वह सतह जो सीधे सूर्य की किरणों से गर्म होती है और अंतर्निहित परतों और हवा को गर्मी देती है, कहलाती है सक्रिय सतह... सक्रिय सतह का तापमान, इसका मूल्य और परिवर्तन (दैनिक और वार्षिक भिन्नता) गर्मी संतुलन द्वारा निर्धारित किया जाता है।
गर्मी संतुलन के लगभग सभी घटकों का अधिकतम मूल्य दोपहर के घंटों में देखा जाता है। एक अपवाद सुबह के घंटों में मिट्टी में अधिकतम गर्मी हस्तांतरण है। गर्मी संतुलन घटकों की दैनिक भिन्नता के अधिकतम आयाम गर्मियों में देखे जाते हैं, और न्यूनतम - सर्दियों में।
एक स्पष्ट दिन पर शुष्क और गैर-वनस्पति सतह के तापमान की दैनिक भिन्नता में, अधिकतम 13:00 बजे के बाद होता है, और न्यूनतम - सूर्योदय के समय के आसपास। बादल छाए रहने से सतह के तापमान का सही क्रम बिगड़ जाता है और अधिकतम और न्यूनतम के क्षणों में बदलाव होता है। सतह का तापमान इसकी नमी सामग्री और वनस्पति आवरण से बहुत प्रभावित होता है।
सतह के तापमान का दिन का अधिकतम तापमान + 80 ° और अधिक (रूस के दक्षिण में + 75 °) हो सकता है। दैनिक उतार-चढ़ाव 40 ° तक पहुँच जाता है। उनका मूल्य मौसम, बादल, सतह के तापीय गुणों, उसके रंग, खुरदरापन, वनस्पति आवरण, साथ ही ढलानों के जोखिम पर निर्भर करता है।
सक्रिय परत की वार्षिक तापमान भिन्नता विभिन्न अक्षांशों पर भिन्न होती है। मध्य और उच्च अक्षांशों में अधिकतम सतह का तापमान आमतौर पर जुलाई में, न्यूनतम जनवरी में मनाया जाता है। निम्न अक्षांशों पर सक्रिय सतह के तापमान में वार्षिक उतार-चढ़ाव के आयाम बहुत छोटे होते हैं, भूमि पर मध्य अक्षांशों में, वे 30 ° तक पहुँच जाते हैं। समशीतोष्ण और उच्च अक्षांशों में सतह के तापमान में वार्षिक उतार-चढ़ाव बर्फ के आवरण से काफी प्रभावित होते हैं।
मिट्टी में गर्मी का प्रसार इसके कई गुणों पर निर्भर करता है, और सबसे ऊपर गर्मी क्षमता और तापीय चालकता पर निर्भर करता है। सौर ताप की समान मात्रा प्राप्त करने से, मिट्टी धीमी गति से गर्म होती है, जितना अधिक होता है वॉल्यूमेट्रिक तापमान।भूमि का निर्माण करने वाली चट्टानों की उष्मीय ऊष्मा क्षमता पानी की ताप क्षमता से लगभग दो गुना कम है। पानी की ताप क्षमता - 1, क्वार्ट्ज - 0.517, मिट्टी - 0.676, वायु - 0.0003।
परत से परत तक ऊष्मा का स्थानांतरण तापीय चालकता द्वारा नियंत्रित होता है। अधिकांश चट्टानों में कम तापीय चालकता (cal) cm * sec deg होती है:
पानी की तापीय चालकता - 0.00129 कैलोरी / सेमी * सेकंड * डिग्री।, वायु - 0.000056।
एक परत से दूसरी परत में गर्मी के स्थानांतरण में समय लगता है, और दिन के दौरान अधिकतम और न्यूनतम तापमान की शुरुआत का समय हर 10 सेमी में लगभग 3 घंटे की देरी से होता है। यदि सतह पर उच्चतम तापमान लगभग 13 घंटे था, तो 10 सेमी की गहराई पर अधिकतम तापमान लगभग 16, और 20 सेमी की गहराई पर - लगभग 19 घंटे, आदि होगा।
अंतर्निहित परतों के ऊपर की परतों से लगातार हीटिंग के साथ, प्रत्येक परत एक निश्चित मात्रा में गर्मी को अवशोषित करती है। परत जितनी गहरी होती है, उतनी ही कम गर्मी प्राप्त करती है और उसमें तापमान में उतार-चढ़ाव कमजोर होता है। गहराई के साथ दैनिक तापमान में उतार-चढ़ाव के आयाम प्रत्येक 15 सेमी के लिए आधे से कम हो जाते हैं। इसका मतलब यह है कि यदि सतह पर आयाम 16 ° है, तो 15 सेमी की गहराई पर यह 8 ° है, और 30 सेमी - 4 ° की गहराई पर है। इसी समय, तापमान में उतार-चढ़ाव की अवधि सभी गहराई पर अपरिवर्तित रहती है। औसतन, लगभग 1 मीटर की गहराई पर, मिट्टी के तापमान में दैनिक उतार-चढ़ाव मर जाते हैं। जिस परत में ये कंपन व्यावहारिक रूप से रुकते हैं उसे परत कहा जाता है लगातार दैनिक तापमान।
तापमान में उतार-चढ़ाव की अवधि जितनी लंबी होती है, ये उतार-चढ़ाव उतने ही गहरे होते जाते हैं। मध्य अक्षांशों में, निरंतर वार्षिक तापमान की परत 19-20 मीटर की गहराई पर, उच्च अक्षांशों में - 25 मीटर की गहराई पर स्थित होती है। उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में, वार्षिक तापमान आयाम छोटे होते हैं और निरंतर वार्षिक आयाम की परत होती है केवल 5-10 मीटर की गहराई पर स्थित है।
वर्ष के दौरान अधिकतम और न्यूनतम तापमान की शुरुआत के क्षणों में औसतन 20-30 दिन प्रति मीटर की देरी होती है। इस प्रकार, यदि सबसे कम सतह का तापमान जनवरी में देखा गया था, तो यह मार्च की शुरुआत में 2 मीटर की गहराई पर होता है।
टिप्पणियों से पता चलता है कि निरंतर वार्षिक तापमान की परत में तापमान सतह के ऊपर औसत वार्षिक वायु तापमान के करीब है। निरंतर वार्षिक तापमान की परत के ऊपर स्थित और अपने वार्षिक उतार-चढ़ाव का अनुभव करने वाली मिट्टी की परत कहलाती है सक्रिय परत।
