختلفة على الرسم البياني. ثم يتم ربط النقاط التي لها نفس درجة الحرارة بخطوط ناعمة تسمى تساوي حراري.توفر المتشابهات الحرارية تمثيلًا مرئيًا لدرجة حرارة طبقة التربة النشطة في أي عمق في كل شهر. يتم استخدام مثل هذه الرسوم البيانية ، على سبيل المثال ، لتحديد عمق برو

حدوث درجات حرارة حرجة تضر بجذور أشجار الفاكهة.

"/ ثالثا الخامس"الأمم المتحدةالتاسع الحادي عشر -1

أرز. 14. موازين درجة حرارة التربة (تبليسي).

تُستخدم هذه الرسوم البيانية أيضًا في المرافق العامة ، وفي إنشاءات الطرق والصناعات ، وفي استصلاح الأراضي.

يجب مراعاة سماكة الطبقة المجمدة عند وضع المصارف في المناطق المستصلحة.

يسمى التغيير في درجة حرارة سطح التربة خلال النهار بالتغير النهاري. المسار اليومي لسطح التربة ، في المتوسط ​​على مدى عدة أيام ، هو تقلبات دورية بحد أقصى وواحد كحد أدنى.

يلاحظ الحد الأدنى قبل شروق الشمس ، عندما يكون التوازن الإشعاعي سالبًا ويكون التبادل الحراري غير الإشعاعي بين السطح والطبقات المجاورة من التربة والهواء ضئيلًا.

مع شروق الشمس ، ترتفع درجة حرارة سطح التربة وتصل إلى الحد الأقصى حوالي الساعة 13:00. ثم يبدأ انخفاضه ، على الرغم من أن توازن الإشعاع لا يزال موجبًا. ويفسر ذلك حقيقة أنه بعد الساعة 13:00 ، يزداد انتقال الحرارة من سطح التربة إلى الهواء بسبب الاضطراب والتبخر.

يُطلق على الفرق بين درجات الحرارة القصوى والدنيا للتربة في اليوم السعة دورة يومية.يتأثر بعدد من العوامل:

1. الوقت من العام. السعة أكبر في الصيف ، وفي الشتاء تكون أصغر ؛

2. خط عرض المكان. نظرًا لأن السعة مرتبطة بارتفاع الشمس ، فإنها تتناقص مع زيادة خط عرض المكان ؛

3. غائم. في الطقس الغائم ، السعة أقل ؛

4. السعة الحرارية والتوصيل الحراري للتربة. السعة مرتبطة عكسيا بالسعة الحرارية للتربة. على سبيل المثال ، صخور الجرانيت لديها موصلية حرارية جيدة ويتم نقل الحرارة جيدًا بعمق. نتيجة لذلك ، فإن سعة التقلبات اليومية لسطح الجرانيت صغيرة. تتميز التربة الرملية بموصلية حرارية أقل من الجرانيت ، وبالتالي فإن اتساع تغير درجة حرارة السطح الرملي أكبر بحوالي 1.5 مرة من الجرانيت ؛

5. لون التربة. سعة التربة المظلمة أكبر بكثير من التربة الخفيفة ، لأن قدرة امتصاص وانبعاث التربة المظلمة أكبر ؛

6. الغطاء النباتي والثلج. يقلل الغطاء النباتي من الاتساع ، حيث يمنع تسخين التربة بأشعة الشمس. السعة ليست كبيرة جدًا حتى مع وجود غطاء ثلجي ، نظرًا لأن سطح الثلج يسخن قليلاً بسبب البياض الكبير ؛

7. عرض المنحدرات. ترتفع درجة حرارة المنحدرات الجنوبية للتلال بشكل أقوى من المنحدرات الشمالية ، والغربية أكثر من المنحدرات الشرقية ، وبالتالي فإن اتساع السطوح الجنوبية والغربية للتلال أكبر.

