Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Топырақтың жылулық қасиеттері. Альбедо






Топырақ атмосферамен тығ ыз байланысты болып, климаттық жағ дайлар ық палында болады. Климат ық палының негізі – топырақ бетіне келетін кү н сә улесінің қ уаты. Кү н қ уаты топырақ ты жылытып, оның бетінен шағ ылысып, қ айта атмосферағ а тарайды. Жылудың топырақ қ а енуі мен атмосферағ а қ айтуы қ ұ былмалы болғ андық тан, ол температурамен сипатталады да, топырақ тың жылулық кү йін анық тайды. Топырақ қ а еніп жылжитын, онда жиналатын жә не одан қ айтып шығ атын жылулық қ ұ былыстар жинағ ы жылу режимі деп аталады.

Ә лемде температураның тө рт ө лшем бірлігі қ олданылады, олар: Цельсий (0С), Ремьюр (R0), Кельвин (К), Фарангейт (F) шкалалары. Cудың қ айнау температурасы – 100oС=80o R=373К=212Ғ. Судың қ ату температурасы – 00 С=0. 8R=273K=32Ғ. Бір температурадан екінші температурағ а ө ту тең деуі:

1Ғ = 0С; Ғ =32+1, 8o С; 1о С=0, 8o R немесе

= = = .

Абсолюттік нө л – 273К=00 С =459 F.

Жылу мен су режимдері топырақ қ ұ ралу ү дерісінің бағ ыты мен жылдамдығ ын, топырақ тағ ы физико-химиялық, химиялық, биохимиялық, биологиялық ү дерістер жағ дайын анық тайды. Себебі топырақ тың қ ұ рамындағ ы қ осындылардың тү зілуі мен тұ нуы, микроорганизмдер мен фауна тіршілігі тікелей температурамен байланысты жү реді.

1. Топырақ тағ ы жылудың негізгі кө зі – кү н сә улесінің қ уаты, сонымен қ атар жылу аздағ ан мө лшерде терең нен, химиялық, биологиялық жә не радиобелсенді ү дерістер арқ ылы келеді. Топырақ тың беткі қ абатының температурасы – ауа қ абатының температурасынан тө мен болғ ан жағ дайда топырақ ө зінің бойына жинағ ан жылуды қ айтып береді. Топырақ қ а сің ген Кү н сә улесінің қ уаты мен қ айтарылғ ан жылудың мө лшеріне байланысты, оның беткі жә не тө менгі қ абаттарының температуралық айырмашылығ ы артқ ан сайын, одан жылу шығ у да ө седі.

Топырақ бетіне келетін Кү н сә улесі қ уатының мө лшері географиялық аймақ қ а, жер бедеріне, жыл маусымы мен ауарайына тә уелді.

2. Топырақ тың жылулық қ асиетіне – жылу ену, жылу сыйымдылық, жылу ө ткізгіштік жатады.

Топырақ тың жылу ену қ абілетіне – Кү н сә улесінің қ уатын қ абылдап алу жатады. Ол альбедомен сипатталады. Альбедо деп жер бетіне жеткен жалпы кү н радиациясының %-дық мө лшерімен шағ ылысқ ан қ ысқ а толқ ынды бө лігін айтады. Альбедо кө рсеткіші азайса, топырақ Кү н энергиясын кө п жұ тқ аны. Ол топырақ тү сіне, ылғ алдылығ ына, тү йіртпектік қ ұ рамына, топырақ бетінің тегістігіне жә не ө сімдік жамылғ ысына қ арай ө згереді.

Р. Чудновскийдің деректерінше қ ұ рғ ақ қ ара топырақ тың альбедосы – 14, ал ылғ ал қ ара топырақ тікі – 8%, ал қ ұ рғ ақ боз топырақ та – 25-30%, ылғ алданғ анда – 10-12%. Яғ ни, қ ара тү с пен ылғ алдылық альбедоны тө мендетеді. Ә сіресе, гумусқ а бай қ ара тү сті топырақ басқ а тү сті топырақ қ а қ арағ анда Кү н сә улесін ө зіне кө п тартады.

3. Жылу сыйымдылық деп топырақ тың жылуды қ абылдау қ асиетін айтады.

Ол 1 г топырақ массасын немесе 1 см3 кө лемін 1оС жылытатын калориямен ө лшенеді. Жылу сыйымдылық оның минералдық жә не механикалық қ ұ рамына, органикалық зат мө лшеріне, ылғ алдылығ ына, қ уаттылығ ына, ондағ ы ауа мө лшеріне байланысты болады.