पानी, उच्च ताप क्षमता और भूमि की तुलना में कम तापीय चालकता वाला, अधिक धीरे-धीरे गर्म होता है और गर्मी को अधिक धीरे-धीरे छोड़ता है। पानी की सतह पर पड़ने वाली सूर्य की किरणें आंशिक रूप से पानी की सबसे ऊपरी परत द्वारा अवशोषित होती हैं, और आंशिक रूप से काफी गहराई तक प्रवेश करती हैं, सीधे इसकी कुछ परत को गर्म करती हैं। पानी की गतिशीलता इसे संभव बनाती है। गर्मी का हस्तांतरण। पानी के अशांत मिश्रण के कारण, तापीय चालकता की तुलना में इंटीरियर में गर्मी हस्तांतरण 1000-10,000 गुना तेजी से होता है। जब सतह की परतें ठंडी होती हैं, तो पानी के मिश्रण के साथ तापीय संवहन होता है।
उच्च अक्षांशों पर महासागर की सतह पर तापमान में दैनिक उतार-चढ़ाव केवल 0.1 °, मध्यम अक्षांशों में - 0.4 °, उष्णकटिबंधीय में - 0.5 ° होता है। इन उतार-चढ़ावों की प्रवेश गहराई 15-20 मीटर है। महासागर की सतह पर वार्षिक तापमान आयाम उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में 2 ° से समशीतोष्ण अक्षांशों में 0.8 ° तक हैं। वार्षिक तापमान में उतार-चढ़ाव 200-300 मीटर की गहराई तक प्रवेश करता है।
जल निकायों के अधिकतम तापमान के क्षण भूमि की तुलना में पिछड़ रहे हैं। अधिकतम लगभग 15-16 घंटे, न्यूनतम - सूर्योदय के 2-3 घंटे बाद होता है। उत्तरी गोलार्ध में महासागर की सतह पर वार्षिक अधिकतम तापमान अगस्त में गिरता है, न्यूनतम - फरवरी में।
व्याख्यान 4
मृदा तापमान व्यवस्था
सक्रिय परत में दीप्तिमान ऊर्जा तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। एक सकारात्मक विकिरण संतुलन (दिन में, गर्मियों में) के साथ, इस गर्मी का एक हिस्सा सक्रिय परत को गर्म करने, सतह की हवा और पौधों को गर्म करने पर और मिट्टी और पौधों से पानी को वाष्पित करने पर खर्च किया जाता है। जब विकिरण संतुलन नकारात्मक होता है (रात में, सर्दियों में), सक्रिय सतह के प्रभावी विकिरण से जुड़ी गर्मी की लागत की भरपाई सक्रिय परत से गर्मी के आगमन से होती है, हवा से, गर्मी का हिस्सा जारी किया जाता है सक्रिय सतह पर जल वाष्प का संघनन (उच्च बनाने की क्रिया)। सक्रिय सतह पर यह आवक और जावक ऊर्जा ऊष्मा संतुलन समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है:
बी = ए + पी + एलई
जहां बी सक्रिय सतह का विकिरण संतुलन है; ए - सक्रिय सतह और अंतर्निहित परतों के बीच गर्मी प्रवाह; पी सतह और सतह वायु परत के बीच गर्मी प्रवाह है; LЕ - पानी के चरण परिवर्तन (वाष्पीकरण - संघनन) से जुड़ा ऊष्मा प्रवाह।
पृथ्वी की सतह के ऊष्मीय संतुलन के अन्य घटक (पवन ऊर्जा से गर्मी का प्रवाह, ज्वार, वर्षा से, प्रकाश संश्लेषण के लिए ऊर्जा की खपत, आदि) पहले से संकेतित संतुलन सदस्यों की तुलना में बहुत कम हैं, इसलिए उनकी अवहेलना की जा सकती है।
समीकरण का अर्थ गैर-विकिरण गर्मी हस्तांतरण द्वारा पृथ्वी की सतह के विकिरण संतुलन को संतुलित करना है।
मिट्टी की सतह के तापमान की दैनिक और वार्षिक भिन्नता
इस तथ्य से कि पृथ्वी की सतह का गर्मी संतुलन शून्य है, इसका मतलब यह नहीं है कि सतह का तापमान नहीं बदलता है। जब ऊष्मा का स्थानांतरण नीचे की ओर (+ A) होता है, तो ऊपर से सतह पर आने वाली ऊष्मा का एक महत्वपूर्ण भाग सक्रिय परत में रहता है। इस परत का तापमान, और इसलिए सक्रिय सतह का, इस मामले में बढ़ जाता है। इसके विपरीत, जब पृथ्वी की सतह के माध्यम से नीचे से ऊपर (-ए) तक गर्मी स्थानांतरित की जाती है, तो गर्मी मुख्य रूप से सक्रिय परत से वायुमंडल में चली जाती है, जिसके परिणामस्वरूप सतह का तापमान कम हो जाता है।
मिट्टी की सतह के दिन के समय गर्म होने और रात के समय ठंडा होने से इसके तापमान में दैनिक उतार-चढ़ाव होता है। दैनिक तापमान भिन्नता में आमतौर पर एक अधिकतम और एक न्यूनतम होता है। साफ मौसम में मिट्टी की सतह का न्यूनतम तापमान सूर्योदय से पहले देखा जाता है, जब विकिरण संतुलन अभी भी नकारात्मक होता है, और हवा और मिट्टी के बीच गर्मी का आदान-प्रदान नगण्य होता है। जैसे-जैसे सूरज उगता है, विकिरण संतुलन बढ़ता है, मिट्टी की सतह का तापमान बढ़ता है। अधिकतम तापमान लगभग 13 घंटे तक मनाया जाता है, फिर तापमान में गिरावट शुरू हो जाती है।
कुछ दिनों में, मिट्टी के तापमान की संकेतित दैनिक भिन्नता बादल, वर्षा और अन्य कारकों के प्रभाव में परेशान होती है। इस मामले में, अधिकतम और न्यूनतम दूसरी बार स्थानांतरित हो सकते हैं।
दैनिक या वार्षिक पाठ्यक्रम में अधिकतम और न्यूनतम के बीच के अंतर को कहा जाता है तापमान पाठ्यक्रम का आयाम.
