Температура почвы температура воздуха. Подводим итоги Сентябрьского стоп-кадра в 2020/2020 учебном году

Температура почвы температура воздуха. Подводим итоги Сентябрьского стоп-кадра в 2020/2020 учебном году

Уважаемые коллеги!

В измерении температуры почвы приняли участие Петрозаводск и Санкт-Петербург, Москва и Ижевск, республика Татарстан, Ростовская область и Астраханская область.

Из участников с высокой температурой воздуха в день стоп-кадра начнём анализ с анкеты Черки-Гришинской школы. При температуре воздуха 26°С поверхность воздуха прогрелась до 29°С. При этом, когда они измерили температуру воздуха на глубине 10 см, перепад оказался достаточно значительным – 18°С. На глубине 20 см уже всего 14°С.

У группы Лазорики из станицы Мелиховская исходные данные вроде бы похожи. Высокая температура воздуха – 30°С, температура поверхности почвы – 31°С. А вот дальше начинаются странности: на глубине 10 см – 31°С, а на глубине 20 см – 30°С. Вроде бы интуитивно понятно, что почва прогревается медленно и под слоем земли холоднее, чем на поверхности земли. Человек пользовался этим свойством, выкапывая погреба. Мне кажется, что в этом случае стоило бы уточнить, насколько точно группа Лазорики соблюдала протокол исследования.

А вот из результатов участников из пгт. Красные Баррикады можно понять одну из причин, возникающих при измерении погрешностей. Посмотрите на фотографию, которую они разместили в анкете.

При измерении только часть «щупа» датчика погружена в почву, можно предположить, что участники не проделали предварительно углубление в почве, как требует протокол проекта, а попытались воткнуть датчик прямо в почву. При этом возникает сопротивление, так что кажется, что дальше втыкать нельзя, чтобы не сломать датчик. Однако у таких датчиков температуры есть одно неожиданное свойство – измерителем служит вся длина датчика. Поэтому половина датчика измеряет реальную температуру почвы на нужной глубине, а половина датчика находится в условиях тёплого наружного воздуха. В результате возникает сильное искажение результата измерения.

Такую же картину можно видеть и у других участников проекта, работавших с цифровыми датчиками температуры.

Меня очень заинтересовали. Это единственная анкета, в которой отмечено, что чем глубже, тем температура почвы выше, хотя разница небольшая. Впрочем и температура воздуха в Петербурге ниже, чем у большинства остальных участников. Вывод, который сделал учащийся с ником alice30701, совпадает с выводами, которые делали мои собственные учащиеся в стоп-кадрах прошлого года. Осенью почва быстрее остывает с поверхности, а на глубине ещё хранит тепло. Весной, наоборот, чем глубже, тем холоднее, потому что почва постепенно прогревается, начиная с поверхности. (Об этом можно прочесть в статье ниже, посвящённой анализу мартовского стоп-кадра прошлого учебного года).

Температура почвы летом. Температура почвы

Экологическое значение теплового режима почвы очень вели­ко . От температуры почвы зависят ход процессов почвообразова­ния, поступление воды в корневую систему растения, минеральное питание, рост и дыхание корней, деятельность микробов почвы, передвижение воды и т. д.

Температура почвы прежде всего зависит от тех же факто­ров, которые определяют и температуру воздуха, то есть в первую очередь от географического положения и высоты места над уров­нем моря, экспозиции. На температуру почвы в значительной мере влияют также и свойства самой почвы: механический со­став, физические свойства, влажность, а также качество обра­ботки (состояние поверхности), растительность на ней и т. д.

Глинистые почвы во влажном климате в течение лета холод­нее почв с легким механическим составом, зимой же песчаные почвы промерзают сильнее, чем более связные. Почва во влажном состоянии летом холоднее, чем в сухом. Структурные поч­вы, облегчая проникновение наружного воздуха, скорее прогре­ваются весной, чем бесструктурные.

Как правило, почва в корнеобитаемом слое холоднее призем­ного слоя воздуха . Сильное нагревание днем и охлаждение ночью испытывает только поверхностный слой почвы. Чем глубже, тем температура почвы ровнее. Суточные и годовые колебания тем­пературы почвы с глубиной сглаживаются, а на некоторых глу­бинах эти колебания прекращаются. На глубине 80—100 см на­чинается слой постоянной суточной температуры.

Температурный режим почвы для большинства районов ви­ноградарства России можно признать благоприятным для сохранности корневой системы в том случае, если в холод­ные и бесснежные зимы температура почвы на глубине 35—45 см (ниже которой у виноградных кустов в большинстве случаев располагаются основные ответвления корней) не снижается бо­лее—5—6°

Особенно важно знать температуру почвы на различных глу­бинах в течение периода покоя , так как продолжительные моро­зы с большим понижением температуры оголенной поверхности почвы — без снегового покрова («черные морозы») — могут вы­звать значительное повреждение корневой системы виноградного куста.

Понижение температуры почвы зимой может перейти за пределы устойчивости корневой системы. Естественно, что в та­кие годы особенно сильно будут страдать молодые насаждения, виноградные кусты которых не сформировали еще хорошо одре­весневших, более устойчивых корней.