4. Жылу ө ткізу деп топырақ тың ө з массасынан жылу ө ткізгіштік қ абілетін айтады. Бұ л топырақ тың басты жә не маң ызды қ асиеті, себебі оның бір қ абатынан екінші қ абатына жылу беруінің жылдамдығ ы жылу ө ткізгіштігіне байланысты. Топырақ тың жылу ө ткізгіштігі ауағ а қ арағ анда 100, суғ а қ арағ анда 28 есе артық. Сол себепті топырақ тың ылғ алдылығ ы артқ ан сайын, жылу ө ткізгіштігі де жоғ арылайды, ал ылғ алдылық тө мендеген сайын нашарлайды.

Топырақ тың жылу режимі климат пен жер бедері, ө сімдік жамылғ ысы жә не қ ар қ алың дығ ына орай қ алыптасады. Қ ар қ абаты топырақ ты жылу жоғ алтудан жә не тө менгі температура ә серінен сақ тайды.

Ө сімдік жамылғ ысы – топырақ бетіне келетін кү н радиациясының мө лшерін азайтып, жазда оның температурасын тө мендетеді, ал қ ыста қ ар тоқ талуына немесе топырақ та жылу сақ талуына себептеседі. Топырақ тың механикалық қ ұ рылымы температурағ а тікелей ә серін тигізеді – жең іл топырақ тез жылынып, тез суиды. Ауыр топырақ бә сең жылынып, бә сең суиды.

Топырақ ө ң і температурағ а да ә серін тигізеді. Ақ шыл топырақ – қ арағ а қ арағ анда тез жылиды, оның температурасы жоғ ары болады. Температура ауытқ уы кө бінесе, беткі қ абаттарда басым болады. Тә улік температурасының ауытқ уы – топырақ тың қ асиетіне, ауарайына, ө сімдік жамылғ ысына жә не қ ар қ алың дығ ына тә уелді болады. Тә уліктік температура 35-100 см терендікте аса ауытқ иды.

Топырақ температурасының жылдық қ ұ былысы екі кезең дік айқ ындылығ ымен сипатталады:

– жазғ ы кезең де – жылу топырақ тың жоғ арғ ы қ абаттарынан-тө менгісіне қ арай жылжыса;

– қ ыста жылу тө менгі қ абаттардан суығ ан жоғ ары қ абаттарғ а кө теріледі.

Қ оң ыр-салқ ын белдеуде орта тә уліктік ең жоғ ары топырақ температурасы шілде-тамыз айларына, ал ең тө мен температура қ аң тар-ақ пан айларында қ алыптасады. Ө сімдік жамылғ ысы топырақ тың беткі қ абатының температурасын сақ тайды. Еріген заттарғ а байланысты топырақ ерітіндісі 00С-нан тө мен температурада қ атады. Топырақ ылғ алдылығ ына ондағ ы ылғ ал тү рлері ү лкен ә серін тигізеді. Мысалы,: еркін су минус 0, 1-1, 5оС-та, байланысқ ан су минус 1, 5-4оС-та қ атады. Қ ардың қ алың дығ ы мен тығ ыздығ ы ө скен сайын, топырақ жақ сы жылып, терең тоң далудан сақ талады. Сондық тан қ ар тоқ тату арқ ылы ө сімдіктерді ү сіктен сақ тауғ а болады.

Топырақ тың тоң дануы 2-бағ ытта болады.

Жібу тереннен басталып, қ ар кеткенше аяқ талады, бұ л кезде топырақ тың беткі қ абатының тоң ы тез жібіп, еріген қ ар суы топырақ қ а жең іл сің еді.

Тө менгі жә не беткі қ абаттар тоң ы бірден жіби бастайды. Бұ л кезде кейбір терең дікте тоң далғ ан қ абат сақ талады да судың тө мен қ арай сің уі қ иындайды.

Температуралық қ ұ былым топырақ тың беткі 0-20 см қ абатындағ ы белсенді плюс 100С-тан артық температуралық (> 10оС) кезең ұ зақ тылығ ымен сипатталады:

1) Бұ л қ абатта ө сімдік тамырлары тарағ андық тан, ондағ ы белсенді қ осынды температура қ осындысы топырақ тың жылуымен қ амтамасыздалғ ан аймағ ында орташа тө мен сатыдан (1200-1600оС) орташа жоғ ары (2100-2700оС) денгейіне дейін ауытқ иды.