मिट्टी की सतह के तापमान की दैनिक भिन्नता के आयाम परनिम्नलिखित कारकों से प्रभावित:
मौसम : गर्मियों में आयाम सबसे बड़ा होता है, सर्दियों में - सबसे छोटा;
भौगोलिक अक्षांश : आयाम सूर्य की मध्याह्न ऊंचाई के साथ जुड़ा हुआ है, जो ध्रुव से भूमध्य रेखा की दिशा में बढ़ता है, इसलिए, ध्रुवीय क्षेत्रों में, आयाम महत्वहीन है, और उष्णकटिबंधीय रेगिस्तान में, जहां, इसके अलावा, प्रभावी विकिरण अधिक है , यह 50 ... 60 0С तक पहुँच जाता है;
इलाके : मैदान की तुलना में, दक्षिणी ढलान अधिक गर्म होते हैं, उत्तरी वाले कमजोर होते हैं, और पश्चिमी पूर्वी वाले की तुलना में कुछ अधिक मजबूत होते हैं, और आयाम तदनुसार बदल जाता है;
वनस्पति और बर्फ का आवरण : इन आवरणों के तहत दैनिक भिन्नता का आयाम उनकी अनुपस्थिति की तुलना में कम है, क्योंकि वे मिट्टी की सतह के ताप और शीतलन को कम करते हैं;
मिट्टी का रंग : गहरी मिट्टी की सतह के तापमान की दैनिक भिन्नता का आयाम हल्की मिट्टी की तुलना में अधिक होता है, क्योंकि पूर्व में विकिरण का अवशोषण और उत्सर्जन बाद की तुलना में अधिक होता है;
सतह की हालत : ढीली मिट्टी में घनी मिट्टी की तुलना में अधिक आयाम होते हैं; घनी मिट्टी में, अवशोषित गर्मी अंदर की ओर फैलती है, और ढीली मिट्टी में यह ऊपरी परत में रहती है, इसलिए उत्तरार्द्ध अधिक गर्म होता है;
मिटटी की नमी : गीली मिट्टी की सतह पर, शुष्क मिट्टी की सतह की तुलना में आयाम कम होता है; नम मिट्टी में, अवशोषित गर्मी, जैसे कि घनी मिट्टी में, अंदर की ओर फैलती है, और गर्मी का कुछ हिस्सा वाष्पीकरण पर खर्च होता है, जिसके परिणामस्वरूप वे शुष्क मिट्टी की तुलना में कम गर्म होते हैं;
बादल : बादल के मौसम में, आयाम स्पष्ट मौसम की तुलना में बहुत कम होता है, क्योंकि बादल दिन के गर्म होने और सक्रिय सतह के रात के समय ठंडा होने को कम कर देता है।
वार्षिक चाल मिट्टी की सतह का तापमान वर्ष के दौरान विभिन्न मात्रा में सौर विकिरण द्वारा निर्धारित किया जाता है।
मिट्टी की सतह पर सबसे कम तापमान आमतौर पर जनवरी-फरवरी में मनाया जाता है, सबसे ज्यादा जुलाई या अगस्त में।
मिट्टी की सतह के तापमान की वार्षिक भिन्नता का आयाम उन्हीं कारकों से प्रभावित होता है, जो दैनिक भिन्नता के आयाम के अपवाद के साथ होते हैं।स्थान का अक्षांश। वार्षिक चक्र का आयाम, दैनिक के विपरीत, बढ़ते अक्षांश के साथ बढ़ता है।
मिट्टी की थर्मोफिजिकल विशेषताएं
मिट्टी की सतह और इसकी अंतर्निहित परतों के बीच गर्मी का निरंतर आदान-प्रदान होता है। मिट्टी में ऊष्मा का स्थानांतरण मुख्यतः आणविक तापीय चालकता के कारण होता है।
मिट्टी का ताप और शीतलन मुख्य रूप से इसकी थर्मोफिजिकल विशेषताओं पर निर्भर करता है: ताप क्षमता और तापीय चालकता।
ताप क्षमता - मिट्टी के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा। विशिष्ट और वॉल्यूमेट्रिक ताप क्षमता के बीच भेद।
विशिष्ट ताप (साथ औद ) 1 किलो मिट्टी को 1 ° C गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है।
वॉल्यूमेट्रिक ताप क्षमता (साथ के बारे में ) 1 m3 मिट्टी को 1 ° C गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है।
एक परत से दूसरी परत में ऊष्मा को स्थानांतरित करने की मिट्टी की क्षमता कहलाती हैऊष्मीय चालकता .
तापीय चालकता गुणांक मिट्टी की तापीय चालकता का एक माप है, जो संख्यात्मक रूप से ऊष्मा की मात्रा के बराबर है, J, 1 m2 के क्रॉस सेक्शन और 1 m की ऊँचाई वाले मिट्टी के स्तंभ के आधार से 1 s में गुजरता है।
मिट्टी की तापीय चालकता का गुणांक मुख्य रूप से इसमें सामग्री के अनुपात पर निर्भर करता हैहवा और पानी .
मिट्टी की थर्मोफिजिकल विशेषताएं भी इस पर निर्भर करती हैं:घनत्व ... घनत्व में कमी के साथ, शुष्क मिट्टी की तापीय क्षमता और तापीय चालकता कम हो जाती है। इसलिए, कृषि योग्य परत में ढीली मिट्टी घनी मिट्टी की तुलना में दिन में गर्म होती है, और रात में ठंडी होती है। इसके अलावा, ढीली मिट्टी में घनी मिट्टी की तुलना में एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र होता है, और इसलिए दिन के दौरान अधिक विकिरण को अवशोषित करता है, और रात में अधिक तीव्रता से गर्मी विकीर्ण करता है।
तापमान और मिट्टी जमने की गहराई का मापन
मिट्टी के तापमान को मापने के लिए, तरल (पारा, शराब, टोल्यूनि), थर्मोइलेक्ट्रिक, प्रतिरोध इलेक्ट्रोथर्मोमीटर और विरूपण थर्मामीटर का उपयोग किया जाता है।
तत्काल थर्मामीटर TM-3, पारा, का उपयोग किसी निश्चित क्षण (अवधि) में मिट्टी की सतह के तापमान को मापने के लिए किया जाता है।
अधिकतम थर्मामीटर TM-1, पारा, का उपयोग अवलोकन अवधि के बीच की अवधि के लिए उच्चतम सतह के तापमान को मापने के लिए किया जाता है।
अधिकतम थर्मामीटर अत्यावश्यक से भिन्न होता है जिसमें टैंक के तल में मिलाप किया गया एक पतला पिन सीधे टैंक के पास केशिका चैनल में प्रवेश करता है। नतीजतन, पारा संकुचन के बिंदु पर टूट जाता है, और इस प्रकार एक निश्चित अवधि के लिए अधिकतम तापमान मान तय हो जाता है।
