La température affecte également le cours de la nutrition racinaire des plantes : ce processus n'est possible que si la température du sol dans les sites d'aspiration est inférieure de plusieurs degrés à la température de la partie terrestre de la plante. La violation de cet équilibre entraîne l'oppression de l'activité vitale de la plante et même sa mort. [...]
La température à la surface du sol varie de -49 à 64°C. Pendant les mois chauds (V-IX), la période maximale de température du sol à des profondeurs de 5 à 20 cm varie de 3,4 ° C en mai à 0,7 ° C en septembre. Une température positive tout au long de l'année est observée dans le sol à partir d'une profondeur de 1,2 m. La profondeur moyenne de gel du sol est de 58 cm (tableau 1.6). [...]
Le changement de température du sol au cours de la journée est appelé taux journalier. La variation de température quotidienne a généralement un maximum et un minimum. La température minimale de la surface du sol par temps clair est observée avant le lever du soleil, lorsque le bilan radiatif est encore négatif et que l'échange de chaleur entre l'air et le sol est insignifiant. À mesure que le soleil se lève, la température de surface du sol augmente, surtout par temps clair. La température maximale est observée vers 13 heures, puis la température commence à baisser, ce qui se poursuit jusqu'au minimum matinal. Certains jours, la variation quotidienne indiquée de la température du sol est perturbée sous l'influence de la nébulosité, des précipitations et d'autres facteurs. Dans ce cas, le maximum et le minimum peuvent se décaler à un autre moment (Fig. 4.2). [...]
La variation de la température du sol tout au long de l'année est appelée taux annuel. Typiquement, le graphique du cours annuel est construit sur les températures mensuelles moyennes du sol. La variation annuelle de la température de surface du sol est principalement déterminée par l'arrivée différente du rayonnement solaire au cours de l'année. Les températures moyennes mensuelles maximales de la surface du sol dans les latitudes tempérées de l'hémisphère nord sont généralement observées en juillet, lorsque le flux de chaleur vers le sol est le plus élevé, et le minimum est de janvier à février. [...]
Variation diurne de la température du sol (/) et de l'air (2) à Pavlovsk (près de Leningrad) en juin. [...]
L'échange d'air dans le sol a été défini par A. G. Doyarenko comme le processus de libération d'air du sol dans le cycle quotidien de changement de température du sol et l'a appelé "respiration" du sol. Pendant la journée, le sol se réchauffe, l'air qu'il contient se dilate et une partie est rejetée dans l'atmosphère ; la nuit, lorsqu'il se refroidit, l'air du sol est comprimé et une partie est captée de l'atmosphère par le sol. À l'heure actuelle, le terme « respiration » est compris comme le dégagement de CO2 par le sol. Vous trouverez ci-dessous une description de la méthode de détermination de la « respiration » sur l'appareil Trofimov. [...]
Le régime thermique des sols se forme sous l'influence du climat atmosphérique (flux de rayonnement solaire, humidité et conditions continentales, etc.), ainsi que des conditions du relief, de la végétation et de la couverture neigeuse. Le principal indicateur du régime thermique du sol, qui caractérise son état thermique, est la température du sol. [...]
En été, la température du sol diminue progressivement avec la profondeur. Dans les climats froids et tempérés en hiver, au contraire, la température du sol dans les horizons supérieurs est plus basse que dans les horizons inférieurs [...]
De fortes fluctuations de la température du sol pendant la période de sa désinfection réduisent également le rayon d'action et la toxicité du médicament, ce qui conduit à la nécessité d'augmenter ses taux de consommation. Par conséquent, la désinfection du sol avec du carbation contre les champignons pathogènes thermophiles à basse température (inférieure à 10-12 °) n'est pas prometteuse. [...]
Explications introductives. La température de l'air et du sol a une grande influence sur la croissance et le développement des plantes. Pour certains d'entre eux, la température du sol plus élevée que l'air est un facteur accélérateur de l'enracinement des boutures et de l'obtention de produits, propres à la vente, dans un délai plus court. Ce travail peut se faire relativement facilement avec les tradescantia de la famille Kommelinov. Il s'agit d'une plante ornementale à feuilles caduques à feuilles persistantes, d'intérieur sans prétention, avec des pousses grimpantes et tombantes, avec une couleur de feuilles variée - du vert clair au grisâtre et au rose, monochromatique et panaché. [...]
La conductivité électrique du sol dépend de la teneur en humidité, de la concentration en sels C, de la teneur en air P et de la température du sol I. Aux mêmes valeurs de V?, P, (la conductivité spécifique caractérise l'activité ionique du sol, qui sert de mesure de la salinité du sol C. [...]
Les changements saisonniers et quotidiens de la température du sol avec l'augmentation de la profondeur deviennent moins perceptibles et à certaines profondeurs qui sont différentes pour différents sols et zones climatiques restent presque inchangés. En Europe centrale, les changements de température journaliers et saisonniers, même à une profondeur de seulement 15 cm, sont déjà insignifiants ; les fluctuations quotidiennes de température dans les périodes les plus chaudes de l'été ne dépassent pas ici 6 ° et à une profondeur de 30 cm -g 2 ° . ]
Mesure : l'échantillon de sol prélevé est pesé avec le cylindre ; par la différence de masse du cylindre avec et sans terre, la masse de l'échantillon est déterminée. Connaissant le volume du cylindre et l'humidité du sol, la densité de son squelette est déterminée. Ensuite, un thermocouple est inséré dans l'échantillon. Les coutures du fond et du couvercle du cylindre sont enduites de peinture nitro pour l'étanchéité. Lors de la détermination de la diffusivité thermique du sol gelé, le cylindre avec le sol est préalablement maintenu dans un ultrathermostat ou un cryostat à une température donnée. La différence de température initiale entre le sol et l'eau avec de la glace dans le thermostat doit être d'au moins 20°C. [...]
Les fluctuations quotidiennes et annuelles de la température du sol dues à la conductivité thermique sont transférées à ses couches plus profondes. La couche de sol dans laquelle la variation de température journalière et annuelle est observée est appelée couche active. [...]
