Die maximale Temperatur der Bodenoberfläche wird für etwa Stunden beobachtet. Tägliche und jährliche Schwankungen der Bodenoberflächentemperatur. Muster der Wärmeausbreitung im Boden

Die Temperatur an der Bodenoberfläche unterliegt einer täglichen Schwankung. Sein Minimum wird etwa eine halbe Stunde nach Sonnenaufgang beobachtet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Strahlungsbilanz der Bodenoberfläche gleich Null - die Wärmeübertragung aus der oberen Bodenschicht durch effektive Strahlung wird durch den erhöhten Eintrag an Gesamtstrahlung ausgeglichen. Der strahlungslose Wärmeaustausch ist zu diesem Zeitpunkt vernachlässigbar.

Dann steigt die Temperatur an der Bodenoberfläche bis zu 13–14 h an und erreicht im Tagesgang ein Maximum. Danach beginnt die Temperatur zu sinken. Die Strahlungsbilanz in den Nachmittagsstunden und bis zum Abend bleibt positiv. Tagsüber wird jedoch nicht nur durch effektive Strahlung, sondern auch durch erhöhte Wärmeleitfähigkeit sowie erhöhte Wasserverdunstung Wärme aus der oberen Bodenschicht an die Atmosphäre abgegeben. Auch der Wärmetransport in die Tiefe des Erdreichs setzt sich fort. Diese Wärmeverluste fallen deutlich größer aus als der Strahlungseintrag, daher sinkt die Temperatur an der Bodenoberfläche von 13–14 Uhr auf das morgendliche Minimum.

Die Differenz zwischen der Tageshöchst- und der Tagestiefsttemperatur wird als Tagestemperaturamplitude bezeichnet.

In der Region Moskau laut S.P. Chromov und M.A. Petrosyants (2004), in Wintermonate Die langfristige durchschnittliche tägliche Temperaturspanne auf der Boden- (Schnee-) Oberfläche beträgt 5–10°C, im Sommer 10–20°C. An manchen Tagen können die täglichen Amplituden sowohl höher als auch niedriger als die langfristigen Durchschnittswerte sein, abhängig von einer Reihe von Faktoren, vor allem Bewölkung. Bei wolkenlosem Wetter ist die Sonneneinstrahlung tagsüber hoch und die effektive Strahlung in der Nacht ebenfalls hoch. Daher ist das tägliche (Tages-)Maximum besonders hoch und das tägliche (Nacht-)Minimum niedrig und folglich die tägliche Amplitude groß. Bei bewölktem Wetter wird das Tagesmaximum abgesenkt, das Nachtminimum erhöht und die Tagesamplitude kleiner.

Die Temperatur der Bodenoberfläche ändert sich natürlich auch im Laufe des Jahres. In tropischen Breiten ist seine Jahresamplitude (die Differenz zwischen langjährigen Durchschnittstemperaturen der wärmsten und kältesten Monate des Jahres) klein und nimmt mit der Breite zu. Auf der Nordhalbkugel beträgt sie bei 10° Breite etwa 3°C, bei 30° Breite etwa 10°C und bei 50° Breite durchschnittlich etwa 25°C.

In außertropischen Breiten sind nichtperiodische Änderungen der Lufttemperatur so häufig und signifikant, dass sich die tägliche Temperaturschwankung nur in Zeiten relativ stabilen, leicht bewölkten antizyklonalen Wetters deutlich manifestiert. Die restliche Zeit wird es durch nicht periodische Veränderungen verdeckt, die sehr intensiv sein können. Zum Beispiel Abkühlung im Winter, wenn die Temperatur zu jeder Tageszeit (bei kontinentalen Bedingungen) innerhalb einer Stunde um 10–20 °C sinken kann.

In tropischen Breiten sind nicht periodische Temperaturänderungen weniger signifikant und stören den Temperaturverlauf im Tagesverlauf nicht so sehr.

Nichtperiodische Temperaturänderungen sind hauptsächlich mit der Advektion von Luftmassen aus anderen Regionen der Erde verbunden. Besonders ausgeprägte Abkühlungsperioden (manchmal auch als Kältewellen bezeichnet) treten in gemäßigten Breiten aufgrund des Eindringens kalter Luftmassen aus der Arktis und Antarktis auf. In Europa kommt es auch zu einer starken Winterkühlung, wenn kalte Luftmassen aus dem Osten und in Westeuropa aus dem europäischen Territorium Russlands eindringen. Kalte Luftmassen dringen manchmal in das Mittelmeerbecken ein und erreichen sogar Nordafrika und Kleinasien. Aber häufiger verweilen sie vor den Gebirgszügen Europas, die sich in Breitenrichtung befinden, insbesondere vor den Alpen und dem Kaukasus. Deshalb Klimabedingungen Das Mittelmeerbecken und der Transkaukasus unterscheiden sich erheblich von den Bedingungen naher, aber nördlicherer Regionen.

In Asien kalte Luft dringt frei in die Gebirgszüge ein, die das Territorium der zentralasiatischen Republiken von Süden und Osten begrenzen, sodass die Winter im Turan-Tiefland ziemlich kalt sind. Aber solche Gebirgszüge wie der Pamir, Tien Shan, Altai, das tibetische Plateau, ganz zu schweigen vom Himalaya, sind Hindernisse für das weitere Eindringen kalter Luftmassen nach Süden. In seltenen Fällen wird in Indien jedoch eine signifikante advektive Abkühlung beobachtet: Im Punjab im Durchschnitt um 8–9 ° C, und im März 1911 sank die Temperatur um 20 ° C. Kalte Massen umströmen die Bergketten von Westen her. Leichter und häufiger dringt kalte Luft in Südostasien ein, ohne auf nennenswerte Hindernisse zu stoßen (S.P. Khromov und M.A. Petrosyants).

In Nordamerika gibt es keine Breitengradgebirge. Daher können sich die kalten arktischen Luftmassen ungehindert bis nach Florida und in den Golf von Mexiko ausbreiten.

Über den Ozeanen können kalte Luftmassen tief in die Tropen vordringen. Natürlich erwärmt sich kalte Luft allmählich über warmem Wasser, aber es kann immer noch zu spürbaren Temperaturabfällen kommen.

Meereslufteinbrüche aus mittleren Breiten Atlantischer Ozean in Europa sorgen für Erwärmung im Winter und Abkühlung im Sommer. Je weiter man in die Tiefen Eurasiens vordringt, desto geringer wird die Häufigkeit atlantischer Luftmassen und desto mehr verändern sich ihre ursprünglichen Eigenschaften über dem Festland. Dennoch lassen sich die Auswirkungen der Invasionen aus dem Atlantik auf das Klima bis in die zentralsibirische Hochebene und Zentralasien zurückverfolgen.

Tropische Luft dringt sowohl im Winter als auch im Sommer aus Nordafrika und aus den niedrigen Breiten des Atlantiks nach Europa ein. Im Sommer bilden sich im Süden Europas Luftmassen, die temperaturmäßig den Luftmassen der Tropen nahe kommen und daher auch als Tropenluft bezeichnet werden oder aus Kasachstan und Zentralasien nach Europa kommen. Auf dem asiatischen Territorium Russlands dringen tropische Lufteinbrüche aus der Mongolei, Nordchina, südlichen Regionen Kasachstan und aus den Wüsten Zentralasiens.

Teilweise starker Temperaturanstieg (bis +30°C) während des Sommers, Eindringen tropischer Luft bis in den äußersten Norden Russlands.

BEI Nordamerika tropische Luft dringt sowohl aus dem Pazifik als auch aus dem Atlantik ein, insbesondere aus dem Golf von Mexiko. Auf dem Festland selbst bilden sich über Mexiko und dem Süden der USA tropische Luftmassen.

Auch in der Gegend Nordpol Die Lufttemperatur im Winter steigt manchmal aufgrund der Advektion aus gemäßigten Breiten auf Null, und die Erwärmung kann in der gesamten Troposphäre verfolgt werden.

Die Änderung der Bodenoberflächentemperatur im Laufe des Tages wird als Tagesgang bezeichnet. Der tägliche Verlauf der Bodenoberfläche ist im Mittel vieler Tage periodische Schwankungen mit einem Maximum und einem Minimum.