2) Орманды-далалық аймақ та белсенді температура қ осындысы орташа-тө мен сатыдан жақ сығ а (2700-30000С).

3) Дала аймағ ында орташа дең гейден (шығ ыста 1600-20000С) батыста ө те жақ сығ а (3400-4400оС) дейін ө згереді.

4) Қ ұ рғ ақ далада жақ сыдан ө те жақ сығ а (2700-34000С) дейін ауытқ иды.

Ең жақ сы жылумен қ амтамасыз етілген жылы ылғ алды субтропикалық – қ ызыл жә не сары топырақ тар саналады. Топырақ тың жылулық жағ дайы қ ыс қ атаң дылығ ымен сипатталады (бағ аланады). Оның негізіне 0, 2 м терең діктегі теріс температура қ осындысымен топырақ бетіндегі абсалюттік теріс температураның орташа кө рсеткіші алынғ ан. Аталғ ан кө рсеткішке сү йеніп, жылы-салқ ынды, жылы-салқ ын, салқ ын-суық тау, суық -тоң ды жә не ұ зақ тоң ды топырақ тар деп бө лінеді. Топырақ тың бұ лай бө лінуі ауылшаруашылық дақ ылдарының ө ніп-ө суін бағ алауғ а жә не ө німін болжауғ а мү мкіндік береді.

Топырақ бетіне келген кү н сә улесі қ уатының біраз мө лшері оғ ан енетін болса, біразы атмосферағ а шағ ылады.

Топырақ бетіне енген жә не шағ ылысқ ан кү н радиациясы мө лшерін радиациялық баланс деп атайды. Радиация балансының кіріс бө лігіне тік жә не шашыраң қ ы қ ысқ а толқ ынды кү н радиациясы мен ұ зын толқ ынды атмосфералық шағ ылысу кіреді. Баланстың шығ ыс бө лігін топырақ бетіне шағ ылысқ ан қ ысқ а толқ ынды радиациямен тө сеніш беттін ұ зын толқ ынды температуралық сә улесі қ ұ райды.

Радиациялық баланс оң жә не теріс болады да, топырақ бетінің жылынуы жә не суынуымен анық талып, тә уліктік жә не жылдық кезең дік қ ұ былысымен сипатталады.

Топырақ беті қ абылдағ ан Кү н радиациясы жылуғ а айналады. Жылу балансын:

– радиациялық баланс кө рсеткіші (Жб);

– транспирация мен булануғ а жұ мсалғ ан жылу (Тж);

– топырақ тың беткі жә не тө менгі қ абатары арасында алынатын жылу (Тқ)

– ауаны жылытуғ а кеткен жылу мө лшері (Та) тү зеді.

Топырақ бетіне тү скен жылу мө лшері ә руақ ытта жылу шығ ысына тең, сондық тан жылу балансы:.

Жб= Тж+Тқ +Та=0 тә уелділікпен белгіленеді.

Жылу балансы – географиялық аймақ тарғ а, жер бедеріне, топырақ қ асиеттеріне, ө сімдіктерге, ауарайының маусымды жә не тә улікті ауытқ уына байланысты ө згереді.

Топырақ тың жылу қ асиеттері мен жылу режимі. Ө сімдіктер атмосфералық жылуды ғ ана емес, топырақ жылуын да қ ажет етеді. Топырақ тың жылу режимі мә дени ө сімдіктер дамуында маң ызды рө л атқ арады. Қ оректік заттар мен су мө лшері қ аншалық ты кө п болса да, топырақ температурасы кө терілмей, ауылшаруашылық дақ ылдарының қ алыпты ө суі мен дамуын, жоғ ары ө німділікті қ амтамасыз ете алмайды. Топырақ температурасы тө мен болғ анда ө сімдік ө суі тоқ талады. Топырақ температурасы микроорганизмдер тіршілігіне де ү лкен ық пал етеді.

Топырақ тағ ы басты жылу кө зі Кү н сә улесінің энергиясы болып табылады, сонымен қ атар топырақ қ а, аздағ ан мө лшерде Жер қ ойнауынан да жылу келеді. Ашық жерлерде Кү н сә улесінің энергиясы топырақ ты тікелей жылыта алады. Қ алың ормандарда кү н сә улелері топырақ бетіне жетпейді, бұ л жағ дайда жылу топырақ қ а жылығ ан ауа мен атмосфералық жауын-шашын арқ ылы беріледі.