न्यूनतम थर्मामीटर टीएम-2, अल्कोहल, का उपयोग अवलोकन अवधि के बीच की अवधि के लिए न्यूनतम मिट्टी की सतह के तापमान को मापने के लिए किया जाता है। इस थर्मामीटर के उपकरण की ख़ासियत यह है कि गहरे रंग के कांच से बनी एक छोटी सी पिन को केशिका के अंदर रखा जाता है। जब तापमान गिरता है, मेनिस्कस की सतह फिल्म जलाशय की ओर बढ़ती है और पिन को उसके पीछे ले जाती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, शराब पिन के चारों ओर स्वतंत्र रूप से फैलती है। उत्तरार्द्ध जगह में रहता है, जो जलाशय से अंत रिमोट को दर्शाता है, अवलोकन तिथियों के बीच न्यूनतम तापमान।
कोहनी थर्मामीटर (सविनोवा) TM-5, पारा, 5, 10, 15 और 20 सेमी की गहराई पर मिट्टी के तापमान को गर्म अवधि में मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
जांच थर्मामीटर AM-6, टोल्यूनि, का उपयोग 3 ... 40 सेमी की गहराई पर मिट्टी के तापमान के क्षेत्र माप के लिए किया जाता है।
ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रोथर्मोमीटर TET-2 का उपयोग गर्म मौसम के दौरान कृषि योग्य परत के तापमान को मापने के लिए किया जाता है। वे जड़ फसलों, आलू के ढेर में तापमान को अनाज द्रव्यमान में भी माप सकते हैं।
कृषि विज्ञानी की छड़ी PITT-1 को कृषि योग्य परत के तापमान को मापने और जुताई की गहराई को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके संचालन का सिद्धांत तापमान के एक फलन के रूप में ओमिक प्रतिरोध को मापने पर आधारित है।
निकास थर्मामीटर टीपीवी -50, पारा, पूरे वर्ष में 20 ... 320 सेमी की गहराई पर मिट्टी के तापमान को मापने के लिए अभिप्रेत है। इनका उपयोग खेतों में पाइल्स, साइलो आदि में तापमान मापने के लिए भी किया जा सकता है।
हाल ही में, उपग्रहों, हवाई जहाजों और हेलीकॉप्टरों से मिट्टी की सतह के तापमान के गैर-संपर्क निर्धारण के लिए तरीके विकसित किए गए हैं, जिससे पृथ्वी की सतह के बड़े क्षेत्रों के लिए औसत तापमान मान प्राप्त करना संभव हो गया है।
पर्माफ्रॉस्ट मीटर AM-21 का उपयोग मिट्टी जमने की गहराई को मापने के लिए किया जाता है। इस उपकरण में एक आबनूस ट्यूब होती है, जिसके शीर्ष पर बर्फ के आवरण की ऊंचाई निर्धारित करने के लिए सेंटीमीटर में ग्रेजुएशन लगाया जाता है। इस ट्यूब में आसुत जल से भरी 1 सेमी विभाजन वाली एक रबर ट्यूब रखी गई है।
अंतरराष्ट्रीय व्यावहारिक पैमाने पर तापमान डिग्री सेल्सियस (डिग्री सेल्सियस) में मापा जाता है। इस पैमाने पर डिग्री बर्फ के पिघलने के बिंदुओं (0 डिग्री सेल्सियस) और पानी के क्वथनांक (100 डिग्री सेल्सियस) के बीच के अंतराल का 1/100 है।
पौधों के लिए मिट्टी के तापमान का मूल्य
पौधे के जीवन में सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक मिट्टी का तापमान है। बीजों का अंकुरण, जड़ प्रणाली का विकास, मिट्टी के माइक्रोफ्लोरा की महत्वपूर्ण गतिविधि, जड़ों द्वारा खनिज पोषण उत्पादों का आत्मसात करना आदि काफी हद तक मिट्टी के तापमान पर निर्भर करते हैं। मिट्टी के तापमान में वृद्धि के साथ, ये सभी प्रक्रियाएं सक्रिय होती हैं। मिट्टी के तापमान में भारी गिरावट के कारण सर्दियों में अनाज की फसलें, बारहमासी घास और फलों के पेड़ मर जाते हैं।
मध्य लेन में अधिकांश कृषि फसलों के बीज 3 ... 5 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर अंकुरित होते हैं, और जैसे चावल, कपास आदि के लिए बहुत अधिक तापमान की आवश्यकता होती है - 13 ... 15 डिग्री सेल्सियस।
मिट्टी के तापमान में अधिकतम वृद्धि के साथ, बीज के अंकुरण की दर बढ़ जाती है, जिससे बुवाई से लेकर रोपाई के उद्भव तक की अवधि में कमी आती है।
मिट्टी का तापमान शासन सीधे जड़ प्रणाली की वृद्धि दर को प्रभावित करता है। कम और उच्च तापमान पर, विकास का प्रदर्शन बिगड़ जाता है।
रोपाई के उद्भव के बाद, मिट्टी का तापमान पौधों के लिए अपना मूल्य नहीं खोता है। वे बढ़ते और बेहतर विकसित होते हैं यदि उनकी जड़ें ऊपर के अंगों की तुलना में थोड़ा कम (5 ... 10 डिग्री सेल्सियस) तापमान वाले वातावरण में होती हैं।
मिट्टी के तापमान का सूक्ष्मजीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि पर और इसके परिणामस्वरूप, खनिज पोषक तत्वों के साथ पौधों की आपूर्ति, कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की दर, ह्यूमिक पदार्थों के संश्लेषण आदि पर बहुत प्रभाव पड़ता है।
तापमान शासन मिट्टी में मोबाइल पोषक तत्वों के संचय को निर्धारित करता है। पानी और घुलनशील लवणों की गति की दर को प्रभावित करके, तापमान उस दर को प्रभावित करता है जिस पर मिट्टी से पौधों को पोषक तत्वों की आपूर्ति की जाती है और उर्वरकों को लागू किया जाता है। कम तापमान (8 ... 10 डिग्री सेल्सियस) पर, उदाहरण के लिए, जड़ों में नाइट्रोजन का प्रवेश और जड़ों से नाइट्रोजन के ऊपर के अंगों तक गति कम हो जाती है, और कार्बनिक नाइट्रोजन यौगिकों के निर्माण के लिए इसकी खपत कम हो जाती है। कम तापमान (5 ... 6 डिग्री सेल्सियस और नीचे) पर, जड़ों द्वारा नाइट्रोजन और फास्फोरस का अवशोषण तेजी से कम हो जाता है। साथ ही पोटेशियम का अवशोषण भी कम हो जाता है।
कृषि पौधों के रोगों और कीटों का प्रसार और हानिकारकता भी मिट्टी के तापमान शासन से निकटता से संबंधित है। कई थर्मोफिलिक फसलों (मकई, कपास) में, अंकुर रोग और बीजों को फफूंदी क्षति कम तापमान (ठंडे झरनों में) पर दिखाई देती है, जब थर्मल की स्थिति पौधों के लिए प्रतिकूल होती है।