Das Minimum wird vor Sonnenaufgang beobachtet, wenn die Strahlungsbilanz negativ ist und der strahlungslose Wärmeaustausch zwischen der Oberfläche und angrenzenden Boden- und Luftschichten vernachlässigbar ist.

Mit aufgehender Sonne steigt die Temperatur der Bodenoberfläche und erreicht gegen 13:00 Uhr ein Maximum. Dann beginnt seine Abnahme, obwohl die Strahlungsbilanz noch positiv ist. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass nach 13:00 Uhr die Wärmeübertragung von der Bodenoberfläche an die Luft aufgrund von Turbulenzen und Verdunstung zunimmt.

Die Differenz zwischen der maximalen und der minimalen Bodentemperatur pro Tag wird als Amplitude bezeichnet Tageskurs. Sie wird von mehreren Faktoren beeinflusst:

1. Jahreszeit. Im Sommer ist die Amplitude am größten und im Winter am kleinsten;

2. Breitengrad des Ortes. Da die Amplitude mit der Sonnenhöhe zusammenhängt, nimmt sie mit zunehmender Breite des Ortes ab;

3. Bewölkt. Bei bewölktem Wetter ist die Amplitude geringer;

4. Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit des Bodens. Die Amplitude ist umgekehrt proportional zur Wärmekapazität des Bodens. Zum Beispiel hat ein Granitfelsen eine gute Wärmeleitfähigkeit und Wärme wird gut in die Tiefe übertragen. Dadurch ist die Amplitude der täglichen Schwankungen der Granitoberfläche gering. Sandboden hat eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Granit, daher ist die Amplitude der Temperaturschwankung der Sandoberfläche etwa 1,5-mal größer als die von Granit;

5. Bodenfarbe. Die Amplitude dunkler Böden ist viel größer als die heller Böden, da die Absorptions- und Emissionskapazität dunkler Böden größer ist;

6. Vegetation und Schneedecke. Die Vegetationsdecke reduziert die Amplitude, da sie die Erwärmung des Bodens durch die Sonnenstrahlen verhindert. Auch bei Schneebedeckung ist die Amplitude nicht sehr groß, da sich die Schneeoberfläche aufgrund der großen Albedo wenig erwärmt;

7. Ausstellung von Pisten. Die südlichen Hänge der Hügel erwärmen sich stärker als die nördlichen und die westlichen mehr als die östlichen, daher ist die Amplitude der südlichen und westlichen Oberflächen der Hügel größer.

Jährliche Variation der Bodenoberflächentemperatur

Die jährliche Schwankung ist wie die tägliche mit dem Zu- und Abfluss von Wärme verbunden und wird hauptsächlich durch Strahlungsfaktoren bestimmt. Am bequemsten lässt sich dieser Verlauf anhand der monatlichen Durchschnittswerte der Bodentemperatur verfolgen.

Auf der Nordhalbkugel werden die maximalen durchschnittlichen monatlichen Bodenoberflächentemperaturen von Juli bis August und die minimalen von Januar bis Februar beobachtet.

Der Unterschied zwischen dem Größten und dem Kleinsten durchschnittliche monatliche Temperaturen pro Jahr wird die Amplitude der jährlichen Schwankung der Bodentemperatur genannt. Sie hängt am stärksten vom Breitengrad des Ortes ab: In den polaren Breiten ist die Amplitude am größten.

Tägliche und jährliche Schwankungen der Bodenoberflächentemperatur breiten sich allmählich in tieferen Schichten aus. Die Boden- oder Wasserschicht, die täglichen und jährlichen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, wird als Boden- oder Wasserschicht bezeichnet aktiv.

Die Ausbreitung von Temperaturschwankungen tief im Boden wird durch drei Fourier-Gesetze beschrieben:

Die erste besagt, dass sich die Periode der Oszillationen nicht mit der Tiefe ändert;

Die zweite legt nahe, dass die Amplitude der Bodentemperaturschwankungen exponentiell mit der Tiefe abnimmt;

Das dritte Fourier-Gesetz legt fest, dass die maximalen und minimalen Temperaturen in der Tiefe später auftreten als an der Bodenoberfläche, und die Verzögerung direkt proportional zur Tiefe ist.

Die Bodenschicht, in der die Temperatur den ganzen Tag über konstant bleibt, wird als Bodenschicht bezeichnet Schicht konstanter Tagestemperatur(unter 70 - 100 cm). Die Bodenschicht, in der die Bodentemperatur das ganze Jahr über konstant bleibt, wird als konstante Schicht bezeichnet. Jahrestemperatur. Diese Schicht beginnt in einer Tiefe von 15-30 m.

In hohen und gemäßigten Breiten gibt es weite Gebiete, in denen Bodenschichten viele Jahre lang gefroren bleiben, ohne im Sommer aufzutauen. Diese Schichten werden aufgerufen ewig Dauerfrost.

Permafrost kann sowohl als durchgehende Schicht als auch als separate Schichten auftreten, die mit aufgetautem Boden durchsetzt sind. Die Dicke der Permafrostschicht variiert von 1-2 m bis zu mehreren hundert m. In Jakutien beträgt die Dicke des Permafrosts beispielsweise 145 m, in Transbaikalien etwa 70 m.

Erwärmung und Kühlung von Gewässern

Die Oberflächenschicht des Wassers absorbiert wie der Boden Infrarotstrahlung gut: Die Bedingungen für ihre Absorption und Reflexion durch Wasser und Boden unterscheiden sich kaum. Eine andere Sache ist kurzwellige Strahlung.

Wasser ist für ihn im Gegensatz zum Boden ein durchsichtiger Körper. Daher tritt eine Strahlungserwärmung von Wasser in seiner Dicke auf.

Signifikante Unterschiede im thermischen Regime von Wasser und Boden haben folgende Gründe:

Die Wärmekapazität von Wasser ist 3-4 mal größer als die Wärmeleitfähigkeit von Erde. Bei gleicher Wärmezufuhr oder -abgabe ändert sich die Wassertemperatur weniger;

Wasserpartikel haben eine größere Mobilität, daher erfolgt in Gewässern die Wärmeübertragung nach innen nicht durch molekulare Wärmeleitung, sondern aufgrund von Turbulenzen. Das Abkühlen des Wassers in der Nacht und in der kalten Jahreszeit erfolgt schneller als das Aufheizen am Tag und im Sommer, und die Amplituden der täglichen sowie jährlichen Schwankungen der Wassertemperatur sind gering.

Die Eindringtiefe der jährlichen Schwankungen in Gewässer beträgt 200–400 m.

Täglich u Jahreskurs Bodenoberflächentemperatur

Die Änderung der Bodenoberflächentemperatur im Laufe des Tages wird als Tagesgang bezeichnet. Der tägliche Verlauf der Bodenoberfläche ist im Mittel vieler Tage periodische Schwankungen mit einem Maximum und einem Minimum.

Das Minimum wird vor Sonnenaufgang beobachtet, wenn die Strahlungsbilanz negativ ist und der strahlungslose Wärmeaustausch zwischen der Oberfläche und angrenzenden Boden- und Luftschichten vernachlässigbar ist.

Mit aufgehender Sonne steigt die Temperatur der Bodenoberfläche und erreicht gegen 13:00 Uhr ein Maximum. Außerdem beginnt seine Abnahme, obwohl die Strahlungsbilanz immer noch positiv ist. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass nach 13:00 Uhr die Wärmeübertragung von der Bodenoberfläche an die Luft aufgrund von Turbulenzen und Verdunstung zunimmt.

