Увійти  \/  Зареєструватися  \/ 

Вхід на сайт

Зареєструватися

Введене Вами ім'я недійсне.
Будь-ласка, введіть допустиме ім'я користувача. Без пробілів, у всякому випадку 2 , НЕ повинно бути символів: < > " ' % ; ( ) &
Пароль недійсний.
Ваші паролі не збігаються. Будь-ласка, введіть Ваш пароль в поле пароля та повторно введіть його в полі підтвердження.
Недійсна адреса електронної пошти
Адреси електронної пошти не збігаються. Будь-ласка, введіть Вашу адресу електронної пошти в поле адреси електронної пошти та повторно введіть адресу у полі підтвердження.
* * Обов'язкове поле

Теплові властивості грунтів

Джерелом тепла в грунті є тепло променистої енергії Сонця. Середня кількість тепла, що надходить на поверхню Землі, становить 8,15 Дж/С° на 1 см2 в хвилину (сонячна стала). Частина цього тепла відбивається від поверхні Землі, а частина розсіюється в атмосферу рослинним покривом, тому до поверхні грунту приходить значно менша кількість енергії, яка поглинається і передається  вглиб грунту завдяки його тепловим властивостям.

Теплопоглинальна здатність забезпечує поглинання частини променистої енергії Сонця, яка потім перетворюється на теплову, частина ж променистої енергії відбивається від поверхні грунту. Відношення відбитої частини енергії до повної виражається показником альбедо. Альбедо ідеально відбиваючої поверхні дорівнює 100%, а абсолютно чорного тіла - 0%. Максимальне альбедо має сніг - 88-91, мінімальне - чорнозем сухий - 14%. У сірозему сухого альбедо складає 25 - 30%, пісок жовтий або білий має альбедо 34-40%. У вологих грунтів значно менша відбивна здатність (так, альбедо чорнозему вологого дорівнює 8%, сірозему - 10-12%).

Теплоємність (масова) - кількість тепла, необхідна для нагрівання 1 г сухого грунту (Дж/С °). Масова теплоємність абсолютно сухих мінеральних грунтів коливається в досить вузьких межах - від 0,15 до 0,20. Вона дуже сильно залежить від вологості грунтів. У вологих піщаних грунтів вона зростає до 0,7, у суглинків до 0,8, у торфів до 0,9. Оскільки піщані грунти мають менше вологи і, отже, прогріваються і охолоджуються швидше, їх називають "теплими". Теплоємність грунтів залежить від тих самих їх властивостей, які впливають на поглинання води, а саме від гідрофільності колоїдів, вмісту мулистих часток, наявності та характеру органічної речовини.

Теплопровідність - властивість грунту проводити тепло з тією чи іншою швидкістю. Вона вимірюється кількістю тепла в джоулях (Дж), що проходить через 1-сантиметровий шар сухого грунту площею 1 см2. Тепло передається конвекційно через газ, рідину або тверді частинки. Найповільніше тепло проводить сухий, структурований, багатий на органіку грунт. Найбільш швидко проводить тепло мінеральна частина грунту; чим більші частинки, тим більше теплопровідність: великі піщані частинки нагріваються в 2-2,5 рази швидше, ніж, наприклад, пил. Теплопровідність грунтів залежить від їх щільності: при збільшенні щільності з 1,1 до 1,6 теплопровідність зростає в 2-2,5 рази. При збільшенні ж пористості від 30 і вище теплопровідність падає. Вологий грунт має більшу теплопровідність, ніж сухий.

Тепловий режим грунту визначається сукупністю явищ поглинання, переміщення і віддачі тепла, і описується розподілом температур на різній глибині і в різні періоди. Розрізняють добові і річні коливання температур в грунті. Найбільше коливання їх спостерігається у верхньому шарі, а мінімальні зміни - на глибині 3-5 м. Кожному грунтовому типу притаманні свої межі коливання температур на глибині 20 см. Тому основним показником теплового режиму є середня температура на цій глибині за певний період часу. Так, середня температура за теплий період для підзолистих грунтів коливається в межах 6-10°С, чорноземів - 11-15, каштанових - 14-16°С. Добовий хід температур має форму синусоїди з максимумом близько 13 год і мінімумом 4-5 год (перед сходом Сонця), причому добовий перепад температур може досягати 25-30°С.