मिट्टी में लार्वा के साथ पौधे, तापमान के आधार पर, कम या ज्यादा नुकसान पहुंचा सकते हैं।
दिन के दौरान, मिट्टी की सतह लगातार, विभिन्न तरीकों से, गर्मी खो देती है या अवशोषित कर लेती है। पृथ्वी की सतह के माध्यम से, गर्मी को ऊपर (वायुमंडल में) और नीचे (मिट्टी में) स्थानांतरित किया जाता है। वायुमंडल का कुल विकिरण और प्रति विकिरण मिट्टी की सतह में प्रवेश करता है, साथ ही अशांत ऊष्मा चालन द्वारा ऊष्मा की आपूर्ति की जाती है। उसी तरह, पृथ्वी की सतह वातावरण में गर्मी विकीर्ण करती है। आने वाली गर्मी एक पतली ऊपरी परत में वितरित की जाती है, जो बहुत गर्म हो जाती है। मिट्टी की सतह पर, गर्मी जारी होने पर तापमान तेजी से गिरता है: पतली ऊपरी परत में जमा गर्मी इसे नीचे से भरने के बिना जल्दी से छोड़ देती है।
अंजीर। नंबर 1 मिट्टी की सतह के तापमान की दैनिक भिन्नता का आरेख
पृथ्वी की सतह पर सभी प्राप्तियों और गर्मी के व्यय का बीजगणितीय योग शून्य के बराबर होना चाहिए, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि मिट्टी की सतह का तापमान नहीं बदलता है। यदि ऊष्मा स्थानांतरण को नीचे की ओर निर्देशित किया जाता है, तो वातावरण से निकलने वाली ऊष्मा मिट्टी की सक्रिय परत में बनी रहती है, जिससे इसके तापमान में वृद्धि होती है। जब वातावरण में स्थानांतरित किया जाता है, तो गर्मी सक्रिय परत को छोड़ देती है, जिससे इसका तापमान कम हो जाता है।
दौरान सतह का तापमान अधिकतम होता है, जो 13-14 घंटों में प्रकट होता है, और न्यूनतम, जो सूर्योदय के आधे घंटे बाद मनाया जाता है। हमारे मामले में (अंजीर। नंबर 1), यह बिल्कुल इस तरह होता है: सबसे कम सतह का तापमान 19 डिग्री सेल्सियस सुबह 6:00 बजे गिरता है - समय, लगभग गर्मियों की अवधि में सूर्योदय के बाद। इस समय, प्रभावी विकिरण द्वारा ऊपरी मिट्टी की परत से गर्मी की रिहाई कुल विकिरण के बढ़ते प्रवाह से संतुलित होती है, जिसके परिणामस्वरूप मिट्टी की सतह का विकिरण संतुलन शून्य हो जाता है; और गैर-विकिरण संतुलन नगण्य है। फिर तापमान धीरे-धीरे स्थानीय दोपहर में अपने उच्चतम मूल्य तक बढ़ जाता है। शाम तक विकिरण संतुलन सकारात्मक रहता है, लेकिन यह देखा जा सकता है कि मिट्टी की सतह का तापमान गिर रहा है। यह बढ़ी हुई तापीय चालकता और पानी के वाष्पीकरण के कारण है।
मिट्टी की सतह पर अधिकतम तापमान आमतौर पर हवा की तुलना में अधिक होता है, क्योंकि दिन के दौरान, सौर विकिरण मिट्टी को गर्म करता है, और इससे पहले से ही हवा गर्म होती है। यह अध्ययन के मामले में देखा जा सकता है: अधिकतम मिट्टी की सतह का तापमान (49 डिग्री सेल्सियस) उसी दिन अधिकतम हवा के तापमान (32.8 डिग्री सेल्सियस) से अधिक है। दूसरी ओर, हवा की तुलना में मिट्टी की सतह पर रात का न्यूनतम तापमान कम होता है, क्योंकि मिट्टी को पहले प्रभावी विकिरण द्वारा ठंडा किया जाता है, और हवा को इससे ठंडा किया जाता है। 19 अगस्त को न्यूनतम मिट्टी की सतह का तापमान 19 डिग्री सेल्सियस और न्यूनतम हवा का तापमान 21.2 डिग्री सेल्सियस था।
अध्ययन अगस्त में किए गए थे, इसलिए अध्ययन के तहत मामले में दैनिक अधिकतम और दैनिक न्यूनतम - दैनिक तापमान आयाम - के बीच का अंतर काफी अधिक (30°С) है। पृथ्वी की सतह के पास सौर विकिरण दिन के दौरान अधिक होता है, और रात में प्रभावी विकिरण देखा जाता है। इसलिए, बड़े आयाम को देखते हुए, दिन बादल रहित था।
मिट्टी की सतह पर तापमान में दैनिक भिन्नता होती है। इसका न्यूनतम मान सूर्योदय के लगभग आधे घंटे बाद मनाया जाता है। इस समय तक, मिट्टी की सतह का विकिरण संतुलन शून्य के बराबर हो जाता है - प्रभावी विकिरण द्वारा ऊपरी मिट्टी की परत से गर्मी का स्थानांतरण कुल विकिरण के बढ़े हुए प्रवाह से संतुलित होता है। इस समय गैर-विकिरण ताप विनिमय महत्वहीन है।
फिर मिट्टी की सतह पर तापमान 13-14 घंटे तक बढ़ जाता है और दैनिक चक्र में अधिकतम तक पहुंच जाता है। इसके बाद तापमान में गिरावट शुरू हो जाती है। दोपहर और शाम को विकिरण संतुलन सकारात्मक रहता है। हालांकि, ऊपरी मिट्टी की परत से वायुमंडल में दिन में गर्मी का स्थानांतरण न केवल प्रभावी विकिरण के माध्यम से होता है, बल्कि बढ़ी हुई तापीय चालकता के साथ-साथ पानी के वाष्पीकरण में भी वृद्धि होती है। मिट्टी की गहराई तक ऊष्मा का स्थानांतरण भी जारी रहता है। ये गर्मी के नुकसान विकिरण के प्रवाह की तुलना में बहुत अधिक हो जाते हैं, इसलिए मिट्टी की सतह पर तापमान 13-14 घंटे से कम से कम सुबह तक गिर जाता है।
दैनिक अधिकतम और दैनिक न्यूनतम तापमान के बीच के अंतर को दैनिक तापमान आयाम कहा जाता है।
मॉस्को क्षेत्र में, एस.पी. खोमोवा और एम.ए. पेट्रोसायंट्स (2004), सर्दियों के महीनों में मिट्टी (बर्फ) की सतह पर दीर्घकालिक औसत दैनिक तापमान आयाम 5-10 ° है, गर्मियों के महीनों में - 10–20 ° । कुछ दिनों में, दैनिक आयाम दीर्घकालिक औसत मूल्यों से अधिक और निम्न दोनों हो सकते हैं, जो कई कारकों पर निर्भर करता है, मुख्य रूप से बादल। बादल रहित मौसम में, सौर विकिरण दिन के दौरान बहुत अच्छा होता है, और प्रभावी विकिरण रात में भी बहुत अच्छा होता है। इसलिए, दैनिक (दिन) अधिकतम विशेष रूप से उच्च है, और दैनिक (रात) न्यूनतम कम है और इसलिए, दैनिक आयाम बड़ा है। बादल के मौसम में, दिन का अधिकतम समय कम हो जाता है, रात का न्यूनतम समय बढ़ जाता है, और दैनिक आयाम कम हो जाता है।