L'influence des pentes sur le rayonnement et la température du sol a été analysée en détail par Grunov à Hohenpeissenberg (Bavière). La figure 2.28 illustre les différences de rayonnement direct et diffusé incident sur des pentes orientées nord-nord-ouest et sud-sud-est, avec un angle d'inclinaison d'environ 30°. Les totaux diffèrent le plus en hiver lorsque le soleil est bas; le versant nord ne reçoit que 30 % du rayonnement reçu par le versant sud, et la quasi-totalité du rayonnement du premier versant est diffusé. Les différences de température du sol associées sont illustrées à la Fig. 2,29 pour les valeurs quotidiennes moyennes et moyennes à 14 h 00. La différence de température du sol (à une profondeur de 50 à 100 cm) atteint un minimum en hiver et en été, et un maximum en saisons de transition. En hiver, la couverture neigeuse isole le sol, ce qui fait qu'il n'y a presque pas de différences entre les pentes. Les pentes sont couvertes de neige de novembre à mars (jusqu'en avril sur le versant nord), et le versant nord est aussi généralement plus humide. L'effet du réchauffement quotidien sur la couche supérieure du sol à 14 heures est nettement prononcé en été. [...]
Pour une régulation automatique de la température du sol, utilisez le thermorégulateur PTR-02-03. L'élément sensible du thermostat est une thermistance à semi-conducteur connectée au circuit en pont AC. L'erreur de base de la balance à la tension d'alimentation nominale et à la température ambiante ne dépasse pas ± 1 ° C. [...]
Les gradations suivantes des sommes des températures des sols supérieures à 1°C à une profondeur de 20 cm ont été adoptées pour caractériser leur régime de température subarctique (0 - 400°C) ; très froid (400 - 800 ° ): froid (800 - 1200 ° ), modérément froid (1200 - 1600 ° ); modéré (1600 - 2100 ° C); modérément chaud (2100 - 2700 ° C); chaud (2700 - 3400 ° C); très chaud (3400 - 4400 ° C); subtropical (4400-5600°C) ? chaud subtropical (5600 - 7200°C). [...]
En été, le régime de température des sols de steppe forestière est caractérisé par les caractéristiques suivantes. Le réchauffement du profil du sol se produit lentement en raison des grandes fluctuations quotidiennes de la température de l'air, ainsi qu'en raison d'une perte importante de chaleur du sol la nuit en raison du refroidissement par rayonnement de la couche superficielle du sol. L'augmentation de la température du sol dans la couche supérieure du mètre se poursuit jusqu'en août. À ce stade, les températures actives (10 ° et plus) pénètrent dans le sol jusqu'à une profondeur de 0,8 à 1,2 m et à une profondeur de 2 à 2,5 m, le sol se réchauffe jusqu'à 5 °. La période estivale est caractérisée par une quantité importante de fluctuations quotidiennes de la température de la couche supérieure (arable) du sol, cependant, les températures nocturnes ne tombent pas en dessous de l'optimum physiologique et n'affectent pas négativement la croissance et le développement du blé d'hiver. ..]
La source de l'infection sont les graines et le sol contaminés, dans lesquels les agents pathogènes se développent sur les débris végétaux. La combinaison d'une faible humidité (inférieure à 50%) et d'une température du sol de 18-25 °C contribue à la propagation intensive de la pourriture des racines sur les légumineuses. Une augmentation de la maladie est observée avec une augmentation de la profondeur de semis, ainsi que sur des sols fortement compactés. Aux périodes optimales de semis, la maladie se manifeste dans une moindre mesure qu'aux semis tardifs. Avec un fort développement de la maladie, les cultures s'éclaircissent, ce qui fait que le déficit de rendement peut atteindre 30 % ou plus. [...]
Notez que le seuil de développement et la somme des températures effectives sont différents pour chaque espèce. Tout d'abord, ils dépendent de l'adaptation historique de l'espèce aux conditions de vie. Ainsi, les graines de trèfle (climat tempéré) germent à une température du sol de 0 à +1 ° C, et pour les graines de palmier dattier, il est nécessaire de préchauffer le sol à +30 ° C. [...]
Le système d'unité thermique a un certain nombre de limitations. Ainsi, la température du sol est un point de référence plus précis pour le début de la croissance que la température de l'air. Les résultats peuvent être influencés par la transition des températures diurnes aux températures nocturnes, la durée du jour et l'effet différentiel de la température sur les différentes phases de croissance des plantes. De plus, une température supérieure au minimum peut ne pas avoir d'effet prononcé sur la croissance, mais dans certaines limites, elle peut agir de manière exponentielle, doublant presque de nombreux processus physiologiques lorsque la température augmente tous les 10 ° C. [...]
Selon les calculs de l'efficacité économique de la désinfection des sols avec du carbation, le revenu net de l'événement lors de la culture de semis dans cette ferme d'État était de 319,25 roubles. avec 100 cadres de serre. En 1963, la ferme d'État de Timiryazev a désinfecté le sol au carbation dans 32 foyers à vingt foyers sur chauffage technique (dans lesquels le chou-fleur en 1963 a été touché par une quille de 40 à 100 %, avec un indice de maladie de 29 à 64 %). Le médicament a été introduit du 3 au 6 octobre, température du sol 8 °, air 11-13 °. Le TMTD a été introduit dans quatre serres (tableau 4) [...]
Pour faire une prévision, fixez d'abord la date de transition de la température du sol à une profondeur de 10 cm jusqu'à +1 °C, puis résumez la température moyenne quotidienne de l'air et fixez les dates pour atteindre la somme des températures de 500, 800 et 1000 ° C, fixez les dates des pluies abondantes (au moins 10 mm) chaudes (à une température non inférieure à +12 ° C). La date de ces précipitations, qui sont tombées après avoir reçu la somme des températures de 500 ° C, sera la date du début du développement du mycélium des premiers champignons 1, 800 - été, 1000 (parfois 1250) - tard. La période de développement d'une espèce particulière s'ajoute à la date de début de développement du mycélium. En conséquence, la date du début de la fructification en masse est déterminée. [...]
