A hő a talajba, a légkör termikus rendszere, a meteorológia és az éghajlati fejlődés
A hő terjedése a talajba
1. A molekuláris hővezetés általános elmélete, amelyet a Fourier idejében javasoltak, alkalmazható a talajban levő hő terjedésére, és a talajban lévő hőterjedés törvényeit Fourier-törvényeknek nevezik. Az észrevételek azt mutatják, hogy a talajban a hő tényleges elterjedése elég szorosan megfelel ezeknek a törvényeknek.
Minél nagyobb a talaj sűrűsége és nedvességtartalma, annál jobb hőt termel, annál gyorsabban terjed a mélységbe, és mélyebbre hatol a hőmérséklet ingadozása. De a talaj típusától függetlenül a hőmérséklet-ingadozás ideje nem változik mélységgel (az első Fourier-törvény). Ez azt jelenti, hogy nem csak a felszínen, hanem a mélyben is napi 24 órás napi tanfolyamot és 12 hónapos éves tanfolyamot tartanak fenn.
Az oszcillációk amplitúdója azonban csökken a mélységgel. Ebben az esetben az aritmetikai progresszió mélységének növekedése az amplitúdó csökkenését eredményezi a geometriai progresszióban (a második Fourier-törvény). Tehát, ha a napi amplitúdó a felszínen 30 ° C, 20 cm 5 ° C mélységben, akkor 40 cm mélységben kevesebb, mint 1 ° C (18. ábra).
Viszonylag kis mélységben a napi amplitúdó annyira csökken, hogy gyakorlatilag nulla lesz. Ezen a mélységen (kb. 70-100 cm, különböző esetekben, eltérő), egy állandó napi hőmérsékleti réteg kezdődik.
Az éves hőmérséklet-változások amplitúdója ugyanolyan törvény szerint csökken a mélységgel. Az éves ingadozások azonban egyre mélyebbre süllyedtek, ami érthető: több idő telik el azok elterjesztésére. Április amplitúdójú rezgések csökken szinte nullára mélységben mintegy 30 m-poláris szélességi körülbelül 15-20 m közepén szélességi, körülbelül 10 m a trópusokon (hol és a talaj felszínén éves amplitúdója kisebb, mint a közepes szélességeken). Ezen mélységeken egy állandó éves hőmérsékleti réteg kezdődik.
Ábra. 19. A talaj hőmérsékletének éves változása különböző mélységekben. Kalinyingrád.
A negyedik Fourier törvény kimondja, hogy a mély rétegeinek állandó napi és éves hőmérséklet vannak összekötve négyzetgyöke a támolygó időszakok, azaz a. E. A 1. d / 365. Ez azt jelenti, hogy a mélységet, ahol a bomlási éves ingadozások, 19-szer nagyobb, mint a mélységet, ahol a legyengített napi változását. II. Ez a törvény, hasonlóan a többi Fourier-törvényhez, jól megfigyelhetõ.
A szövődményeket a talaj összetétele és szerkezete heterogenitása vezette be. Ezenkívül a talajban a hő terjed a csapadék lecsapolásával, ami természetesen nem felel meg a molekuláris hőátadás törvényeinek.
A különböző mélységekben mért éves hőmérsékleti különbségekkel összefüggésben a hőmérséklet különbsége a talajban függőlegesen változik a különböző évszakokban. Pontosabban, nyáron a talaj felszínéről származó hőmérséklet a mélységbe esik, télen növekszik, tavasszal először nő, majd csökken, az ősszel először csökken, majd nő.
Ábra. 20. A talaj hőmérsékletének éves változása. Tbilisziben.
2. A talajban a napi vagy egy éven belüli mélységben bekövetkező változások az izotóp grafikon segítségével ábrázolhatók. Az abszcissza az év óráiban vagy hónapjainak ideje, és az ordinátum a mélység a talajban. A gráf minden pontja egy bizonyos időnek és egy bizonyos mélységnek felel meg. A grafikonon az átlaghőmérsékleteket különböző mélységekben ábrázolják különböző órákban vagy hónapokban. Miután olyan izolátumokat hajtott végre, amelyek azonos hőmérsékletű pontokat kapcsolnak, például minden egyes fokozaton vagy 2 fokon keresztül, termoizotóp-családot kapunk (20. ábra). Ezen ütemterv szerint meghatározhatja a hőmérséklet értékét az év bármely napjának vagy napjának pillanatában és a grafikon bármely mélységében.