मिट्टी की सतह का तापमान, निश्चित रूप से, वार्षिक पाठ्यक्रम के साथ भी बदलता है। उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में, इसका वार्षिक आयाम (वर्ष के सबसे गर्म और सबसे ठंडे महीनों के दीर्घकालिक औसत तापमान में अंतर) छोटा होता है और अक्षांश के साथ बढ़ता है। उत्तरी गोलार्ध में 10 ° के अक्षांश पर यह लगभग 3 ° C, 30 ° के अक्षांश पर लगभग 10 ° C, 50 ° के अक्षांश पर औसतन लगभग 25 ° C होता है।
बाह्य-उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में, हवा के तापमान में गैर-आवधिक परिवर्तन इतने लगातार और महत्वपूर्ण होते हैं कि दैनिक तापमान भिन्नता केवल अपेक्षाकृत स्थिर कम-बादल एंटीसाइक्लोनिक मौसम की अवधि के दौरान ही स्पष्ट रूप से प्रकट होती है। बाकी समय, यह गैर-आवधिक परिवर्तनों से छिपा रहता है, जो बहुत तीव्र हो सकता है। उदाहरण के लिए, सर्दियों में ठंडक, जब दिन के किसी भी समय तापमान (महाद्वीपीय परिस्थितियों में) एक घंटे के भीतर 10-20 डिग्री सेल्सियस गिर सकता है।
उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में, गैर-आवधिक तापमान परिवर्तन कम महत्वपूर्ण होते हैं और दैनिक तापमान भिन्नता को इतना परेशान नहीं करते हैं।
गैर-आवधिक तापमान परिवर्तन मुख्य रूप से पृथ्वी के अन्य क्षेत्रों से वायु द्रव्यमान के संवहन से जुड़े होते हैं। आर्कटिक और अंटार्कटिका से ठंडी हवा के लोगों के आक्रमण के संबंध में समशीतोष्ण अक्षांशों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण शीत स्नैप (कभी-कभी शीत लहरें कहलाते हैं) होते हैं। यूरोप में, गंभीर सर्दियों के ठंडे स्नैप भी होते हैं, जब ठंडी हवाएं पूर्व से और पश्चिमी यूरोप में - रूस के यूरोपीय क्षेत्र से प्रवेश करती हैं। ठंडी हवाएँ कभी-कभी भूमध्यसागरीय बेसिन में प्रवेश करती हैं और यहाँ तक कि उत्तरी अफ्रीका और पश्चिमी एशिया तक पहुँच जाती हैं। लेकिन अधिक बार वे यूरोप की पर्वत श्रृंखलाओं के सामने, अक्षांशीय दिशा में स्थित, विशेष रूप से आल्प्स और काकेशस के सामने रहते हैं। इसलिए, भूमध्यसागरीय बेसिन और ट्रांसकेशिया की जलवायु परिस्थितियाँ आस-पास, लेकिन अधिक उत्तरी क्षेत्रों की स्थितियों से काफी भिन्न होती हैं।
एशिया में, ठंडी हवा स्वतंत्र रूप से पर्वत श्रृंखलाओं में प्रवेश करती है जो दक्षिण और पूर्व से मध्य एशियाई गणराज्यों के क्षेत्र की सीमा बनाती है, इसलिए तुरान तराई पर सर्दियाँ काफी ठंडी होती हैं। लेकिन पामीर, टीएन शान, अल्ताई, तिब्बती पठार जैसी पर्वत श्रृंखलाएं, हिमालय का उल्लेख नहीं करने के लिए, दक्षिण में ठंडी हवा के लोगों के आगे प्रवेश में बाधा हैं। दुर्लभ मामलों में, भारत में महत्वपूर्ण एडेक्टिव कोल्ड स्नैप देखे जाते हैं: पंजाब में, औसतन, 8–9 ° तक, और मार्च 1911 में तापमान में 20 ° की गिरावट आई। इसी समय, पश्चिम से पर्वत श्रृंखलाओं के चारों ओर ठंडी धाराएँ बहती हैं। अधिक आसानी से और अधिक बार, ठंडी हवा एशिया के दक्षिण-पूर्व में प्रवेश करती है, रास्ते में महत्वपूर्ण बाधाओं का सामना किए बिना (एसपी ख्रोमोव और एम.ए.पेट्रोसिएंट्स)।
उत्तरी अमेरिका में कोई अक्षांशीय कटक नहीं है। इसलिए, आर्कटिक हवा का ठंडा द्रव्यमान फ्लोरिडा और मैक्सिको की खाड़ी में बिना रुके फैल सकता है।
महासागरों के ऊपर, ठंडी वायुराशियों के आक्रमण उष्ण कटिबंध में गहराई तक प्रवेश कर सकते हैं। बेशक, ठंडी हवा धीरे-धीरे गर्म पानी के ऊपर गर्म हो जाती है, लेकिन यह अभी भी तापमान में ध्यान देने योग्य गिरावट का कारण बन सकती है।
अटलांटिक महासागर के मध्य अक्षांशों से यूरोप में समुद्री हवा के आक्रमण से सर्दियों में गर्मी और गर्मियों में ठंडक पैदा होती है। यूरेशिया की गहराई में जितना अधिक होगा, अटलांटिक वायु द्रव्यमान की आवृत्ति उतनी ही कम होगी और मुख्य भूमि पर उनके प्रारंभिक गुण उतने ही कम होंगे। फिर भी, जलवायु पर अटलांटिक से आक्रमणों के प्रभाव का पता मध्य साइबेरियाई पठार और मध्य एशिया में लगाया जा सकता है।
उष्णकटिबंधीय हवा उत्तरी अफ्रीका से और अटलांटिक के निम्न अक्षांशों से सर्दियों और गर्मियों में यूरोप पर आक्रमण करती है। ग्रीष्मकाल में, उष्ण कटिबंध के तापमान के करीब वायु द्रव्यमान और इसलिए उष्णकटिबंधीय वायु भी कहा जाता है, यूरोप के दक्षिण में बनता है या कजाकिस्तान और मध्य एशिया से यूरोप में आता है। रूस के एशियाई क्षेत्र में, गर्मियों में, मंगोलिया, उत्तरी चीन, कजाकिस्तान के दक्षिणी क्षेत्रों और मध्य एशिया के रेगिस्तान से उष्णकटिबंधीय वायु घुसपैठ देखी जाती है।
कुछ मामलों में, उष्णकटिबंधीय हवा के गर्मियों के आक्रमण के दौरान रूस के सुदूर उत्तर में फैलने के दौरान मजबूत तापमान बढ़ जाता है (+ 30 डिग्री सेल्सियस तक)।