La division en sous-types de faciès est effectuée en tenant compte de la somme des températures actives du sol à une profondeur de 20 cm et de la durée de la période de températures négatives du sol à la même profondeur (en mois). Pour la désignation de la nomenclature des sous-types de faciès, on utilise des termes associés à leur régime de température : chaud, modéré, froid, surgélateur, etc. [...]
Les caractéristiques du régime de température des sols forestiers gris et des chernozems lessivés de la région d'Irkoutsk, qui les distinguent des sols similaires des provinces de la zone de steppe forestière situées à l'ouest, sont : une longue période avec des températures négatives dans le sol (6-8 mois), une profondeur de gel très importante (1, 5-2,5 m), une faible épaisseur de la couche active de sol avec une température de 10° et plus (0,8-1,2 m), les valeurs les plus basses de la température annuelle moyenne du sol à une profondeur de 0,2 m (de 1,3 à 3, 7°), une amplitude significative de la température du sol (24-30°) à une profondeur de 0,2 m (Kolesnichenko, 1965, 1969).[. ..]
Pour un hivernage réussi du blé d'hiver, la température du sol à la profondeur du nœud de tallage (3 cm) est d'une importance décisive. Comme le montrent les résultats des essais au champ du blé d'hiver Zalarinka en 1992-1998, dans des conditions de neige et de température moyennes de l'hiver, la température du sol à la profondeur du nœud de tallage ne descend pas au niveau critique pour le blé d'hiver (-18, - 20°) et des dégâts sur les végétaux hivernants parfois insignifiants. [...]
Les thermomètres à mercure à manivelle (Savinova) sont conçus pour mesurer la température du sol à des profondeurs de 5.10.15.20 cm dans la plage de -10 ° C à + 50 ° C. Les thermomètres sont produits dans un ensemble de quatre pièces, de longueur différente : 290, 350, 450 et 500 mm en raison des différentes longueurs de la partie sous-échelle. Valeur de division - 0,5 ° . Près du réservoir, le thermomètre est plié à un angle de 135°. Le réservoir est teinté à partir de l'échelle avec une coque calorifuge, ce qui permet de mesurer plus précisément la température à la profondeur de l'installation du réservoir. [...]
Pour caractériser le régime de température, la durée de la période de températures actives (> 10 ° C) dans le sol à une profondeur de 20 cm est d'une importance particulière.Le nombre maximal de racines de plantes agricoles et de nombreuses plantes naturelles se trouve ici. La somme des températures actives du sol à cette profondeur est le principal indicateur de l'apport de chaleur du sol (tableau 41). [...]
Les principaux indicateurs caractérisant l'influence du climat sur la formation des sols sont les températures annuelles moyennes de l'air et du sol, la somme des températures actives est supérieure à 0 ; 5 ; 10°С, l'amplitude annuelle des fluctuations de température du sol et de l'air, la durée de la période sans gel, la valeur du bilan radiatif, la quantité de précipitations (moyenne mensuelle, moyenne annuelle, pour les périodes chaudes et froides), la degré de continental, évaporation, coefficient d'humidité, indice de rayonnement de sécheresse, etc. indicateurs, il existe un certain nombre de paramètres caractérisant les précipitations et la vitesse du vent, qui déterminent la manifestation de l'érosion hydrique et éolienne. [...]
Parmi les facteurs environnementaux des plantes en dormance hivernale, la température de l'air et la hauteur du manteau neigeux sont d'une importance primordiale, puisque leur rapport détermine la température du sol à la profondeur du nœud de tallage (3 cm) - un indicateur direct des conditions d'hivernage des plantes. Il a été établi que la résistance du blé d'hiver aux basses températures en hiver dépend de l'état (développement) des plantes, du degré de leur durcissement à l'automne, des caractéristiques de la variété et des conditions de nutrition minérale (Tumanov, 1970 ; Kuperman, 1969 ; Shulgin, 1967). Selon les études de IM Petunin (Shulgin, 1967), avec un bon durcissement, les plantes non envahies en phase de tallage au tout début de l'hiver peuvent supporter jusqu'à -15 ° à la profondeur du nœud de tallage, et au milieu d'hiver jusqu'à -20° (parfois même plus bas). Dans la seconde moitié de l'hiver, la résistance des cultures d'hiver au gel diminue, se rapprochant progressivement de la résistance initiale (d'automne). Comme le montrent les études de A.I.Shulgin (1955) dans le territoire de l'Altaï (Barnaoul), la température critique du sol à la profondeur du nœud de tallage pour le blé d'hiver est de -16, -18 °. Lorsque la température du sol chute à un niveau critique et inférieur, le nœud de tallage est endommagé et les plantes meurent de gel. L'hivernage normal du blé d'hiver se produit lorsque la température du sol chute à la profondeur du nœud de tallage à -16 °. À des températures inférieures à -16 °, des conditions défavorables de la journée d'hivernage sont créées et, avec une nouvelle baisse de la température du sol, le nœud de tallage est endommagé et la mort du blé d'hiver due au gel [...]
L'électrothermomètre AM-29 (appareil de production en série) fonctionne selon le principe du pont. Se compose d'un bloc pour mesurer la température du sol dans la couche de surface et à une profondeur .. [...]
Selon cette méthode, le besoin en chaleur de l'objet s'exprime par le rapport entre la durée de développement et la température moyenne pendant ce temps. La durée du développement est ici entendue non seulement le temps de passage d'une phase quelconque, mais aussi la période entre le moment de développement attendu et tout phénomène phénologique qui précède celui attendu. Cette période est appelée période d'interphase, ou période. Le début de la période doit être facilement déterminé dans la nature, et donc un tel phénomène est sélectionné pour lui qui est facile à remarquer ou à définir. Par exemple, lors de la détermination du vol de la génération ayant hiverné de la mite d'hiver, il est pratique de compter la date de transition de la température du sol à la profondeur d'hivernage des chenilles jusqu'à 10 ° C comme son début. Pour déterminer le début du vol de la 2e génération du carpocapse, une période est prise qui commence à partir du moment du vol de la 1re génération. Selon cette méthode, la fin d'une période est toujours le moment de développement qui va être prédit, et le début est un phénomène arbitrairement choisi, même pas directement lié à cet objet. Ainsi, vous pouvez établir un lien entre la floraison d'un pissenlit et l'été de la mouche du chou de printemps et considérer la floraison d'un pissenlit comme le début de la période. [...]