Die Differenz zwischen der maximalen und der minimalen Bodentemperatur pro Tag wird als Amplitude bezeichnet Tageskurs. Sie wird von mehreren Faktoren beeinflusst

1. Jahreszeit. Im Sommer ist die Amplitude am größten und im Winter am kleinsten;

2. Breitengrad des Ortes. Da die Amplitude mit der Sonnenhöhe zusammenhängt, nimmt sie mit zunehmender Breite des Ortes ab;

3. Bewölkt. Bei bewölktem Wetter ist die Amplitude geringer;

4. Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit des Bodens. Die Amplitude ist umgekehrt proportional zur Wärmekapazität des Bodens. Zum Beispiel hat ein Granitfelsen eine gute Wärmeleitfähigkeit und Wärme wird gut in die Tiefe übertragen. Dadurch ist die Amplitude der täglichen Schwankungen der Granitoberfläche gering. Sandboden hat eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Granit, daher ist die Amplitude der Temperaturschwankung der Sandoberfläche etwa 1,5-mal größer als die von Granit;

5. Bodenfarbe. Die Amplitude dunkler Böden ist viel größer als die heller Böden, da die Absorptions- und Emissionskapazität dunkler Böden größer ist;

6. Vegetation und Schneedecke. Die Vegetationsbedeckung reduziert die Amplitude, da sie die Bodenerwärmung verhindert Sonnenstrahlen. Auch bei Schneebedeckung ist die Amplitude nicht sehr groß, da sich die Schneeoberfläche aufgrund der großen Albedo wenig erwärmt;

7. Ausstellung von Pisten. Die südlichen Hänge der Hügel erwärmen sich stärker als die nördlichen und die westlichen mehr als die östlichen, daher ist die Amplitude der südlichen und westlichen Oberflächen der Hügel größer.

Jährliche Variation der Bodenoberflächentemperatur

Die jährliche Schwankung ist wie die tägliche mit dem Zu- und Abfluss von Wärme verbunden und wird hauptsächlich durch Strahlungsfaktoren bestimmt. Am bequemsten lässt sich dieser Verlauf anhand der monatlichen Durchschnittswerte der Bodentemperatur verfolgen.

Auf der Nordhalbkugel werden die maximalen durchschnittlichen monatlichen Bodenoberflächentemperaturen von Juli bis August und die minimalen von Januar bis Februar beobachtet.

Die Differenz zwischen der höchsten und der niedrigsten durchschnittlichen Monatstemperatur eines Jahres wird als Amplitude der jährlichen Schwankung der Bodentemperatur bezeichnet. Sie hängt am stärksten vom Breitengrad des Ortes ab ˸ in polaren Breiten ist die Amplitude am größten.

Tägliche und jährliche Schwankungen der Bodenoberflächentemperatur breiten sich allmählich in tieferen Schichten aus. Die Boden- oder Wasserschicht, die täglichen und jährlichen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, wird als Boden- oder Wasserschicht bezeichnet aktiv.

Die Ausbreitung von Temperaturschwankungen tief im Boden wird durch drei Fourier-Gesetze beschrieben

Tägliche und jährliche Schwankungen der Bodenoberflächentemperatur - Konzept und Typen. Klassifizierung und Merkmale der Kategorie "Tages- und Jahresvariation der Bodenoberflächentemperatur" 2015, 2017-2018.

Die Temperatur beeinflusst auch den Verlauf der Wurzelernährung in Pflanzen: Dieser Vorgang ist nur möglich, wenn die Temperatur des Bodens in den Saugbereichen einige Grad niedriger ist als die Temperatur des Bodenteils der Pflanze. Eine Verletzung dieses Gleichgewichts hat die Hemmung der vitalen Aktivität der Pflanze und sogar ihren Tod zur Folge.[ ...]

Die Temperatur an der Bodenoberfläche variiert zwischen -49 und 64 °C. Während der warmen Monate (V-IX) variiert die maximale Dauer der Bodentemperatur in Tiefen von 5-20 cm von 3,4 °C im Mai bis 0,7 °C im September. Ab einer Tiefe von 1,2 m beobachtet man im Boden ganzjährig eine positive Temperatur, die durchschnittliche Gefriertiefe des Bodens beträgt 58 cm (Tab. 1.6).[ ...]

Die Änderung der Bodentemperatur während des Tages wird als Tagesgang bezeichnet. Der Tagesgang der Temperatur hat normalerweise ein Maximum und ein Minimum. Minimale Bodenoberflächentemperatur bei klares Wetter vor Sonnenaufgang beobachtet, wenn die Strahlungsbilanz noch negativ und der Wärmeaustausch zwischen Luft und Boden vernachlässigbar ist. Mit steigender Sonne steigt die Temperatur der Bodenoberfläche, besonders bei klarem Wetter. Die maximale Temperatur wird gegen 13:00 Uhr beobachtet, dann beginnt die Temperatur zu fallen, was bis zum morgendlichen Minimum anhält. An manchen Tagen wird der angezeigte Tagesverlauf der Bodentemperatur durch Wolken, Niederschläge und andere Faktoren gestört. In diesem Fall können Maximum und Minimum auf einen anderen Zeitpunkt verschoben werden (Abb. 4.2).[ ...]

Die Änderung der Bodentemperatur im Laufe des Jahres wird als Jahresgang bezeichnet. Üblicherweise basiert die Darstellung des Jahresverlaufs auf den durchschnittlichen monatlichen Bodentemperaturen. Der Jahresverlauf der Bodenoberflächentemperatur wird hauptsächlich durch die unterschiedliche Einstrahlung der Sonneneinstrahlung im Jahresverlauf bestimmt. Die maximalen monatlichen Durchschnittstemperaturen der Bodenoberfläche in den gemäßigten Breiten der nördlichen Hemisphäre werden normalerweise im Juli beobachtet, wenn der Wärmeeintrag in den Boden am größten ist, und die minimalen - im Januar - Februar.[ ...]

Der tägliche Verlauf der Bodentemperatur (/) und der Luft (2) in Pawlowsk (bei Leningrad) im Juni.[ ...]

A. G. Doyarenko definierte den Luftaustausch im Boden als den Prozess der Freisetzung von Bodenluft im täglichen Zyklus von Änderungen der Bodentemperatur und nannte ihn "Atmung" des Bodens. Tagsüber erwärmt sich der Boden, die darin enthaltene Luft dehnt sich aus und ein Teil davon wird in die Atmosphäre gedrückt; Nachts wird beim Abkühlen die Luft im Boden komprimiert und ein Teil davon wird vom Boden aus der Atmosphäre aufgenommen. Heute bedeutet der Begriff „Atmung“ die Freisetzung von CO2 durch den Boden. Die Methode zur Bestimmung der "Atmung" am Trofimov-Gerät wird im Folgenden beschrieben.[ ...]

Das thermische Regime der Böden wird unter dem Einfluss des atmosphärischen Klimas (Sonnenstrahlungsfluss, Feuchtigkeits- und Kontinentalitätsbedingungen usw.) sowie der Relief-, Vegetations- und Schneebedeckungsbedingungen gebildet. Der Hauptindikator für das thermische Regime des Bodens, der seinen thermischen Zustand charakterisiert, ist die Temperatur des Bodens.[ ...]

Im Sommer nimmt die Bodentemperatur mit zunehmender Tiefe allmählich ab. Im Gegensatz dazu ist in kalten und gemäßigten Klimazonen im Winter die Temperatur des Bodens in den oberen Horizonten niedriger als in den unteren.[ ...]

Starke Schwankungen der Bodentemperatur während der Desinfektion verringern auch den Wirkungsradius und die Toxizität des Arzneimittels, was dazu führt, dass die Verbrauchsraten erhöht werden müssen. Daher ist eine Bodendesinfektion mit Carbation gegen wärmeliebende pathogene Pilze bei niedrigen Temperaturen (unter 10-12°C) wenig erfolgversprechend.[ ...]

Einführende Erläuterungen. Luft- und Bodentemperatur großen Einflussüber das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen. Für einige von ihnen ist die höhere Temperatur des Bodens als die Luft ein beschleunigender Faktor für die Bewurzelung von Stecklingen und die Produktion von marktfähigen Produkten in kürzerer Zeit. Mit Tradescantia aus der Familie Kommelin lassen sich diese Arbeiten relativ einfach durchführen. Dies ist eine dekorative und sommergrüne, immergrüne, unprätentiöse Ampelpflanze für den Innenbereich mit herabhängenden Klettertrieben und einer Vielzahl von Blattfarben - von hellgrün bis gräulich und rosa, schlicht und bunt.[ ...]

Die elektrische Leitfähigkeit des Bodens hängt vom Feuchtigkeitsgehalt, der Salzkonzentration C, dem Luftgehalt P und der Bodentemperatur I ab. Bei gleichen Werten von V?, P, (spezifische elektrische Leitfähigkeit charakterisiert die Ionenaktivität des Bodens, die dazu dient als Maß für den Salzgehalt des Bodens C.[ ...]