उष्णकटिबंधीय हवा प्रशांत और अटलांटिक महासागरों, विशेष रूप से मैक्सिको की खाड़ी दोनों से उत्तरी अमेरिका पर आक्रमण करती है। मुख्य भूमि पर ही, मेक्सिको और दक्षिणी संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊपर उष्णकटिबंधीय वायु का द्रव्यमान बनता है।
यहां तक कि उत्तरी ध्रुव क्षेत्र में, शीतोष्ण अक्षांशों से संवहन के परिणामस्वरूप सर्दियों का तापमान कभी-कभी शून्य हो जाता है, और पूरे क्षोभमंडल में वार्मिंग का पता लगाया जा सकता है।
| विषयसूची |
|---|
| जलवायु विज्ञान और मौसम विज्ञान |
| उपचारात्मक योजना |
| मौसम विज्ञान और जलवायु विज्ञान |
| वातावरण, मौसम, जलवायु |
| मौसम संबंधी अवलोकन |
| कार्ड का आवेदन |
| मौसम विज्ञान सेवा और विश्व मौसम विज्ञान संगठन (WMO) |
| जलवायु बनाने की प्रक्रिया |
| खगोलीय कारक |
| भूभौतिकीय कारक |
| मौसम संबंधी कारक |
| सौर विकिरण के बारे में |
| पृथ्वी का ऊष्मीय और दीप्तिमान संतुलन |
| प्रत्यक्ष सौर विकिरण |
| वायुमंडल में और पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण में परिवर्तन |
| विकिरण बिखरने की घटना |
| कुल विकिरण, सौर विकिरण प्रतिबिंब, अवशोषित विकिरण, PAR, पृथ्वी अल्बेडो |
| पृथ्वी की सतह से विकिरण |
| प्रति-विकिरण या प्रति-विकिरण |
| पृथ्वी की सतह का विकिरण संतुलन |
| विकिरण संतुलन का भौगोलिक वितरण |
| वायुमंडलीय दबाव और बेरिक क्षेत्र |
| बैरिक सिस्टम |
| दबाव में उतार-चढ़ाव |
| दबाव ढाल के तहत वायु त्वरण |
| पृथ्वी के घूर्णन का विक्षेपक बल |
| भूस्थैतिक और ढाल पवन |
| बैरिक पवन कानून |
| वातावरण में मोर्चा |
| वातावरण का ऊष्मीय शासन |
| पृथ्वी की सतह का ऊष्मीय संतुलन |
| मिट्टी की सतह पर तापमान की दैनिक और वार्षिक भिन्नता |
| वायु द्रव्यमान तापमान |
| वायु तापमान का वार्षिक आयाम |
| महाद्वीपीय जलवायु |
| बादल छाए रहेंगे और वर्षा |
| वाष्पीकरण और संतृप्ति |
| नमी |
| वायु आर्द्रता का भौगोलिक वितरण |
| वातावरण में संघनन |
| बादलों |
| अंतर्राष्ट्रीय क्लाउड वर्गीकरण |
| बादल छाए रहना, इसकी दैनिक और वार्षिक भिन्नता |
| बादलों से वर्षा (वर्षा वर्गीकरण) |
| वर्षा शासन की विशेषताएं |
| वर्षा में वार्षिक परिवर्तन |
| बर्फ के आवरण का जलवायु महत्व |
| वातावरण की रसायन विज्ञान |
| पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना |
| बादलों की रासायनिक संरचना |
| वर्षा की रासायनिक संरचना |
| वर्षा की अम्लता |
1. मिट्टी को गर्म करने और ठंडा करने की प्रक्रिया।
2. मिट्टी की थर्मोफिजिकल विशेषताएं
3. मिट्टी के तापमान में दैनिक और वार्षिक बदलाव। फूरियर के नियम।
4. स्थलाकृति, बर्फ और वनस्पति आवरण पर मिट्टी के तापमान की निर्भरता।
6. पौधों के लिए मिट्टी के तापमान का मूल्य। मिट्टी के तापमान शासन का अनुकूलन।
1. मिट्टी को गर्म करने और ठंडा करने की प्रक्रिया
भूमि द्वारा अवशोषित सौर विकिरण गर्मी में परिवर्तित हो जाता है, और इस गर्मी का कुछ हिस्सा मिट्टी को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है।
मिट्टी का तापमान शासन विकिरण संतुलन पर निर्भर करता है। यदि यह सकारात्मक है, तो मिट्टी की सतह गर्म हो रही है; और अगर यह नकारात्मक है, तो यह ठंडा हो जाता है।
इसके अलावा, मिट्टी का तापमान शासन प्रक्रियाओं से प्रभावित होता है धुएंतथा वाष्पीकरणमिट्टी की सतह पर जलवाष्प:
संघनन गर्मी पैदा करता है जो मिट्टी को गर्म करता है।
वाष्पीकरण द्वारा, गर्मी खर्च की जाती है और मिट्टी को ठंडा किया जाता है।
मिट्टी की सतह और उसकी निचली परतों के बीच गर्मी का लगातार आदान-प्रदान होता है।
यदि विकिरण संतुलन सकारात्मक है, तो गर्मी का प्रवाह मिट्टी की सतह से आंतरिक भाग में निर्देशित होता है।
यदि विकिरण संतुलन ऋणात्मक है और मिट्टी की सतह अंतर्निहित परतों की तुलना में ठंडी है, तो ऊष्मा प्रवाह को लंबवत ऊपर की ओर निर्देशित किया जाता है।
जहाँ d मिट्टी का घनत्व kg/m³ में है।
विभिन्न मिट्टी की ऊष्मा क्षमता उनकी खनिज संरचना पर निर्भर नहीं करती है, बल्कि उनके छिद्रों में पानी और हवा के अनुपात पर निर्भर करती है। चूंकि पानी की गर्मी क्षमता हवा की तुलना में लगभग 3.5 हजार गुना अधिक होती है, इसलिए शुष्क मिट्टी में होती है कमताप क्षमता; अर्थात्, एक ही ऊष्मा इनपुट के साथ, उन्हें गर्म किया जाता है, और गर्मी की रिहाई के साथ, उन्हें नम मिट्टी की तुलना में अधिक मजबूती से ठंडा किया जाता है।
4. मिट्टी की तापीय चालकता मिट्टी की परत से परत तक गर्मी को स्थानांतरित करने की क्षमता है।
λ - तापीय चालकता का गुणांक[जे · सेकंड / मी · ]।
उच्चतम तापीय चालकता मिट्टी के खनिज भाग (अर्थात रेत, मिट्टी) में होती है, मिट्टी के पानी में कम और मिट्टी की हवा में सबसे कम होती है।
ऊष्मीय प्रसार - मिट्टी में गर्मी के प्रसार की दर को दर्शाता है (यह जितना अधिक होगा, दर उतनी ही अधिक होगी)।(≈0.1 - 0.2 एम 2 / एस)
[m² / s] में मापा गया
मिट्टी की थर्मोफिजिकल विशेषताएं इसकी नमी सामग्री पर निर्भर करती हैं। मिट्टी की नमी में वृद्धि के साथ, गर्मी क्षमता लगातार बढ़ जाती है।
मिट्टी की तापीय चालकता तब तक बढ़ जाती है जब तक कि यह पानी की तापीय चालकता के बराबर न हो जाए [≈ 5.5 10 4 जम्मू / सेकंड]और उसके बाद नहीं बदलता