Dans la première expérience, le carbation a donné un effet cicatrisant significatif ; dans le second, l'effet était moindre (tableau 2). L'augmentation de la température du sol le jour de l'application de la préparation (deuxième expérience) a sans aucun doute contribué au développement plus intensif de la quille, ce qui est visible sur le témoin. Pour cette raison, ainsi que, peut-être, la plus grande perte de la fraction active gazeuse du médicament, l'efficacité du carbation dans la deuxième expérience a diminué. Une efficacité moindre de la désinfection du sol au cours des périodes printanières tardives a été constatée au cours d'un certain nombre d'autres expériences. [...]
Pour la saison d'hiver, tenir compte de l'heure de la saison [date réelle, écart par rapport aux durées moyennes (+) en Jours] ; la température minimale du sol à la profondeur du nœud de tallage des cultures d'hiver pendant des décennies ; la date d'établissement et de disparition du manteau neigeux stable; hauteur moyenne de la couverture neigeuse sur une décennie; répartition de la couverture neigeuse sur le territoire (uniforme, inégale); la profondeur de gel du sol (moyenne sur une décennie); la présence d'une croûte de glace, son épaisseur et sa durée (en jours) ; le nombre de jours avec des phénomènes spéciaux par décennie - fortes chutes de neige, grésil, dégel, glace, vent fort. [...]
La masse de 1000 caryopses est de 0,12 ... 0,2 g Jusqu'à 16 000 graines se forment sur une plante. La viabilité dans le sol dure jusqu'à 5 ans. Les graines peuvent germer après maturation. Des conditions optimales pour la germination à la surface du sol sont créées avec une humidification périodique. Lors de l'ensemencement des graines à plus de 5 cm de profondeur, les plantules n'apparaissent pas. Au printemps, le manche à balai germe à des températures du sol supérieures à 5°C. Le non-respect des rotations culturales, les semis répétés des cultures d'hiver, les perturbations du travail des sols, la stagnation temporaire de l'eau entraînent une contamination massive des cultures. [...]
Les processus d'échange de l'air du sol avec l'air atmosphérique sont appelés aération ou échange de gaz. Les échanges gazeux s'effectuent à travers le système de pores aérés du sol, communiquant entre eux et avec l'atmosphère. Les échanges gazeux sont provoqués par plusieurs facteurs : diffusion, modifications de la température du sol et de la pression barométrique, modifications de la quantité d'humidité dans le sol sous la pression des précipitations, irrigation, évaporation, effet du vent, modifications du niveau des eaux souterraines ou du perchage l'eau. [...]
Cependant, lors de l'hiver rigoureux de 1995/96, lorsque les champs de la première moitié de la période hivernale étaient peu recouverts de neige (hauteur de neige 7-15 cm) et que de fortes gelées s'installaient, la température du sol à la profondeur du tallage nœud est tombé en dessous du niveau critique, ce qui a causé des dommages et la mort des cultures expérimentales par gel. [...]
Le déneigement est une technique radicale de régulation du régime thermique en saison froide. La rétention de neige est en même temps un moyen important d'accumuler de l'humidité dans le sol. Il est largement utilisé dans les régions arides et continentales du pays - dans le sud et le sud-est de la partie européenne de l'URSS, en Sibérie occidentale, au nord du Kazakhstan et dans d'autres régions, où la couverture neigeuse est généralement faible et les fortes gelées avec un une petite couche de neige peut gravement endommager les cultures d'hiver, les herbes vivaces, les fruits et les baies. Avec un faible enneigement, la température du sol à la profondeur du nœud de tallage des cultures d'hiver (environ 3 cm) peut atteindre des valeurs critiques et causer des dommages ou la mort des plantes. [...]
Dans l'hémisphère nord, les versants sud sont plus insolés. Par exemple, les observations réalisées par VR Volobuev (1963) au Jardin botanique de Batoumi ont montré que la différence de température du sol sur les pentes de l'exposition sud et nord en octobre était de 8°C. [...]
En raison du manque de chaleur dans le nord, les plus fertiles pour les plantes agricoles et les espèces d'arbres ne sont souvent pas les plus riches en cendres, les sols lourds, mais le loam sableux ou le loam léger le plus chaud. Ici, sur les sols lourds, les arbres réduisent souvent l'énergie de leur croissance aussi parce que leur système racinaire ne peut, en raison de la basse température du sol, fournir la quantité d'eau nécessaire au tronc pour la transpiration. [...]
Le nombre de semis d'épinette, pris avec des racines, pour déterminer la masse séchée à l'air sur la partie fortement ombragée a été pris 4, et sur la partie faiblement ombragée - 17. Mais Toursky et Nikolsky n'ont pas cherché à donner une expression quantitative du degré d'amour de la lumière chez le pin et l'épicéa. La tâche de leur expérience se situait dans un autre plan : ils ont simplement vérifié l'opportunité de la méthode pratique de longue date d'ombrage des crêtes de pépinière avec des boucliers, et l'expérience en cours de route a montré que le pin est plus photophile que l'épicéa, et donc aggrave la croissance plus fortement avec un ombrage fort. [...]