Роль теплового режиму для рослин і біологічних процесів визначається кількістю тепла, вологи та повітря в грунті. Найкращий ріст кореневих систем рослин спостерігається в інтервалі 10-25°С. Зі збільшенням кількості тепла відбувається розмноження бактерій, підвищується їх біологічна активність, а отже, переробка органічної речовини, посилюється процес газообміну і переміщення вологи в грунті. При зниженні температури всі процеси сповільнюються, а при падінні температури нижче 0°С починається замерзання грунту. Слід зазначити, що грунтова волога, як правило, при 0°С не замерзає. При температурах нижче -10°С замерзає майже вся волога, за винятком міцнозв'язаної. В цей час відбувається пересування вологи до поверхні з нижніх горизонтів. При промерзанні грунту вологість верхніх горизонтів може перевищувати повну вологоємність через розсовування грунтових частинок кристалами утвореного льоду. В окремих горизонтах може накопичуватися до 100 мм опадів.

Промерзання грунту має як позитивне, так і негативне значення. Позитивне значення промерзання виражається в утворенні грунтової структури, міграції грунтових тварин в нижні шари, що сприяє розпушуванню грунту і поліпшення його водопроникності, затримці початку вегетації для рослин, що бояться заморозків. Негативне значення промерзання полягає в зниженні водопроникності і, отже, посиленні стоку, затримці мікробіологічних і хімічних процесів, вичавлюванні рослин з грунту і затримці їх розвитку.

Промерзання грунту і його глибина залежать від товщини снігового покриву, лісової підстилки, щільності і потужності надгрунтового покриву. У лісі грунти часто промерзають на значно меншу глибину, ніж в полі. Відтавання грунту залежить від кількості тепла в грунті і в атмосфері, а також від товщини снігового покриву. Відтавання може йти трьома шляхами: знизу за рахунок грунтового тепла, знизу і зверху за рахунок швидкого сходу снігу і тепла грунту, і тільки зверху, якщо грунт промерзає до шару вічної мерзлоти. Після відтавання грунт виявляється більш рихлим і вологим, а якщо відтаювання відбулося до активного сніготанення, грунт поглинає талу воду і насичується нею до великої глибини. При подальшому прогріванні створюються сприятливі умови для росту рослин, розвитку мікробіологічних процесів - грунт переходить в стан стиглості.

Тепловий режим грунту характеризується радіаційним, або тепловим, балансом за рівнянням R = LE + P + A, де R - радіаційний баланс; Р - турбулентна передача тепла з грунту в атмосферу; А - витрата тепла на нагрівання грунту; L - добова теплота випаровування і Е - сумарне випаровування за розрахунковий період часу. Всі одиниці виражаються в Дж/см2/год або кДж/см2/міс.

Тепловий баланс для різних грунтово-кліматичних зон неоднаковий. В залежності від середньорічної температури і промерзання грунту В. М. Дімо виділяє чотири типи температурного режиму грунту: мерзлотний, де середньорічна температура грунтового профілю нижче нуля, довгосезонно-промерзаючий - грунт з глибиною промерзання не менше 1 м і тривалістю промерзання більше 5 місяців, сезонно-промерзаючий - середньорічна температура грунтового профілю вища нуля, а тривалість промерзання менше 5 місяців, і непромерзаючий тип - промерзання грунтів не спостерігається.
 
Регулювання теплового режиму грунтів забезпечується різними агротехнічними та лісокультурними заходами. Такі прийоми, як снігонакопичення, прикатування снігу кільчастими котками, посипання його попелом, мульчування темними речовинами, покриття плівкою, створення лісових смуг сприяють прогріванню грунту. Навпаки, згрібання снігу і лісових підстилок, вирівнювання, прикатування поверхні посилюють процеси охолодження грунту. Особливо сприятливий вплив на температурний режим грунту чинить створення лісових смуг, глибока оранка, внесення органічної речовини, розпушування, заходи із cнігонакопичення.

Останні матеріали розділу "Грунтознавство"

Родючість грунтів та її види

Під родючістю розуміють здатність грунтів задовольняти потребу рослин у воді і поживних речовинах. В...

Механічний склад грунтів та їх структура

Механічним складом називають співвідношення часток різного розміру, виражене у відсотках від маси гр...

Включення та новоутворення в грунтах

Включення - це тіла, що механічно втягнуті в товщу грунту, які не беруть участь в активних грунтоутв...

Колір грунту як морфологічна ознака

Колір грунту - найважливіша морфологічна ознака. Нерідко назва грунту дається за кольором верхніх го...

Позначення та опис грунтових горизонтів

Кожному з грунтових горизонтів дається буквенне позначення. Найбільш широко застосовується система б...

Морфологія грунтів. Грунтові горизонти

Морфологія грунтів - це вчення про зовнішні ознаки грунтів, що визначаються найчастіше за допомогою ...

Водний баланс грунту. Типи водного режиму грунтів

Водний баланс - це сукупність всіх видів надходження вологи в грунт і її витрачання з певного шару з...

Теплові властивості грунтів

Джерелом тепла в грунті є тепло променистої енергії Сонця. Середня кількість тепла, що надходить на ...

Географічна наука