التباين السنوي في درجة حرارة سطح التربة

يرتبط التباين السنوي ، مثل التغير النهاري ، بتدفق الحرارة إلى الداخل وإلى الخارج ويتم تحديده بشكل أساسي بواسطة عوامل الإشعاع. الطريقة الأكثر ملاءمة لمتابعة هذه الدورة هي متوسط ​​القيم الشهرية لدرجة حرارة التربة.

في نصف الكرة الشمالي ، لوحظ الحد الأقصى لمتوسط ​​درجات حرارة سطح التربة الشهرية في يوليو وأغسطس ، والحد الأدنى - في يناير وفبراير.

يُطلق على الفرق بين أعلى وأدنى متوسط ​​درجات حرارة شهرية لمدة عام سعة التباين السنوي في درجة حرارة التربة. يعتمد إلى أقصى حد على خط عرض المكان: في خطوط العرض القطبية ، يكون الاتساع أكبر.

تنتشر التقلبات اليومية والسنوية في درجة حرارة سطح التربة تدريجياً إلى طبقاتها العميقة. تسمى طبقة التربة أو الماء التي تتعرض لتقلبات يومية وسنوية في درجات الحرارة نشيط.

يتم وصف انتشار تقلبات درجات الحرارة في عمق التربة بثلاثة قوانين فورييه:

يقول أولهم أن فترة التذبذب لا تتغير مع العمق ؛

والثاني يشير إلى أن اتساع تقلبات درجة حرارة التربة يتناقص أضعافا مضاعفة مع العمق ؛

ينص قانون فورييه الثالث على أن درجات الحرارة القصوى والدنيا في الأعماق تحدث في وقت متأخر عن سطح التربة ، وأن التأخير يتناسب طرديًا مع العمق.

تسمى طبقة التربة التي تظل درجة الحرارة فيها ثابتة طوال اليوم طبقة من درجة حرارة ثابتة يومية(أقل من 70-100 سم). تسمى طبقة التربة التي تظل فيها درجة حرارة التربة ثابتة طوال العام بالطبقة الثابتة. درجة الحرارة السنوية. تبدأ هذه الطبقة من عمق 15-30 م.

في خطوط العرض المرتفعة والمعتدلة ، توجد مناطق شاسعة تظل فيها طبقات التربة متجمدة لسنوات عديدة دون ذوبان الجليد في الصيف. تسمى هذه الطبقات أبديالتربة الصقيعية.

يمكن أن تحدث التربة الصقيعية كطبقة متصلة وطبقات منفصلة ، تتخللها تربة مذابة. يتراوح سمك طبقة التربة الصقيعية من 1-2 م إلى عدة مئات من الأمتار. على سبيل المثال ، في ياقوتيا ، يبلغ سمك التربة الصقيعية 145 مترًا ، في ترانسبايكاليا - حوالي 70 مترًا.

تدفئة وتبريد المسطحات المائية

تمتص الطبقة السطحية من الماء ، مثل التربة ، الأشعة تحت الحمراء جيدًا: تختلف ظروف امتصاصها وانعكاسها بواسطة الماء والتربة قليلاً. شيء آخر هو إشعاع الموجة القصيرة.

الماء ، على عكس التربة ، جسم شفاف له. لذلك ، يحدث تسخين الماء الإشعاعي في سمكه.

ترجع الاختلافات الكبيرة في النظام الحراري للماء والتربة إلى الأسباب التالية:

السعة الحرارية للماء 3-4 مرات أكبر من الموصلية الحرارية للتربة. مع نفس المدخلات أو المخرجات الحرارية ، تتغير درجة حرارة الماء بدرجة أقل ؛

تتمتع جزيئات الماء بحركة أكبر ، لذلك ، في المسطحات المائية ، لا يحدث انتقال الحرارة إلى الداخل من خلال التوصيل الحراري الجزيئي ، ولكن بسبب الاضطراب. يحدث تبريد الماء ليلاً وفي موسم البرد أسرع من تسخينه نهارًا وصيفًا ، كما أن التقلبات اليومية في درجة حرارة الماء ، وكذلك التقلبات السنوية ، قليلة.

عمق تغلغل التقلبات السنوية في المسطحات المائية هو 200-400 م.