Les serres chauffées techniquement, dans lesquelles les semis de la variété tardive Moskovskaya ont été cultivés, n'ont pas été déconnectées du système de chauffage en temps voulu (à cause des concombres semés dans des serres séparées). En conséquence, fin avril - début mai, la température du sol a atteint 20 ° et plus. Une telle violation de la technologie agricole a sans aucun doute affecté l'intensification de la maladie: sur 17 serres, sur 8, jusqu'à 15% des plants étaient touchés par une jambe noire, dans 6 - jusqu'à 30% et dans 3 - jusqu'à à 36%. Malheureusement, il n'y avait pas de serres témoins dans cette expérience. [...]
Cependant, il existe un risque de dommages et de mort du blé d'hiver au début du printemps, à la sortie de l'hivernage, lorsque les plants en durcissement affaiblis et largement perdus lors du retour du froid ne résistent pas aux fortes baisses de température du sol à long terme (jusqu'à -7, -10°) dans la zone du nœud de tallage [...]
La structure complexe des communautés dépend de l'alternance de certaines conditions environnementales, de l'impact humain et des caractéristiques de croissance des plantes elles-mêmes. Mais même dans les cénoses monoïdes, l'hétérogénéité du couvert végétal s'exprime, du fait de l'hétérogénéité du relief et de la base lithogène. Les sols étant un miroir reflétant l'état du paysage, nous avons tout d'abord réalisé une étude comparative de la température des sols dans la zone des processus métaboliques les plus actifs (couche de sol de 30 centimètres) et de la température de la couche d'air de surface. à l'aide d'un psychromètre à une hauteur de 1,0 m, simultanément dans les zones d'indice KTP différent. À la suite d'études (100 mesures à chaque site par saison), des différences statistiquement significatives dans la température du sol des zones avec une augmentation et une diminution du KTP ont été établies au cours de la période d'observation (juillet - septembre 2004). Les résultats obtenus nous permettent de tirer une conclusion préliminaire que dans les zones à flux de chaleur convective accru, la température du sol à la profondeur étudiée est plus élevée. Les différences sont de 1 à 1,5 ° C, ce qui, bien sûr, devrait avoir un impact sur de nombreux aspects du fonctionnement des biogéocénoses forestières.
Variation diurne et annuelle de la température du sol
Des observations de la température de surface du sol et de la température à différentes profondeurs ont été effectuées dans certaines stations météorologiques depuis plus de 70 à 80 ans. Le traitement de ces données a permis d'établir les patrons d'évolution de la température du sol au cours de la journée et de l'année.
Le changement de température du sol au cours de la journée est appelé taux journalier. La variation de température quotidienne a généralement un maximum et un minimum. La température minimale de la surface du sol par temps clair est observée avant le lever du soleil, lorsque le bilan radiatif est encore négatif et que l'échange de chaleur entre l'air et le sol est insignifiant. Avec le lever du soleil, à mesure que le signe et l'amplitude du bilan radiatif changent, la température de la surface du sol augmente, surtout par temps clair. La température maximale est observée vers 13 heures, puis la température commence à baisser, ce qui se poursuit jusqu'au minimum matinal.
Certains jours, la variation quotidienne indiquée de la température du sol est perturbée sous l'influence de la nébulosité, des précipitations et d'autres facteurs. Dans ce cas, le maximum et le minimum peuvent se décaler à un autre moment. Une variation diurne bien définie et régulière est observée en période chaude avec un temps clair.
La variation de la température du sol tout au long de l'année est appelée taux annuel. Typiquement, le graphique du cours annuel est construit sur les températures mensuelles moyennes du sol. La variation annuelle de la température de surface du sol est principalement déterminée par l'arrivée différente du rayonnement solaire au cours de l'année. Les températures mensuelles moyennes maximales de la surface du sol dans les latitudes tempérées de l'hémisphère nord sont généralement observées en juillet, lorsque le flux de chaleur vers le sol est le plus élevé, et le minimum est de janvier à février.
La différence entre le maximum et le minimum dans le cours quotidien ou annuel est appelée amplitude cours de température.
Facteurs affectant l'amplitude des variations diurnes et annuelles de la température du sol
L'amplitude de la variation quotidienne de la température du sol est influencée par :
1) la saison ; en été l'amplitude est la plus grande, en hiver la plus petite;
2) latitude géographique ; l'amplitude est liée à la hauteur du Soleil à midi, qui le même jour augmente dans la direction du pôle à l'équateur ; par conséquent, dans les régions polaires, l'amplitude est insignifiante et dans les déserts tropicaux, où, de plus, le rayonnement effectif est élevé, il atteint 50-60 ° C;
3) relief du terrain ; par rapport à la plaine, les versants sud se réchauffent davantage, ceux du nord sont plus faibles et ceux de l'ouest sont un peu plus forts que ceux de l'est; l'amplitude change en conséquence ;
4) végétation et couverture neigeuse; l'amplitude de la variation diurne sous ces couvertures est moindre qu'en leur absence ;
5) capacité calorifique et conductivité thermique du sol; l'amplitude est inversement proportionnelle à la capacité calorifique et à la conductivité thermique ;
6) la couleur du sol ; l'amplitude de la variation journalière de la température de surface des sols sombres est supérieure à celle des sols clairs, car l'absorption du rayonnement et son rayonnement sur les surfaces sombres sont plus importantes que sur les sols clairs ; les surfaces des sols secs et meubles ont une plus grande amplitude que les surfaces des sols humides et denses ;
7) nébulosité : par temps nuageux, l'amplitude est bien moindre que par temps clair.
L'amplitude de la variation annuelle de la température de surface du sol est influencée par les mêmes facteurs que l'amplitude de la variation journalière, à l'exception de la saison. L'amplitude du cycle annuel, contrairement au cycle diurne, augmente avec l'augmentation de la latitude. Dans la zone équatoriale, il fait en moyenne 2-3°C, et dans les régions polaires des continents il dépasse 70°C (Yakoutie).
L'amplitude de la variation annuelle de température de la surface du sol nu est beaucoup plus importante que la surface recouverte de végétation ou de neige.
Régularités de répartition de la chaleur dans le sol
Les fluctuations quotidiennes et annuelles de la température de surface du sol dues à la conductivité thermique sont transférées à ses couches plus profondes. La couche de sol dans laquelle la variation de température journalière et annuelle est observée est appelée couche active. La propagation des fluctuations de température en profondeur dans le sol (avec une composition de sol homogène) se produit conformément aux lois de Fourier suivantes.