Jahreszeitliche und tägliche Änderungen der Bodentemperatur mit zunehmender Tiefe werden weniger bemerkbar und auf einigen, unterschiedlich für verschiedene Böden und Klimazonen, Tiefen bleiben nahezu unverändert. In Mitteleuropa sind tages- und jahreszeitliche Temperaturänderungen selbst in nur 15 cm Tiefe bereits unbedeutend; tägliche Temperaturschwankungen in den heißesten Sommerperioden überschreiten hier nicht 6 °C und in einer Tiefe von 30 cm - 2 °C. Die Tiefe, in der tägliche Temperaturschwankungen unbedeutend sind, ist umso größer, je trockener das Klima der Gegend und der höher die Sonneneinstrahlung.[ ... ]

Messung: Die entnommene Bodenprobe wird zusammen mit dem Zylinder gewogen; die Masse der Probe wird durch die Differenz der Masse des Zylinders mit und ohne Erde bestimmt. Bestimmen Sie die Dichte seines Skeletts, wenn Sie das Volumen des Zylinders und die Bodenfeuchtigkeit kennen. Dann wird ein Thermoelement in die Probe eingeführt. Die Nähte des Bodens und der Zylinderabdeckung sind zur Dichtheit mit Nitrofarbe überzogen. Bei der Bestimmung der Temperaturleitfähigkeit von gefrorenem Boden wird der Zylinder mit Boden vorläufig in einem Ultrathermostat oder Kryostat auf einer bestimmten Temperatur gehalten. Der anfängliche Temperaturunterschied zwischen Boden und Wasser mit Eis im Thermostat muss mindestens 20 °C betragen.[ ...]

Tägliche und jährliche Schwankungen der Bodentemperatur aufgrund der Wärmeleitfähigkeit werden in seine tieferen Schichten übertragen. Die Bodenschicht, in der die täglichen und jährlichen Temperaturschwankungen beobachtet werden, wird als aktive Schicht bezeichnet.[ ...]

Der Einfluss von Hängen auf Strahlung und Bodentemperatur wurde von Grunow in Hohenpeissenberg (Bayern) detailliert analysiert. Abbildung 2.28 verdeutlicht die Unterschiede zwischen direkter und diffuser Einstrahlung an Hängen in Nord-Nordwest- und Süd-Südost-Ausrichtung mit einem Neigungswinkel von etwa 30°. Die Summen unterscheiden sich am meisten im Winter, wenn die Sonne niedrig steht; Der Nordhang erhält nur 30% der Strahlungsmenge, die der Südhang empfängt, und fast die gesamte Strahlung auf dem ersteren ist diffus. Die damit verbundenen Bodentemperaturunterschiede sind in den Abb. 1 und 2 dargestellt. 2,29 für Tagesmittelwerte und Mittelwerte um 14 Uhr. Der Unterschied der Bodentemperaturen (in einer Tiefe von 50-100 cm) erreicht im Winter und Sommer ein Minimum und in den Übergangszeiten ein Maximum. Im Winter isoliert die Schneedecke den Boden, was dazu führt, dass es fast keine Unterschiede zwischen den Pisten gibt. Die Hänge sind von November bis März (am Nordhang bis April) schneebedeckt und der Nordhang ist meist auch feuchter. Die Auswirkung der täglichen Erwärmung auf die obere Bodenschicht um 14:00 Uhr ist im Sommer deutlich ausgeprägt.[ ...]

Zur automatischen Regulierung der Bodentemperatur wird ein Temperaturregler PTR-02-03 verwendet. Das Sensorelement des Temperaturreglers ist ein Halbleiter-Thermowiderstand, der in der AC-Brückenschaltung enthalten ist. Skalengrundfehler bei Nennversorgungsspannung und -temperatur Umfeld±1°С nicht überschreitet.[ ...]

Zur Charakterisierung ihres Temperaturregimes wurden folgende Abstufungen der Summen der Bodentemperaturen über 1 °C in 20 cm Tiefe angenommen: subarktisch (0 - 400 °C); sehr kalt (400-800°С): kalt (800-1200°С), mäßig kalt (1200-1600°С); mäßig (1600 - 2100 ° C); mäßig warm (2100 - 2700 ° C); warm (2700 - 3400 ° C); sehr warm (3400 - 4400 ° C); subtropisch (4400-5600 °C)? subtropisch heiß (5600 - 7200 °С).[ ...]

Im Sommer ist das Temperaturregime von Waldsteppenböden durch folgende Merkmale gekennzeichnet. Die Erwärmung des Bodenprofils erfolgt langsam aufgrund der großen täglichen Schwankungen der Lufttemperatur sowie aufgrund des erheblichen nächtlichen Wärmeverlusts aus dem Boden als Folge der Strahlungskühlung der Oberflächenschicht des Bodens. Der Anstieg der Bodentemperatur in der oberen Meterschicht hält bis August an. Zu diesem Zeitpunkt dringen aktive Temperaturen (10 ° und mehr) bis zu einer Tiefe von 0,8 bis 1,2 m in den Boden ein, und in einer Tiefe von 2 bis 2,5 m erwärmt sich der Boden auf 5 °. Die Sommerperiode ist durch eine erhebliche tägliche Temperaturschwankung der oberen (Acker-)Bodenschicht gekennzeichnet, die Nachttemperaturen fallen jedoch nicht unter das physiologische Optimum und beeinträchtigen das Wachstum und die Entwicklung des Winterweizens nicht.[ ... ]

Infektionsquelle sind infizierte Samen und Böden, in denen sich Krankheitserreger gut entwickeln Pflanzenreste. Die Kombination aus niedriger Luftfeuchtigkeit (unter 50 %) und Bodentemperatur von 18-25 °C trägt zur intensiven Ausbreitung der Wurzelfäule bei Leguminosen bei. Eine Verstärkung der Krankheit wird mit zunehmender Tiefe der Saatgutablage sowie auf schwer verdichteten Böden beobachtet. Zu optimalen Aussaatterminen manifestiert sich die Krankheit weniger stark als zu späten. Bei starkem Krankheitsverlauf lichten sich die Ernten, wodurch der Erntemangel 30 % und mehr erreichen kann.[ ...]

Beachten Sie, dass sowohl die Entwicklungsschwelle als auch die Summe der effektiven Temperaturen für jede Art unterschiedlich sind. Erstens hängen sie von der historischen Anpassung der Art an die Lebensbedingungen ab. Also, Kleesamen ( gemäßigtes Klima) keimen bei Bodentemperaturen von 0 bis +1 °C, und für die Samen der Dattelpalme ist eine Vorerwärmung des Bodens auf +30 °C notwendig.[ ...]

Das System der thermischen Einheiten hat eine Reihe von Einschränkungen. Daher ist die Bodentemperatur ein genauerer Hinweis auf den Beginn des Wachstums als die Lufttemperatur. Die Ergebnisse können durch den Übergang von Tages- zu Nachttemperaturen, die Länge des Tages sowie die differenzierte Wirkung der Temperatur auf verschiedene Phasen des Pflanzenwachstums beeinflusst werden. Darüber hinaus hat eine Temperatur über dem Minimum möglicherweise keinen ausgeprägten Einfluss auf das Wachstum, kann jedoch innerhalb bestimmter Grenzen exponentiell wirken und viele physiologische Prozesse nahezu verdoppeln, wenn die Temperatur um jeweils 10 ° C steigt.[ ...]

Nach Berechnungen der Wirtschaftlichkeit der Bodendesinfektion mit Kohlenhydraten betrug das Nettoeinkommen aus der Veranstaltung beim Anbau von Setzlingen auf dieser Staatsfarm 319,25 Rubel. aus 100 Gewächshausrahmen. 1963 desinfizierte die Timiryazev State Farm den Boden mit Kohlenhydraten in 32 Brutstätten mit zwanzig Rahmen auf technischer Heizung (in denen Blumenkohl 1963 war es zu 40-100 % von Clubroot befallen, mit einem Krankheitsindex von 29-64 %). Das Medikament wurde am 3.-6. Oktober eingeführt, Bodentemperatur 8°, Luft 11-13°. TMTD wurde in vier Gewächshäusern eingeführt (Tabelle 4).[ ...]