Шығ у тегі мен қ ұ рамы ә ртү рлі топырақ тар жылу қ асиеттері бойынша бір-бірінен ерекшеленеді. Жылу режимін айқ ындайтын жылу қ асиеттеріне топырақ тың жылу сің іруі немесе сә уле сің іруі, жылу беруі, жылу сыйымдылығ ы жә не жылу ө ткізгіштігі жатады.

Топырақ тарды жылы жә не салқ ын топырақ тар деп бө леді.

Топырақ тың жылу сің іруі – оның топырақ та жылу энергиясына айналатын Кү н сә улелерін қ абылдау қ абілеті. Топырақ тың жылуды сің іруі топырақ тың тү сіне де байланысты: тү сі кү ң гірт топырақ тар ашық тү сті топырақ тарғ а қ арағ анда, жылуды жақ сы сің іреді. Топырақ та қ арашірік неғ ұ рлым кө бейген сайын, оның тү сі де соғ ұ рлым кү ң гірттене тү седі, сондық тан топырақ тың Кү н энергиясын қ абылдау қ абілеті де артады. Мысалы, ашық топырақ тарғ а органикалық тың айтқ ыштарды енгізгенде олардың температурасы артады.

Топырақ тың Кү н энергиясын сің іруіне беткей экспозициясы мен ондағ ы ө сімдіктер жамылғ ысы да ә серін тигізеді. Кү нгей беткейлердің топырағ ы кү н энергиясын теріскей беткейлер топырағ ына қ арағ анда кө п сің іреді. Ө сімдік жамылғ ысы жылу сің ірілуін кемітеді. Жаздың ыстық кү ндерінде орман топырақ тары ашық жерлердің топырақ тарына қ арағ анда, аз жылынатыны барлығ ымызғ а белгілі. Топырақ тың ылғ алдылығ ы мен жұ мсақ тығ ы жоғ арылағ ан сайын энергия қ абылдауы да ө седі.

Топырақ жылуы деп топырақ тың атмосферағ а жылу беруін айтады. Жылу беруіне топырақ тың ылғ алдылығ ы, структурасы, қ арашірік мө лшері, тірі жә не ө лі жамылғ ысы, ал қ ыста қ ар жамылғ ысы ә сер етеді. Судың жылу беруі жоғ ары, топырақ тың минералдық бө лшектерінің жылу беруі баяу. Жылуды барлығ ынан қ арашірік баяу береді. Қ ұ рамында ылғ алы кө п топырақ тар жағ дайы бірдей, бірақ қ ұ рғ ақ топырақ тарғ а қ арағ анда жылуды жылдам береді.

Қ арашірік жылуды кө п сің іреді жә не жақ сы ұ стайды, яғ ни қ арашірігі кө п топырақ тар жылуды жақ сы ұ стайды.

Тірі жә не ө лі жамылғ ы жылу шығ ынын азайтады, ал қ ыста оны қ ар жамылғ ысы азайтады.

Топырақ тың жылу сыйымдылығ ы деп топырақ бірлігін (1 см3) 10 С-қ а жылытуғ а кететін жылу мө лшерін (калорияда) айтады. Судың жоғ арғ ы жылу сыйымдылығ ы – 1, 0 кал/г, шымтезектікі – 0, 477, саздікі – 0, 233 кал/г, жылу сыйымдылығ ы азы қ ұ м – 0, 196 кал/г. Топырақ тың жылу сыйымдылығ ы орташа – 0, 1 кал/г болады. Жылу сыйымдылығ ы топырақ тың қ ұ рамдас бө ліктеріне, ондағ ы органикалық заттар, су жә не минерал бө лшектерге тә уелді.

Топырақ та су кө п болғ ан сайын, оны жылытуғ а кететін жылу мө лшері де кө п болуы керек. Қ ұ нарлы органикалық заттарғ а бай қ ұ рғ ақ топырақ тар, жылу сыйымдылығ ы тө мен болғ анына байланысты, тез жылынады. Қ ұ мдауыт топырақ тар саздақ топырақ тарғ а қ арағ анда жылы, сол себепті ондағ ы қ ар кө ктемде 2-3 апта бұ рын ериді.

 

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.