1. Période d'oscillation Avec la profondeur ne change pas, c'est-à-dire que tant à la surface du sol qu'à toutes les profondeurs, l'intervalle entre deux températures minimales ou maximales successives est de 24 heures dans le cycle journalier et de 12 mois dans le cycle annuel.
2. Si la profondeur augmente dans une progression arithmétique, alors l'amplitude diminue de façon exponentielle, c'est-à-dire qu'avec une augmentation de la profondeur, l'amplitude diminue rapidement.
Une couche de sol dans laquelle la température ne change pas au cours de la journée est appelée couche de température quotidienne constante.
Température du sol __67
Aux latitudes moyennes, cette couche commence à une profondeur de 70 à 100 cm. Couche de température annuelle constante aux latitudes moyennes, il se produit à plus de 15-20 m de profondeur.
3. Les températures maximales et minimales en profondeur surviennent plus tardivement qu'à la surface du sol (tableau 15). Ce décalage est directement proportionnel à la profondeur. Les valeurs maximales et minimales quotidiennes sont en retard pour chaque 10 cm de profondeur d'une moyenne de 2,5 à 3,5 heures, et les valeurs annuelles pour chaque mètre de profondeur sont retardées de 20 à 30 jours.
Tableau 15
Temps moyen d'apparition des maxima et minima dans la variation diurne de la température du sol (juin)
| Profondeur cm | Minimum, h min | Maximum, h min | Amplitude des "fluctuations de température, ° |
| Noukous (près de la mer d'Aral, désert) |
|||
| Léningrad |
|||
Les lois de Fourier données sont illustrées par les graphiques de l'évolution journalière (Fig. 12) et annuelle (Fig. 13) de la température de surface du sol et de la température à différentes profondeurs. Ces figures montrent clairement une diminution de l'amplitude avec la profondeur, un décalage dans le temps d'apparition des maxima et des minima avec une augmentation de la profondeur, et l'indépendance de la période d'oscillation par rapport à la profondeur.
Selon les calculs théoriques de Fourier, la profondeur à laquelle se manifeste la variation annuelle de la température du sol devrait être environ 19 fois supérieure à la profondeur de manifestation des fluctuations journalières. En réalité, des écarts importants par rapport aux calculs théoriques sont observés et, dans de nombreux cas, la profondeur de pénétration des fluctuations annuelles s'avère supérieure à celle calculée. Cela est dû à la différence d'humidité du sol en profondeur et dans le temps, à une modification de la diffusivité thermique du sol avec la profondeur et à d'autres raisons. 68
Aux latitudes septentrionales, la profondeur de pénétration de l'évolution annuelle de la température du sol est en moyenne de 25 m, aux latitudes moyennes - 15-20 m, aux latitudes méridionales - d'environ 10 m.
Régime de température du sol
Riz. 12. Variation diurne de la température du sol en juin à Tbilissi.
Les chiffres sur les courbes sont la profondeur en mètres.
// /// IV - V VIUGVIIIÀ-"X XI XII
Riz. 13. Variation annuelle de la température moyenne mensuelle du sol à surface naturelle à Tbilissi. Les chiffres sur les courbes sont la profondeur en mètres.
Thermoisopleths
Les matériaux des observations à long terme de la température du sol à différentes profondeurs peuvent être présentés graphiquement (Fig. 14). Dans un tel graphique, la température du sol, la profondeur et le temps sont liés. Pour tracer un graphique, les profondeurs sont tracées sur l'axe vertical et le temps (généralement des mois) sur l'horizontale. La température mensuelle moyenne du sol à différentes profondeurs est tracée sur le graphique. Ensuite, les points avec la même température sont reliés par des lignes lisses, appelées thermoisoplthes. Les thermoisopleths donnent une représentation visuelle de la température de la couche active du sol à n'importe quelle profondeur chaque mois. De tels graphiques sont utilisés, par exemple, pour déterminer la profondeur de la
pincement des températures critiques endommageant le système racinaire des arbres fruitiers.
"/ III V"ONUIX XI -1
Riz. 14. Isoplèthes de température du sol (Tbilissi).
Ces annexes sont également utilisées dans les services municipaux, dans la construction industrielle et routière, dans la remise en état des terres.
L'épaisseur de la couche gelée doit être prise en compte lors de la pose de drains dans les zones récupérées.
La variation quotidienne et annuelle de la température du sol est une mesure de la température au cours de la journée ou de l'année : pendant la journée, le sol se réchauffe, il se refroidit la nuit, la température minimale est par temps clair avant le lever du soleil et la température maximale est d'environ 13 heures. , puis la température commence à baisser. L'amplitude (la différence entre la température maximale et minimale) est influencée par :
saison (en été, l'amplitude est la plus grande);
latitude géographique (l'amplitude décroît des tropiques vers les pôles) ;
relief (les versants sud sont plus chauds que ceux du nord);
la végétation et l'enneigement en réduisent l'amplitude ;
les sols meubles ont une plus grande amplitude que les sols denses;
les sols sombres se réchauffent plus fortement que les sols clairs, donc l'amplitude de température des sols sombres est plus élevée que celle des sols clairs ;
les sols secs deviennent plus chauds que les sols humides ;
par temps nuageux, l'amplitude diminue.
La variation annuelle de la température de surface du sol est principalement déterminée par l'arrivée de la chaleur solaire au cours de l'année. Dans les latitudes tempérées de l'hémisphère nord, la température mensuelle moyenne maximale est observée en juillet et la température minimale en janvier-février. L'amplitude de la variation de température annuelle est principalement influencée par les mêmes facteurs que l'amplitude de la variation de température quotidienne, mais l'amplitude de la variation de température annuelle augmente avec l'augmentation de la latitude. La couche de sol dans laquelle la variation de température journalière et annuelle est observée est appelée couche active.