Um eine Prognose zu erstellen, legen Sie zunächst das Datum des Übergangs der Bodentemperatur in einer Tiefe von 10 cm durch +1 ° C fest, fassen Sie dann die tägliche durchschnittliche tägliche Lufttemperatur zusammen und legen Sie die Daten für das Erreichen der Summe der Temperaturen von 500, 800 und fest 1000 °C, legen Sie die Daten der reichlichen (mindestens 10 mm) warmen (bei einer Temperatur nicht weniger als +12 °С) Regen fest. Das Datum eines solchen Niederschlags, der nach Erhalt der Temperatursumme von 500 ° C fiel, ist das Datum des Beginns der Entwicklung des Myzels von frühem 1-Fisch, 800 Jahre alt, 1000 (manchmal 1250) - spät . Fügen Sie dem Datum des Beginns der Entwicklung des Myzels die Entwicklungszeit der einen oder anderen Art hinzu. Als Ergebnis wird das Datum des Beginns der Massenfruchtbildung bestimmt.[ ...]

Die Einteilung in Faziesuntertypen erfolgt unter Berücksichtigung der Summe der aktiven Bodentemperaturen in 20 cm Tiefe und der Dauer der Periode negativer Bodentemperaturen in derselben Tiefe (in Monaten). Für die Nomenklaturbezeichnung von Fazies-Subtypen werden Begriffe verwendet, die sich auf ihr Temperaturregime beziehen: warm, mäßig, kalt, tiefgefroren usw.[ ...]

Charakteristische Merkmale des Temperaturregimes von grauen Waldböden und ausgelaugten Schwarzerden der Region Irkutsk, die sie von ähnlichen Böden in den westlich gelegenen Provinzen der Waldsteppenzone unterscheiden, sind: ein langer Zeitraum mit negativen Temperaturen im Boden ( 6-8 Monate), eine sehr bedeutende Gefriertiefe (1,5-2,5 m), geringe Dicke der aktiven Bodenschicht mit einer Temperatur von 10° und darüber (0,8-1,2 m), die niedrigsten Werte des Durchschnitts jährliche Bodentemperatur in einer Tiefe von 0,2 m (von 1,3 bis 3,7 °), eine signifikante Amplitude der Bodentemperatur (24-30 °) in einer Tiefe von 0,2 m (Kolesnichenko, 1965, 1969).[ ...]

Zur erfolgreichen Überwinterung von Winterweizen zentral hat eine Bodentemperatur in der Tiefe des Bestockungsknotens (3 cm). Wie die Ergebnisse der Feldversuche mit Zalarinka-Winterweizen in den Jahren 1992-1998 zeigen, fällt die Bodentemperatur in der Tiefe des Bestockungsknotens in durchschnittlichen Wintern in Bezug auf Schnee und Temperaturbedingungen nicht auf das für Winterweizen kritische Niveau (-18 , -20°) und Schäden an überwinternden Pflanzen teilweise unbedeutend.[ ...]

Quecksilber-Kröpfthermometer (Savinova) sind zur Messung der Bodentemperatur in Tiefen von 5, 10, 15, 20 cm im Bereich von -10 ° C bis + 50 ° C bestimmt. Thermometer werden in einem Satz von vier Teilen hergestellt, die sich in der Länge unterscheiden: 290, 350, 450 und 500 mm aufgrund von unterschiedliche Längen Subskalenteil. Der Teilungspreis beträgt 0,5°C. In der Nähe des Tanks ist das Thermometer in einem Winkel von 135° gebogen. Der Tank ist von der Skala mit einer wärmeisolierenden Hülle getönt, wodurch Sie die Temperatur in der Tiefe der Tankinstallation genauer messen können.[ ...]

Zur Charakterisierung des Temperaturregimes ist insbesondere die Dauer der Periode aktiver Temperaturen (>10 °C) im Boden in 20 cm Tiefe von Bedeutung. Höchstbetrag Wurzeln landwirtschaftlicher und vieler natürlicher Pflanzen. Die Summe der aktiven Bodentemperaturen in dieser Tiefe ist der Hauptindikator für die Bodenwärmeversorgung (Tabelle 41).[ ...]

Die Hauptindikatoren, die den Einfluss des Klimas auf die Bodenbildung charakterisieren, sind durchschnittliche Jahrestemperaturen Luft und Boden, die Summe der aktiven Temperaturen ist größer als 0; 5; 10 °С, jährliche Amplitude der Schwankungen der Boden- und Lufttemperatur, frostfreie Zeit, Strahlungsbilanz, Niederschlag (Monatsmittel, Jahresmittel, für Warm- und Kaltzeiten), Kontinentalitätsgrad, Verdunstung, Feuchtigkeitskoeffizient, Trockenheitsstrahlungsindex, usw. Zusätzlich zu den aufgeführten Indikatoren gibt es eine Reihe von Parametern, die Niederschlag und Windgeschwindigkeit charakterisieren, die die Manifestation von Wasser- und Winderosion bestimmen.[ ...]

Unter den Faktoren Außenumgebung Für Pflanzen in der Winterruhe sind Lufttemperatur und Schneehöhe von größter Bedeutung, da ihr Verhältnis die Bodentemperatur in der Tiefe des Bestockungsknotens (3 cm) bestimmt - ein direkter Indikator für die Überwinterungsbedingungen von Pflanzen. Es wurde festgestellt, dass die Widerstandsfähigkeit von Winterweizen gegenüber niedrigen Temperaturen im Winter vom Zustand (Entwicklung) der Pflanzen, dem Grad ihrer Verhärtung im Herbst, den Eigenschaften der Sorte und den Bedingungen der mineralischen Ernährung abhängt (Tumanov, 1970; Kuperman , 1969; Schulgin, 1967). Nach den Studien von I. M. Petunin (Shulgin, 1967) können bei guter Verhärtung nicht überwachsene Pflanzen in der Bestockungsphase zu Beginn des Winters bis zu -15 ° in der Tiefe des Bestockungsknotens und in der Mitte standhalten im Winter bis zu -20 ° (manchmal sogar niedriger). In der zweiten Winterhälfte nimmt die Widerstandsfähigkeit der Winterkulturen gegen Frost ab und nähert sich allmählich der anfänglichen (Herbst-) Widerstandsfähigkeit. Wie die Studien von AI Shulgin (1955) im Altai-Territorium (Barnaul) zeigen, beträgt die kritische Bodentemperatur in der Tiefe des Bestockungsknotens für Winterweizen -16, -18°. Wenn die Bodentemperatur auf einen kritischen Wert und darunter fällt, wird der Bestockungsknoten beschädigt und die Pflanzen sterben an Frost. Eine normale Überwinterung des Winterweizens erfolgt, wenn die Bodentemperatur in der Tiefe des Bestockungsknotens auf -16° fällt. Bei Temperaturen unter -16° werden ungünstige Bedingungen für den Überwinterungstag geschaffen und bei weiter sinkender Bodentemperatur wird der Bestockungsknoten geschädigt und Winterweizen stirbt durch Erfrieren ab.[ ...]

Das Elektrothermometer AM-29 (Seriengerät) arbeitet nach dem Brückenprinzip. Es besteht aus einer Einheit zur Messung der Bodentemperatur in der Oberflächenschicht und in der Tiefe.[ ...]

Der Wärmebedarf des Objekts nach dieser Methode wird durch das Verhältnis von Entwicklungsdauer zu ausgedrückt Durchschnittstemperaturüber diese Zeit. Mit Entwicklungsdauer ist hier nicht nur die Zeit des Durchgangs einer Phase gemeint, sondern auch die Zeitspanne zwischen dem erwarteten Entwicklungszeitpunkt und jedem dem erwarteten vorausgehenden phänologischen Phänomen. Diese Periode wird als Zwischenphasenperiode oder Periode bezeichnet. Der Beginn einer Periode sollte in der Natur leicht zu bestimmen sein, und deshalb wird dafür ein solches Phänomen ausgewählt, das leicht zu bemerken oder zu bestimmen ist. Beispielsweise ist es bei der Bestimmung des Fluges der überwinterten Generation der Winterraupe zweckmäßig, das Datum des Übergangs der Bodentemperatur in der Überwinterungstiefe der Raupen um 10 °C als Beginn zu berücksichtigen. Zur Bestimmung des Flugbeginns der 2. Generation des Apfelwicklers wird ein Zeitraum genommen, der ab dem Zeitpunkt des Fluges der 1. Generation beginnt. Nach dieser Methode ist das Ende der Periode immer der Moment der Entwicklung, der vorhergesagt werden soll, und der Beginn ist ein willkürlich gewähltes Phänomen, das nicht einmal direkt mit diesem Objekt zusammenhängt. So ist es möglich, einen Zusammenhang zwischen der Blüte eines Löwenzahns und dem Flug einer Frühlingskohlfliege herzustellen und die Blüte eines Löwenzahns als Beginn einer Periode zu betrachten.[ ...]