В районах укрывного виноградарства несомненный интерес представляет зимний ход температурного режима внутри земля­ных холмиков, непосредственно у побегов куста. По данным «Магарач» (Л. В. Иванов) этот режим (в условиях ровной местности, легко сугли­нистых, обыкновенных черноземов) характеризуется следующим: поздней осенью и ранней весной, в периоды с положительными температурами воздуха, температуры внутри холмика и снаружи почти совпадают. Лишь перед открытием кустов, а также во вре­мя оттепелей температура внутри холмиков ниже, что связано с быстрым нарастанием тепла внешнего воздуха весной.

В морозные периоды температура внутри холмика с толщи­ной земляного покрытия около 10 см превышает температуру воздуха обычно на 4—6°. За весь период наблюдений абсолют­ный минимум температуры в холмике только один раз доходил до —12,8°, тогда как в предыдущие двое суток абсо­лютная минимальная температура воздуха составляла —23 и — 22,8°. Таким образом, тщательное укрытие многолетних и плодо­носящих частей куста слоем земли достаточной толщины хорошо предохраняет их от вымерзания.

Знание температуры почвы в течение периода покоя и зависимости ее промерзания от условий (характера обработки и влажности почвы, толщины снегового покрова и т. п.) позволит правильно проектировать глубину посадки и определить зону наилучшего развития корневой системы куста.

При отсутствии данных по температуре почвы можно пользоваться показателями температуры воздуха за определенный промежуток времени, что указывает и на вероятные показания температуры почвы. Для этой цели необходимо вносить, поправки на замедление передачи температуры поверхностных слоев почв в более глубокие гори­зонты и повышение температуры с глубиной.

В укрывных районах очень важно также постоянство зимы — повторяемость оттепелей и похолоданий . Избыточная влажность почвы во время зимних оттепелей является основным фактором гибели почек в течение периода покоя.

Соотношение температуры воздуха и почвы. Все о температуре почвы

Разные культуры можно высаживать дедовским способом: в одно и то же время каждый год. Однако климат меняется, соответственно, и температура почвы становится другой. Каждому растению для развития требуются свои условия, и первое на что надо обращать внимание – это состояние почвы.

В нашей статье объясним подробно, когда семя готово прорасти в земле и как узнать, что пора заняться посадкой; что понадобится для измерения температуры почвы и как быть, если нет нужных приборов под рукой; по каким народным приметам можно ориентироваться, что пришло время высаживать растения.

Тепловые характеристики почвы

Температура почвы очень важна для посадки, поскольку от этого показателя зависит поступление влаги и минерального питания к корням, рост и дыхание растения. Зимой культуры не высаживают именно потому, что в мороз перестают происходить процессы почвообразования. В прогретой до определенного показателя почвенной среде вновь начинается передвижение воды, возобновляют свою деятельность микробы и так далее. На температуру почвы влияют географическое положение местности и высота над уровнем моря, также имеют значение и свойства самого грунта: его механический состав, состояние влажности, другие свойства.

Глинистая почва при влажном климате летом будет не такой теплой, как почва с легким механическим составом, а вот в зимний период песчаная земля промерзнет сильнее, нежели более связные почвы. Увлажненная земля летом холоднее, чем сухая. Структурный грунт за счет лучшего воздухообмена быстрее прогреется весной, чем бесструктурный. Температура наружного слоя земли всегда более высокая по сравнению с корнеобитаемым слоем.

Изменение температуры почвы с глубиной. Тепловой режим почв

Теплово́й режи́м почв  — совокупность и последовательность всех явлений поступления, перемещения, аккумуляции и расхода тепла в почве на протяжении определенного отрезка времени (так различают суточный и годовой тепловой режимы). Основным показателем теплового режима является температура почвы (на разных глубинах почвенного профиля). Она зависит от климата, рельефа, растительного и снежного покрова, тепловых свойств почвы.

Тепловой режим обусловлен преимущественно радиационным балансом , который зависит от соотношения энергии солнечной радиации , поглощенной почвой, и теплового излучения. Некоторое значение в теплообмене имеют экзо- и эндотермические реакции, протекающие в почве при процессах химического, физико-химического и биохимического характера, а также внутренняя тепловая энергия Земли. Однако два последних фактора оказывают незначительное влияние на термический режим почвы. Количество тепла, приходящее изнутри земного шара к поверхности почвы, составляет всего 55 кал (230 Дж)/см² в год.

Радиационный баланс изменяется в зависимости от широты местности и времени года. В тундре он равен 10-20 ккал (42-84 кДж)/см², в южной тайге  — 30-40 (126—167), в черноземной зоне — 30-50 (126—209), а в тропиках превышает 75 ккал (314 кДж)/см² в год.

И величина радиационного баланса, и дальнейшее преобразование фактически поступившего в почву тепла теснейшим образом связаны с тепловыми свойствами почвы: теплоемкостью и теплопроводностью. Однако наиболее крупные изменения в тепловом режиме почв определяются различиями общеклиматических условий. чаще всего о тепловом режиме судят по её температурному режиму. Температурный режим графически изображается в виде термоизоплет — кривых, соединяющих точки одинаковых температур.