Les régularités de propagation de la chaleur dans le sol obéissent aux lois de Fourier.
1. Quel que soit le type de sol, la période de fluctuations ne change pas avec la profondeur, c'est-à-dire que l'intervalle à toutes les profondeurs entre les maxima et les minima dans la variation quotidienne de la température est de 24 heures, au cours de l'année - 12 mois.
2. Une augmentation de la profondeur d'une progression arithmétique entraîne une diminution exponentielle de l'amplitude de la température. Ainsi, en surface, l'amplitude quotidienne est de 30 ° C, à une profondeur de 20 cm - 5, à une profondeur de 40 cm - 1 ° C, à partir d'une profondeur de 70 cm commence une couche de température quotidienne constante. L'amplitude des fluctuations annuelles de température décroît avec la profondeur selon la même loi. Une température constante aux latitudes moyennes est observée à une profondeur de 15 ... 20 cm.
3. Le moment de l'apparition des températures maximales et minimales, tant au cours de la journée qu'au cours de l'année, est en retard avec la profondeur proportionnellement à son augmentation ; quotidiennement - de 2,5 ... 3,5 heures pour chaque 10 cm de profondeur, annuel - de 20 ... 30 jours pour chaque mètre de profondeur.
Riz. 4.3. Isoplèthes de l'évolution annuelle de la température du sol à Moscou sur un site nu (a) et sous le couvert d'herbe (b)
Les changements de température du sol avec la profondeur au cours de la journée ou de l'année peuvent être représentés sous la forme d'un graphique isoplèthe (Fig. 4.3). En traçant les valeurs de température moyennes à différentes profondeurs pour un point d'observation spécifique au cours de différents mois (heures), les isolignes (isopleths) sont des points de connexion dessinés en douceur avec des températures égales.
Tester les questions et les tâches
1. Énumérez les processus de chauffage et de refroidissement du sol. 2. Dans quelles conditions la chaleur pénètre-t-elle profondément dans le sol (type d'ensoleillement) et dans quelles conditions le flux de chaleur est-il dirigé de la profondeur vers la surface (type de rayonnement) ? 3. Décrire les instruments et les méthodes de mesure de la température du sol et du sol. 4. Qu'est-ce qui influence l'amplitude de la variation quotidienne de la température du sol ? 5. Qu'est-ce qu'un graphe isoplèthe ?
Le changement de température du sol au cours de la journée est appelé taux journalier. Variation de température quotidienne a généralement un maximum et un minimum. La température minimale de la surface du sol par temps clair est observée avant le lever du soleil, lorsque le bilan radiatif est encore négatif et que l'échange de chaleur entre l'air et le sol est insignifiant. À mesure que le soleil se lève, la température de surface du sol augmente, surtout par temps clair. La température maximale est observée vers 13 heures, puis la température commence à baisser, ce qui se poursuit jusqu'au minimum matinal. Certains jours, la variation quotidienne indiquée de la température du sol est perturbée sous l'influence de la nébulosité, des précipitations et d'autres facteurs. Dans ce cas, le maximum et le minimum peuvent se décaler à un autre moment (Figure 4.2).
Graphique 4.2. Variation diurne des températures de l'air et du sol en surface et à différentes profondeurs (Voronej, août). (disponible en téléchargeant la version complète du tutoriel)
La variation de la température du sol tout au long de l'année est appelée taux annuel. Typiquement, le graphique du cours annuel est construit sur les températures mensuelles moyennes du sol. Variation annuelle de la température de surface du sol est déterminé principalement par l'arrivée différente du rayonnement solaire au cours de l'année. Les températures mensuelles moyennes maximales de la surface du sol dans les latitudes tempérées de l'hémisphère nord sont généralement observées en juillet, lorsque le flux de chaleur vers le sol est le plus élevé, et le minimum est de janvier à février.
La différence entre le maximum et le minimum dans le cours quotidien ou annuel est appelée amplitude du cours de température.
L'amplitude de la variation quotidienne de la température du sol est affectée ; saison, latitude, terrain, végétation et couverture neigeuse, capacité calorifique et conductivité thermique du sol, couleur du sol, nébulosité (Fig. 4.3).
Graphique 4.3. Thermoisoplèthes du sol, cycle annuel(disponible en téléchargeant la version complète du tutoriel)
L'amplitude de la variation annuelle de la température de surface du sol est influencée par les mêmes facteurs que l'amplitude de la variation journalière, à l'exception de la saison. L'amplitude du cycle annuel, contrairement au cycle diurne, augmente avec l'augmentation de la latitude.
Les fluctuations quotidiennes et annuelles de la température du sol dues à la conductivité thermique sont transférées à ses couches plus profondes. La couche de sol dans laquelle la variation de température journalière et annuelle est observée est appelée couche active.
La théorie générale de la conductivité thermique moléculaire proposée par Fourier est applicable à la propagation de la chaleur dans le sol. Lois de propagation de la chaleur dans le sol porter le nom Les lois de Fourier.
Téléchargez la version complète du manuel (avec des images, des formules, des cartes, des diagrammes et des tableaux) dans un seul fichier au format MS Office Word
Variation quotidienne de la température de l'air près de la surface de la terre
1. La température de l'air change au cours d'une journée suivant la température de la surface de la terre. L'air étant chauffé et refroidi à la surface de la terre, l'amplitude de la variation de température quotidienne dans la cabine météorologique est inférieure à celle à la surface du sol, en moyenne d'environ un tiers. Au-dessus de la surface de la mer, les conditions sont plus compliquées, ce qui sera discuté plus tard.
Une augmentation de la température de l'air commence par une augmentation de la température du sol (15 minutes plus tard) le matin, après le lever du soleil. À 13-14 heures, la température du sol, comme nous le savons, commence à baisser. À 14-15 heures, la température de l'air commence également à baisser. Ainsi, le minimum de la variation quotidienne de la température de l'air près de la surface de la terre tombe peu après le lever du soleil et le maximum - à 14-15 heures.