In der ersten Erfahrung hatte Kohlenhydrate eine signifikante heilende Wirkung; in der zweiten war der Effekt kleiner (Tabelle 2). Die erhöhte Bodentemperatur am Tag der Anwendung des Präparates (zweiter Versuch) trug zweifellos zu einer intensiveren Entwicklung der Kohlhernie bei, was an der Kontrolle zu erkennen ist. Dadurch und möglicherweise auch durch den größeren Verlust des gasförmigen aktiven Anteils des Arzneimittels nahm die Wirksamkeit der Kohlenhydrate im zweiten Experiment ab. Die geringere Wirksamkeit der Bodendesinfektion in späteren Frühlingsperioden wurde bei einer Reihe anderer Experimente festgestellt.[ ...]

Zum Wintersaison den Zeitpunkt des Saisonbeginns berücksichtigen [tatsächliches Datum, Abweichung von den durchschnittlichen Bedingungen (+) in Tagen]; die minimale Bodentemperatur in der Tiefe des Bestockungsknotens von Winterkulturen nach Jahrzehnten; Datum der Bildung und des Verschwindens einer stabilen Schneedecke; durchschnittliche Höhe der Schneedecke pro Dekade; Verteilung der Schneedecke über das Gebiet (gleichmäßig, uneben); Gefriertiefe des Bodens (Durchschnitt für ein Jahrzehnt); das Vorhandensein einer Eiskruste, ihre Dicke und Dauer des Auftretens (in Tagen); die Anzahl der Tage mit besonderen Ereignissen pro Jahrzehnt - starke Schneefälle, nasser Schnee, auftauen, Eis, starker Wind.[ ...]

Die Masse von 1000 Körnern beträgt 0,12 ... 0,2 g Auf einer Pflanze werden bis zu 16.000 Samen gebildet. Die Lebensfähigkeit im Boden beträgt bis zu 5 Jahre. Samen können nach der Reifung keimen. Optimale Keimbedingungen auf der Erdoberfläche werden durch regelmäßiges Befeuchten geschaffen. Wenn Samen tiefer als 5 cm gepflanzt werden, erscheinen keine Sämlinge. Im Frühjahr keimt der Ginster bei einer Bodentemperatur von über 5°C. Nichteinhaltung von Fruchtfolgen, Nachsaat von Winterfrüchten, Verstöße bei der Bodenbearbeitung, zeitweiliger Wasserstau führen zu massiven Ernteverstopfungen.[ ...]

Die Prozesse des Austauschs von Bodenluft mit atmosphärischer Luft werden als Belüftung oder Gasaustausch bezeichnet. Der Gasaustausch erfolgt über ein System luftführender Poren im Boden, die untereinander und mit der Atmosphäre kommunizieren. Der Gasaustausch wird durch mehrere Faktoren verursacht: Diffusion, Änderungen der Bodentemperatur und des Luftdrucks, Änderungen der Feuchtigkeitsmenge im Boden unter Niederschlagsdruck, Bewässerung, Verdunstung, Windeinfluss, Änderungen des Grundwasserspiegels oder des Stauwassers. [ ...]

Allerdings im harten Winter 1995/96, wenn die Felder in der ersten Hälfte Winterzeit wurden leicht beschneit (Schneehöhe 7-15 cm) und errichtet sehr kalt, fiel die Bodentemperatur in der Tiefe des Bestockungsknotens unter die kritische Temperatur, was zu Schäden und zum Tod von Versuchspflanzen durch Gefrieren führte.[ ...]

Die Schneegewinnung ist eine radikale Methode zur Regulierung des thermischen Regimes während der kalten Periode. Die Schneerückhaltung ist auch ein wichtiges Mittel, um Feuchtigkeit im Boden anzusammeln. Es ist in trockenen und kontinentalen Regionen des Landes weit verbreitet - im Süden und Südosten des europäischen Teils der UdSSR, in Westsibirien, Nordkasachstan und andere Regionen, in denen die Schneedecke normalerweise gering ist und strenge Fröste mit geringer Schneedecke Winterkulturen, mehrjährige Gräser, Obstkulturen. Bei geringer Schneebedeckung kann die Bodentemperatur in der Tiefe des Winterbestockungsknotens (ca. 3 cm) kritische Werte erreichen und zu Schäden oder zum Absterben von Pflanzen führen.[ ...]

Auf der Nordhalbkugel sind die Südhänge stärker besonnt. Zum Beispiel zeigten Beobachtungen von V. R. Volobuev (1963) im Botanischen Garten von Batumi, dass der Unterschied in der Bodentemperatur an den Hängen der Süd- und Nordexposition im Oktober 8 °C betrug.[ ...]

Aufgrund des Wärmemangels im Norden ist der fruchtbarste sowohl für landwirtschaftliche Pflanzen als auch für Baumarten sind oft nicht die aschereichsten schweren Böden, sondern die wärmsten sandigen Lehme oder leichten Lehme. Hier reduzieren Bäume auf schweren Böden oft die Energie ihres Wachstums, auch weil ihr Wurzelsystem aufgrund der niedrigen Bodentemperatur dem Stamm nicht die erforderliche Wassermenge zur Transpiration zuführen kann.[ ...]

Die Anzahl der Fichtensämlinge, die mit Wurzeln entnommen wurden, um die lufttrockene Masse auf dem stark schattierten Teil zu bestimmen, wurde 4 und auf dem leicht schattierten Teil 17 genommen. Aber Tursky und Nikolsky wollten den Grad der lichtliebenden Kiefer und Fichte nicht quantitativ ausdrücken. Die Aufgabe ihres Experiments lag auf einer anderen Ebene: Sie testeten einfach die Machbarkeit einer seit langem bewährten praktischen Methode, die Firste der Gärtnerei mit Schilden zu beschatten, und die Erfahrungen auf dem Weg zeigten, dass Kiefer photophiler ist als Fichte und daher verschlechtert den Wuchs bei starker Beschattung mehr als Fichte.[ ...]

Brutstätten mit technischer Heizung, in denen Sämlinge der späten Sorte Moskovskaya angebaut wurden, wurden nicht rechtzeitig vom Heizsystem getrennt (aufgrund von in separaten Gewächshäusern ausgesäten Gurken). Infolgedessen stieg die Bodentemperatur Ende April - Anfang Mai auf 20 ° und mehr. Ähnliche Verletzung Die landwirtschaftliche Technologie hat zweifellos die Intensivierung der Krankheit beeinflusst: Von 17 Gewächshäusern in 8 waren bis zu 15% der Sämlinge vom schwarzen Bein betroffen, in 6 - bis zu 30% und in 3 - bis zu 36%. Leider gab es bei diesem Versuch keine Kontrollgewächshäuser.[ ...]

Es besteht jedoch die Gefahr der Beschädigung und des Absterbens von Winterweizen im zeitigen Frühjahr, beim Verlassen der Überwinterung, wenn die Pflanzen bei der Rückkehr des kalten Wetters geschwächt sind und ihre Verhärtung weitgehend verloren haben, starken langfristigen Absenkungen der Bodentemperatur nicht standhalten (bis zu - 7, -10 °) in der Zone des Bestockungsknotens .[ ...]