Температурный режим почв следует за температурным режимом приземного слоя, но отстает от него. Средние годовые температуры почвы возрастают с севера на юг и с востока на запад. В пределах России и сопредельных государств среднегодовая температура почвы изменяется в пределах от −12 до +20°С. Выделяются 2 области — положительных и отрицательных среднегодовых температур почвы на глубине 20 см. Геоизотерма 0°С проходит по диагонали с северо-запада на юго-восток. Область отрицательных среднегодовых температур на глубине 20 см в основном совпадает с областью распространения многолетнемерзлых пород.

Типы температурного режима почв  — по классификации В. Н. Димо выделяются следующие Т. т. р. п.:

СПб., 1890—1907.

При какой температуре воздуха почва прогреется до 10 градусов. Узнайте температуру вашей почвы

Вряд ли   чтение прогноза погоды в местной газете отнимет у вас много времени: песчаная почва — 32 °C; глинистая почва — 27 °C… Температура  почвы изменяется также, как и температура воздуха. Различие в одном: температура почвы не может меняться с той же интенсивностью, как температура воздуха. Наверное одна часть вашего сада прогревается больше (или меньше), чем другая, в зависимости от ее местоположения, химического и физического состава почвы.Сначала давайте выясним, как температура почвы влияет на результаты ваших посевов .

Приведем некоторые примеры:

1. Прорастание семян зависит от степени прогрева почвы, так же и от степени прогрева воздуха.
2. Посадка самых ранних культур, как только почва достаточно прогрелась весной, позволяет по истечении периода вегетации посадить на то же место поздние культуры.
3. Мульчирование или выращивание культур в защищенном грунте позволяет измерять температуру почвы так, как это нужно вам.
4. Мелкие животные типа кроликов выбирают для своих нор  в саду только те места, где температура поверхности почвы более  высокая, потому-что это защитит их от зимних морозов.
5. Вам необходимо  научиться спасать растения от повреждения низкими температурами.
6. Вы можете помогать полезным бактериям почвы,  если знаете, при какой температуре почвы условия для их жизнедеятельности оптимальны.

Люди, которые  занимаются  земледелием по органическому методу, хорошо знают, что их почва – живая, она является домом для миллионов полезных бактерий. Для наилучшего осуществления своей работы бактерии требуют особых условий  по теплу, влажности и доступности почвенного воздуха.

Эти условия имеются только  в верхнем  (культурном) слое почвы; их легче достигнуть на супесчаных почвах, чем на глинистых, где влажность слишком высока и всегда имеет место недостаток кислорода.

Согласно Т. Бэдфорду Франклину, автору «Климата в миниатюре», «поля кукурузы желтеют, особенно в областях с глинистыми почвами, когда холод и сушь восточных ветров охлаждают почву весной, — это происходит от того, что в холодной  почве бактерии производят слишком  мало нитратов для того, чтобы почвы могли дать урожай; только при наступлении более теплого периода бактерии начинают активно работать – ярко-зеленый цвет  возвращается к кукурузе.

Как определить температуру почвы по температуре воздуха. Расчёт температуры грунта на заданной глубине

Часто при проектированиидля моделирования температурных полей и для других расчётов необходимо узнать температуру грунта на заданной глубине.

Температуру грунта на глубине измеряют с помощью вытяжных почвенно- глубинных термометров. Это плановые исследования, которые регулярно проводят метеорологические станции. Данные исследований служат основой для климатических атласов и нормативной документации.

Для получения температуры грунта на заданной глубине можно попробовать, например, два простых способа. Оба способа заключаются в использовании справочной литературы:

1. Для приближённого определения температуры можно использовать документ ЦПИ-22. «Переходы железных дорог трубопроводами». Здесь в рамках методики теплотехнического расчёта трубопроводов приводится таблица 1, где для определённых климатических районов приводятся величины температур грунта в зависимости от глубины измерения. Эту таблицу я привожу здесь ниже.

Таблица 1

1. Таблица температур грунта на различных глубинах из источника «в помощь работнику газовой промышленности» еще времён СССР

Нормативные глубины промерзания для некоторых городов:

Глубина промерзания грунта зависит от типа грунта:

Можно конечно попробовать рассчитать температуру грунта, например, по методике, изложенной в книге С.Н.Шорин «Теплопередача» М.1952. На стр.115. Но такой расчёт весьма сложный и не всегда оправдан.

Я думаю, что самый простой вариант, это воспользоваться вышеуказанными справочными данными, а затем интерполировать.

Самый надёжный вариант для точных расчётов с использованием температур грунта — воспользоваться данными метеорологических служб. На базе метеорологических служб работают некоторые онлайн справочники. Например, http://www.atlas-yakutia.ru/.

Здесь достаточно выбрать населённый пункт, тип грунта и можно получить температурную карту грунта или её данные в табличной форме. В принципе, удобно, но похоже этот ресурс платный.

Если Вы знаете ещё способы определения температуры грунта на заданной глубине, то, пожалуйста, пишите комментарии.