La variation quotidienne de la température de l'air n'est tout à fait correcte que dans des conditions de temps clair et stable. Cela semble encore plus naturel en moyenne d'après un grand nombre d'observations : les courbes à long terme de la variation de température quotidienne sont des courbes lisses, semblables à des sinusoïdes.
Mais certains jours, la variation quotidienne de la température de l'air peut être très fausse. Cela dépend des changements de nébulosité, des conditions de rayonnement changeantes à la surface de la terre, ainsi que de l'advection, c'est-à-dire de l'afflux de masses d'air avec une température différente. Pour ces raisons, la température minimale peut changer même pendant la journée et la température maximale - la nuit. La variation diurne de température peut disparaître complètement, ou la courbe de variation diurne prendra une forme complexe. En d'autres termes, la variation diurne régulière est bloquée ou masquée par des changements de température non périodiques. Par exemple, à Helsinki en janvier, avec une probabilité de 24%, la température maximale quotidienne tombe entre minuit et une heure du matin, et seulement dans 13% elle tombe sur l'intervalle de temps de 12 à 14 heures.
Même sous les tropiques, où les changements de température non périodiques sont plus faibles que sous les latitudes tempérées, la température maximale ne se produit l'après-midi que dans 50 % des cas.
En climatologie, la variation quotidienne de la température de l'air, moyennée sur une longue période, est généralement considérée. Dans un tel cours quotidien moyenné, les changements de température non périodiques se produisant plus ou moins uniformément pour toutes les heures de la journée s'annulent mutuellement. De ce fait, la courbe à long terme du taux journalier a un caractère simple, proche : d'une sinusoïdale.
A titre d'exemple, nous donnons sur la Fig. 22 variation diurne de la température de l'air à Moscou en janvier et juillet, calculée à partir de données à long terme. La température moyenne à long terme a été calculée pour chaque heure de la journée de janvier ou de juillet, puis, sur la base des valeurs horaires moyennes obtenues, des courbes diurnes à long terme pour janvier et juillet ont été tracées.
Riz. 22. Variation quotidienne de la température de l'air en janvier (1) et juillet (2). Moscou. La température moyenne mensuelle est de 18,5°С pour juillet, -10"С pour janvier.
2. L'amplitude quotidienne de la température de l'air dépend de nombreuses influences. Tout d'abord, elle est déterminée par l'amplitude journalière de la température à la surface du sol : plus l'amplitude à la surface du sol est grande, plus elle est dans l'air. Mais la plage de température quotidienne à la surface du sol dépend principalement de la nébulosité. Par conséquent, l'amplitude journalière de la température de l'air est étroitement liée à la nébulosité : par temps clair, elle est beaucoup plus élevée que par temps nuageux. Ceci est clairement visible sur la Fig. 23, qui montre la variation quotidienne de la température de l'air à Pavlovsk (près de Leningrad), moyenne pour tous les jours de la saison estivale et séparément pour les jours clairs et nuageux.
L'amplitude journalière de la température de l'air varie aussi selon les saisons, selon la latitude, et aussi en fonction de la nature du sol et du terrain. En hiver, elle est moindre qu'en été, ainsi que l'amplitude de température de la surface sous-jacente.
Avec l'augmentation de la latitude, l'amplitude quotidienne de la température de l'air diminue, à mesure que la hauteur du soleil à midi au-dessus de l'horizon diminue. Sous des latitudes de 20 à 30 ° sur terre, l'amplitude moyenne de la température quotidienne pour l'année est d'environ 12 ° C, à 60 ° de latitude environ 6 ° C, à 70 ° de latitude seulement 3 ° C. Aux latitudes les plus élevées, où le soleil ne se lève pas ou ne se couche pas plusieurs jours d'affilée, il n'y a aucune variation de température quotidienne régulière.
La nature du sol et de la couverture du sol est également importante. Plus l'amplitude quotidienne de la température de la surface du sol elle-même est grande, plus l'amplitude quotidienne de la température de l'air au-dessus est grande. Dans les steppes et les déserts, l'amplitude journalière moyenne
Là, il atteint 15-20 ° C, parfois 30 ° C. Au-dessus de la végétation dense, c'est moins. L'amplitude diurne est également affectée par la proximité des bassins versants : dans les zones côtières elle est moindre.
Riz. 23. Variation quotidienne de la température de l'air à Pavlovsk en fonction de la nébulosité. 1 - jours clairs, 2 - jours nuageux, 3 - tous les jours.
Sur les reliefs convexes (sur les sommets et les pentes des montagnes et des collines), l'amplitude quotidienne de la température de l'air est réduite par rapport au terrain plat, et sur les reliefs concaves (dans les vallées, les ravins et les creux), elle est augmentée (loi de Voeikov). La raison en est que sur les reliefs convexes, l'air a une surface de contact réduite avec la surface sous-jacente et en est rapidement emporté, remplacé par de nouvelles masses d'air. Dans les reliefs concaves, l'air se réchauffe davantage à partir de la surface et stagne davantage le jour, et la nuit, il se refroidit davantage et descend les pentes. Mais dans les gorges étroites, où à la fois l'apport de rayonnement et le rayonnement effectif sont réduits, les amplitudes journalières sont plus faibles que dans les vallées larges.
3. Il est clair que de petites amplitudes quotidiennes de température à la surface de la mer entraînent également de petites amplitudes quotidiennes de température de l'air au-dessus de la mer. Cependant, ces dernières sont néanmoins supérieures aux amplitudes journalières à la surface de la mer elle-même. Les amplitudes quotidiennes à la surface de l'océan ouvert ne sont mesurées qu'en dixièmes de degré, mais dans la couche d'air inférieure au-dessus de l'océan, elles atteignent 1 à 1,5 ° C (voir Fig. 21), et encore plus au-dessus des mers intérieures. Les amplitudes de température de l'air sont augmentées car elles sont affectées par l'influence de l'advection des masses d'air. L'absorption directe du rayonnement solaire par les couches inférieures de l'air pendant la journée et par celles-ci la nuit joue également un rôle.