Die komplexe Struktur von Lebensgemeinschaften hängt vom Wechsel bestimmter Umweltbedingungen, menschlicher Einflüsse und den Wachstumseigenschaften der Pflanzen selbst ab. Aber auch in monoviden Cenosen kommt die Heterogenität der Vegetationsdecke aufgrund der Heterogenität des Reliefs und der lithogenen Basis zum Ausdruck. Da Böden ein Spiegel des Landschaftszustandes sind, haben wir zunächst eine vergleichende Untersuchung der Bodentemperatur in der Zone des aktivsten Ablaufs von Stoffwechselprozessen (30 cm Bodenschicht) und der Temperatur der Oberflächenluft durchgeführt Schicht mit einem Psychrometer in 1,0 m Höhe gleichzeitig in Bereichen mit unterschiedlicher CTP. Als Ergebnis der Untersuchung (100 Messungen pro Parzelle pro Saison) wurden statistisch signifikante Unterschiede in der Bodentemperatur in Parzellen mit erhöhter und erniedrigter CFT während des Beobachtungszeitraums (Juli - September 2004) festgestellt. Die erhaltenen Ergebnisse lassen eine vorläufige Schlussfolgerung zu, dass in Gebieten mit erhöhtem konvektiven Wärmefluss die Bodentemperatur in der untersuchten Tiefe höher ist. Die Unterschiede betragen 1-1,5°C, was natürlich viele Aspekte der Funktionsweise von Waldbiogeozänosen beeinflussen sollte.

Vortrag 4

BODENTEMPERATUR

Strahlungsenergie in der aktiven Schicht wird in Wärme umgewandelt. Bei einer positiven Strahlungsbilanz (tagsüber, Sommer) wird ein Teil dieser Wärme für die Erwärmung der aktiven Schicht, ein Teil für die Erwärmung der Oberflächenluft und der Pflanzen und ein Teil für die Verdunstung von Wasser aus dem Boden und den Pflanzen aufgewendet. Bei negativer Strahlungsbilanz (nachts, im Winter) werden die mit der effektiven Strahlung der aktiven Fläche verbundenen Heizkosten durch den Wärmeeintrag aus der aktiven Schicht kompensiert, aus der Luft wird dabei ein Teil der Wärme abgegeben Kondensation (Sublimation) von Wasserdampf auf der aktiven Oberfläche. Diese Energiezufuhr und -abgabe an der aktiven Fläche wird durch die Wärmebilanzgleichung ausgedrückt:

B=A+P+LE

wobei B die Strahlungsbilanz der aktiven Oberfläche ist; A ist der Wärmefluss zwischen der aktiven Oberfläche und den darunter liegenden Schichten; P ist der Wärmefluss zwischen der Oberfläche und der Bodenluftschicht; LE - Wärmestrom im Zusammenhang mit Phasenumwandlungen von Wasser (Verdunstung - Kondensation).

Andere Komponenten der Wärmebilanz der Erdoberfläche (Wärmeströme aus Windenergie, Gezeiten, Niederschlag, Energieverbrauch für Photosynthese etc.) sind viel kleiner als die zuvor genannten Bilanzglieder und können daher vernachlässigt werden.

Die Bedeutung der Gleichung besteht darin, die Strahlungsbilanz der Erdoberfläche mit strahlungsloser Wärmeübertragung auszugleichen.

Tägliche und jährliche Schwankungen der Bodenoberflächentemperatur

Die Tatsache, dass die Wärmebilanz der Erdoberfläche Null ist, bedeutet nicht, dass sich die Oberflächentemperatur nicht ändert. Wenn die Wärmeübertragung nach unten gerichtet ist (+A), dann verbleibt ein erheblicher Teil der von oben an die Oberfläche kommenden Wärme in der aktiven Schicht. Auch die Temperatur dieser Schicht und damit der aktiven Fläche steigt an. Andererseits, wenn Wärme übertragen wird Erdoberfläche von unten nach oben (-A) tritt Wärme hauptsächlich aus der aktiven Schicht aus der Atmosphäre aus, wodurch die Oberflächentemperatur sinkt.

Tagesmäßige Erwärmung und nächtliche Abkühlung der Bodenoberfläche verursachen tägliche Schwankungen ihrer Temperatur. Der tägliche Temperaturverlauf hat in der Regel ein Maximum und ein Minimum. Die Mindesttemperatur der Bodenoberfläche bei klarem Wetter wird vor Sonnenaufgang beobachtet, wenn die Strahlungsbilanz noch negativ ist und der Wärmeaustausch zwischen Luft und Boden vernachlässigbar ist. Mit dem Aufgang der Sonne steigt mit zunehmender Strahlungsbilanz die Temperatur der Bodenoberfläche. Die maximale Temperatur wird gegen 13:00 Uhr beobachtet, dann beginnt die Temperatur zu sinken.

An manchen Tagen wird der angezeigte Tagesverlauf der Bodentemperatur durch Wolken, Niederschläge und andere Faktoren gestört. In diesem Fall können Maximum und Minimum auf einen anderen Zeitpunkt verschoben werden.

Die Differenz zwischen Maximum und Minimum bei einem Tages- oder Jahresverlauf wird genannt Amplitude des Temperaturverlaufs.

Über die Amplitude der täglichen Schwankungen der Bodenoberflächentemperatur von folgenden Faktoren beeinflusst:

Saison : im Sommer ist die Amplitude am größten, im Winter - am kleinsten;

geografische Breite : Die Amplitude bezieht sich auf die Mittagshöhe der Sonne, die in Richtung vom Pol zum Äquator zunimmt, daher ist in den Polarregionen die Amplitude unbedeutend und in tropischen Wüsten, wo zusätzlich die effektive Strahlung ist hoch, es erreicht 50 ... 60 0С;

Terrain : im Vergleich zur Ebene erwärmen sich die südlichen Hänge stärker, die nördlichen schwächer und die westlichen etwas stärker als die östlichen, dementsprechend ändert sich auch die Amplitude;

Vegetation und Schneedecke : Die Amplitude des Tageszyklus unter diesen Abdeckungen ist geringer als ohne sie, da sie die Erwärmung und Abkühlung der Bodenoberfläche verringern;

Bodenfarbe : Die Amplitude der täglichen Temperaturänderung der Oberfläche dunkler Böden ist größer als die heller Böden, da die Absorption und Emission von Strahlung in ersteren größer ist als in letzteren;

Zustand der Oberfläche : lockere Böden haben eine größere Amplitude als dichte; in dichten Böden breitet sich die absorbierte Wärme tiefer aus und in lockeren Böden verbleibt sie in der oberen Schicht, sodass sich letztere stärker erwärmen;

Bodenfeuchtigkeit : auf der Oberfläche nasser Böden ist die Amplitude geringer als auf der Oberfläche trockener; in feuchten Böden breitet sich die aufgenommene Wärme wie in dichten Böden tiefer aus und ein Teil der Wärme wird für die Verdunstung aufgewendet, wodurch sie sich weniger erwärmen als trockene;

Trübung : Bei bewölktem Wetter ist die Amplitude viel geringer als bei klarem Wetter, da die Bewölkung die Tageserwärmung und die Nachtkühlung der aktiven Oberfläche verringert.

Jahreskurs Die Bodenoberflächentemperatur wird durch den unterschiedlichen Einfall der Sonneneinstrahlung im Jahresverlauf bestimmt.

Die niedrigsten Temperaturen an der Bodenoberfläche werden normalerweise im Januar - Februar beobachtet, die höchsten - im Juli oder August.

Die Amplitude der jährlichen Schwankung der Bodenoberflächentemperatur wird von den gleichen Faktoren beeinflusst wie die Amplitude der täglichen Schwankung, mit Ausnahme vonBreitengrad des Ortes. Die Amplitude der Jahresschwankung nimmt im Gegensatz zur Tagesschwankung mit dem Breitengrad zu.

Thermophysikalische Eigenschaften des Bodens

Zwischen der Bodenoberfläche und den darunter liegenden Schichten findet ein kontinuierlicher Wärmeaustausch statt. Die Übertragung von Wärme an den Boden erfolgt hauptsächlich aufgrund der molekularen Wärmeleitfähigkeit.

Erwärmung und Abkühlung des Bodens hängen hauptsächlich von seinen thermophysikalischen Eigenschaften ab: Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit.

Wärmekapazität ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Bodentemperatur um 1 °C zu erhöhen. Unterscheiden Sie zwischen spezifischer und volumetrischer Wärmekapazität.

Spezifische Wärme (AUS Oud ) ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 kg Erde um 1 °C zu erwärmen.

Volumetrische Wärmekapazität (AUS um ) ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 m3 Boden um 1 °C zu erwärmen.

Die Fähigkeit des Bodens, Wärme von Schicht zu Schicht zu übertragen, wird als Boden bezeichnetWärmeleitfähigkeit .

Ein Maß für die Wärmeleitfähigkeit des Bodens ist der Wärmeleitkoeffizient, die numerisch gleich der Wärmemenge J ist, die in 1 s durch den Boden einer Bodensäule mit einem Querschnitt von 1 m² und einer Höhe von 1 m strömt.

Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Bodens hängt hauptsächlich vom Verhältnis des darin enthaltenen Inhalts abLuft und Wasser .

Auch die thermophysikalischen Eigenschaften des Bodens hängen davon abDichte . Mit abnehmender Dichte nehmen die Wärmekapazität und die Wärmeleitfähigkeit trockener Böden ab. Daher sind gelockerte Böden in der Ackerschicht tagsüber wärmer als dichte und nachts kälter. Außerdem hat lockerer Boden eine größere spezifische Oberfläche als dichter Boden, absorbiert daher tagsüber mehr Strahlung und strahlt nachts stärker Wärme ab.

Messung von Temperatur und Gefriertiefe des Bodens

Zur Messung der Bodentemperatur werden Flüssigkeiten (Quecksilber, Alkohol, Toluol), Thermoelektrika, Widerstandselektrothermometer und Verformungsthermometer verwendet.

dringend Thermometer TM-3, Quecksilber, wird verwendet, um die Temperatur der Bodenoberfläche in zu messen dieser Moment(Begriff).

Maximum-Thermometer TM-1, Quecksilber, dient zur Messung der höchsten Oberflächentemperatur zwischen den Beobachtungen.

Das Maximum-Thermometer unterscheidet sich vom dringenden dadurch, dass ein dünner Stift, der in den Boden des Tanks gelötet ist, direkt in der Nähe des Tanks in den Kapillarkanal eintritt. Infolgedessen bricht Quecksilber an der Verengungsstelle und somit wird der maximale Temperaturwert für einen bestimmten Zeitraum aufgezeichnet.

Minimum-Thermometer TM-2, Alkohol, wird verwendet, um die niedrigste Temperatur der Bodenoberfläche für den Zeitraum zwischen den Beobachtungszeiträumen zu messen. Ein Merkmal der Vorrichtung dieses Thermometers ist, dass ein kleiner Stift aus dunklem Glas in die Kapillare eingesetzt wird. Bei sinkender Temperatur bewegt sich der Oberflächenfilm des Meniskus in Richtung Tank und bewegt den Stift dahinter. Bei steigender Temperatur fließt der sich ausdehnende Alkohol ungehindert um den Stift herum. Letzterer bleibt an Ort und Stelle und zeigt zwischen den Beobachtungsperioden am vom Stausee entfernten Ende die Mindesttemperatur an.

Ellenbogenthermometer (Savinova) TM-5, Quecksilber, zur Messung der Bodentemperatur während der Warmzeit in Tiefen von 5, 10, 15 und 20 cm.

Sondenthermometer AM-6, Toluol, wird für Feldmessungen der Bodentemperatur in Tiefen von 3...40 cm verwendet.

Transistor-Elektrothermometer TET-2 wird verwendet, um die Temperatur der Ackerschicht während der warmen Periode zu messen. Sie können auch die Temperatur in den Haufen von Hackfrüchten, Kartoffeln, in der Getreidemasse in den Kerben messen.

Stock des Agronomen PITT-1 wurde entwickelt, um die Temperatur des Oberbodens und die Pflugtiefe zu messen. Sein Funktionsprinzip basiert auf der Messung des ohmschen Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur.

Extraktionsthermometer TPV-50, Quecksilber, sind für die ganzjährige Messung der Bodentemperatur in Tiefen von 20 bis 320 cm ausgelegt. Sie können auch auf landwirtschaftlichen Betrieben verwendet werden, um die Temperatur in Halden, Silos usw. zu messen.

In letzter Zeit wurden Methoden zur berührungslosen Bestimmung der Temperatur der Bodenoberfläche von Satelliten, Flugzeugen und Hubschraubern entwickelt, die es ermöglichen, gemittelte Temperaturwerte für signifikante Bereiche der Erdoberfläche zu erhalten.

Permafrost-Meter AM-21 wird verwendet, um die Gefriertiefe des Bodens zu messen. Dieses Gerät besteht aus einem Ebonitrohr, auf dessen Oberseite Zentimetereinteilungen angebracht sind, um die Höhe der Schneedecke zu bestimmen. In dieses Rohr wird ein mit destilliertem Wasser gefüllter Gummischlauch mit Unterteilungen von 1 cm eingebracht.

Die Temperatur gemäß der Internationalen Praktischen Skala wird in Grad Celsius (°C) gemessen. Ein Grad auf dieser Skala ist 1/100 des Intervalls zwischen dem Schmelzpunkt von Eis (0°C) und dem Siedepunkt von Wasser (100°C).

Bedeutung der Bodentemperatur für Pflanzen

Einer von Kritische Faktoren Das Leben einer Pflanze ist die Bodentemperatur. Die Keimung der Samen, die Entwicklung des Wurzelsystems, die Vitalaktivität der Bodenmikroflora, die Aufnahme von mineralischen Nahrungsprodukten durch die Wurzeln usw. hängen in hohem Maße von der Bodentemperatur ab. Mit steigender Bodentemperatur werden all diese Prozesse aktiviert. Eine signifikante Abnahme der Bodentemperatur führt zum Absterben von Winterkulturen, mehrjährigen Gräsern und Obstbäumen.

Samen der meisten landwirtschaftlichen Nutzpflanzen in der mittleren Zone keimen bei einer Temperatur von 3...5 °C, während Samen wie Reis, Baumwolle usw. viel höhere Temperaturen benötigen - 13...15 °C.

Mit einer Erhöhung der Bodentemperatur auf das Optimum erhöht sich die Keimungsrate der Samen, was zu einer Verkürzung der Zeitdauer von der Aussaat bis zur Keimung führt.

Das Temperaturregime des Bodens beeinflusst direkt die Wachstumsrate des Wurzelsystems. Bei niedrigen und erhöhte Temperaturen Wachstumsraten verschlechtern sich.

Nach der Keimung verliert die Bodentemperatur für Pflanzen nicht an Bedeutung. Sie wachsen und entwickeln sich besser, wenn sich ihre Wurzeln in einer Umgebung mit etwas niedrigerer (um 5 ... 10 ° C) Temperatur befinden als oberirdische Organe.

Die Bodentemperatur hat einen großen Einfluss auf die Lebenstätigkeit von Mikroorganismen und damit auf die Versorgung der Pflanzen mit mineralischen Nährstoffen, die Abbaugeschwindigkeit organischer Stoffe, die Huminstoffsynthese usw.

Das Temperaturregime bestimmt die Anreicherung mobiler Nährstoffe im Boden. Durch die Beeinflussung der Bewegungsgeschwindigkeit von Wasser und löslichen Salzen beeinflusst die Temperatur die Geschwindigkeit des Nährstoffeintrags in Pflanzen aus dem Boden und ausgebrachten Düngemitteln. Wann nicht hohe Temperaturen ah (8 ... 10 ° C) verringert sich beispielsweise der Eintrag in die Wurzeln und die Bewegung von den Wurzeln zu den oberirdischen Organen von Stickstoff, sein Verbrauch zur Bildung organischer Stickstoffverbindungen wird geschwächt. Mit mehr niedrige Temperaturen(5 ... 6 ° C und darunter) nimmt die Aufnahme von Stickstoff und Phosphor durch die Wurzeln stark ab. Gleichzeitig nimmt auch die Aufnahme von Kalium ab.

Auch die Ausbreitung und Schädlichkeit von Krankheiten und Schädlingen landwirtschaftlicher Pflanzen stehen in engem Zusammenhang mit dem Temperaturregime des Bodens. Bei einer Reihe von wärmeliebenden Kulturen (Mais, Baumwolle) treten Keimlingskrankheiten und Schimmelpilzschäden an Samen bei niedrigen Temperaturen (während kalter Quellen) auf, wenn die thermischen Bedingungen für Pflanzen ungünstig sind.

Pflanzenschädlinge, deren Larven sich im Boden befinden, können je nach Temperatur mehr oder weniger Schaden anrichten.