इस संबंध में, मिट्टी की नमी में वृद्धि के साथ थर्मल प्रसार का गुणांक पहले तेजी से बढ़ता है और फिर घटता है।
इसके अलावा, मिट्टी का तापमान शासन इस पर निर्भर करता है:
1. मिट्टी के रंग (गहरा बेहतर तरीके से गर्म होता है)।
2. मिट्टी का घनत्व (घने में ढीली की तुलना में अधिक ऊष्मा क्षमता और तापीय चालकता होती है)।
3. सिंचाई और वर्षा वाष्पीकरण के लिए गर्मी की खपत को बढ़ाती है और इस प्रकार मिट्टी को ठंडा करती है।
3. मिट्टी के तापमान में दैनिक और वार्षिक बदलाव। फूरियर का नियम
"दिन के दौरान मिट्टी के तापमान में परिवर्तन को कहा जाता है मिट्टी के तापमान की दैनिक भिन्नता "।
दिन के दौरान अधिकतम मिट्टी का तापमान स्थानीय समयानुसार लगभग 13:00 बजे देखा जाता है; न्यूनतम - सूर्योदय से पहले। लेकिन, वर्षा, बादल और अन्य कारकों के प्रभाव में, अधिकतम और न्यूनतम स्थानांतरित हो सकता है।
"वर्ष भर मिट्टी के तापमान में परिवर्तन - मिट्टी के तापमान की वार्षिक भिन्नता "।
अधिकतम - जुलाई में, न्यूनतम जनवरी, फरवरी में।
"दैनिक या वार्षिक पाठ्यक्रम में अधिकतम और न्यूनतम मूल्यों के बीच के अंतर को मिट्टी के तापमान पाठ्यक्रम का आयाम कहा जाता है"
मिट्टी के तापमान में दैनिक और वार्षिक भिन्नता का आयाम इस पर निर्भर करता है:
1. राहत (उत्तरी ढलानों को दक्षिणी ढलानों की तुलना में कम गर्म किया जाता है, और इसलिए, उनका आयाम कम होता है)।
2. बर्फ के आवरण वाली वनस्पति आयाम को कम करती है, क्योंकि वे अपने नीचे की मिट्टी के ताप और शीतलन को कम करती हैं।
3. मिट्टी की ऊष्मा क्षमता और तापीय चालकता जितनी अधिक होगी, उसका आयाम उतना ही छोटा होगा।
4. बादल छाए रहना - मिट्टी के तापमान के आयाम को कम कर देता है।
5. अंधेरे मिट्टी में प्रकाश की तुलना में अधिक आयाम होते हैं, क्योंकि वे विकिरण को बेहतर ढंग से अवशोषित और उत्सर्जित करते हैं
6. इसके अलावा, मिट्टी के तापमान की दैनिक भिन्नता का आयाम मौसम पर निर्भर करता है (गर्मियों में यह अधिकतम होता है, सर्दियों में यह न्यूनतम होता है)।
फूरियर का नियम
मिट्टी में गहराई तक गर्मी का प्रसार फूरियर के नियमों के अनुसार होता है:
1).मिट्टी के तापमान में उतार-चढ़ाव की अवधि गहराई के साथ नहीं बदलती है(अर्थात लगातार दो उच्च और निम्न के बीच का अंतराल, 24 घंटे, 12 महीने)
2). दोलन का आयाम गहराई के साथ घटता जाता है।
« मिट्टी की वह परत जिसमें दिन के समय तापमान नहीं बदलता है, कहलाती है
निरंतर दैनिक मिट्टी के तापमान की एक परत ”।
(हमारे अक्षांशों में, यह 70 - 100 सेमी की गहराई से शुरू होता है)
"पृथ्वी की पपड़ी की परत, जिसमें पूरे वर्ष तापमान नहीं बदलता है, निरंतर वार्षिक तापमान की एक परत है।" (हमारे देश में यह 15 - 20 मीटर की गहराई से शुरू होता है)
"मिट्टी की वह परत जिसमें दैनिक और वार्षिक तापमान दोनों में भिन्नता देखी जाती है, सक्रिय परत कहलाती है, या"
सक्रिय परत।
3) गहराई पर अधिकतम और न्यूनतम तापमान मिट्टी की सतह की तुलना में पिछड़ जाते हैं।
प्रत्येक 10 सेंटीमीटर की गहराई के लिए दैनिक ऊँचाई और चढ़ाव लगभग 2.5 - 3.5 घंटे पिछड़ रहे हैं। वार्षिक उच्च और निम्न, लगभग,
20-30 दिनों के लिए प्रति 1 मीटर गहराई।
4. स्थलाकृति, बर्फ और वनस्पति आवरण पर मिट्टी के तापमान की निर्भरता
1. क्षैतिज वर्गों की तुलना में, दक्षिणी ढलान गर्म होते हैं, जबकि उत्तरी ढलान कमजोर होते हैं। पश्चिमी ढलान पूर्वी की तुलना में थोड़ा गर्म हैं (हालांकि वे उसी तरह सूर्य द्वारा प्रकाशित होते हैं, लेकिन पूर्वी ढलानों पर, गर्मी का कुछ हिस्सा ओस वाष्पीकरण पर खर्च किया जाता है, क्योंकि वे दिन के पहले भाग में प्रकाशित होते हैं। , और पश्चिमी वाले दूसरे में, जब अब कोई ओस नहीं है)।
2. दिन के दौरान नंगी मिट्टी पौधों से ढकी हुई मिट्टी से अधिक गर्म होती है, जो कुछ सौर विकिरण को अवशोषित करती है। लेकिन साथ ही, पौधे पृथ्वी के ताप विकिरण के कारण होने वाली मिट्टी की रात की ठंडक को कम कर देते हैं। इसलिए, रात में वनस्पति के नीचे की मिट्टी नंगी मिट्टी की तुलना में गर्म होती है।
3. बर्फ के आवरण में बहुत कम तापीय चालकता होती है। यह मिट्टी और वातावरण के बीच गर्मी के आदान-प्रदान को कम करता है, और मिट्टी को गहरी ठंड से बचाता है। (बर्फ के आवरण की ऊंचाई जितनी अधिक होगी, मिट्टी के जमने की गहराई उतनी ही कम होगी। 30 सेंटीमीटर से अधिक की बर्फ की ऊंचाई के साथ, सर्दियों की फसलें सबसे गंभीर ठंढों में नहीं जमती हैं)।
5. मिट्टी का जमना और पिघलना
मिट्टी में विभिन्न लवण होते हैं, इसलिए यह 0 डिग्री सेल्सियस पर नहीं, बल्कि -0.5 पर जम जाता है; -1.5 डिग्री सेल्सियस
बर्फ़ीली ऊपरी परतों से शुरू होती है, और सर्दियों के दौरान यह मिट्टी में गहराई तक चली जाती है।
बर्फ़ीली गहराई इस पर निर्भर करती है:
1. सर्दी की गंभीरता और अवधि।
2. बर्फ के आवरण की ऊंचाई
3. वनस्पति आवरण की उपस्थिति या अनुपस्थिति।
4. मिट्टी की नमी (सूखे वाले गहरे जम जाते हैं)
उत्तरी गोलार्ध में ऐसे क्षेत्र हैं जहाँ गर्मियों में भी मिट्टी पूरी तरह से नहीं पिघलती है। ये हैं इलाके पर्माफ्रॉस्टजमी हुई मिट्टी की परत की मोटाई दक्षिण में 1 से 2 मीटर तक, उत्तर में 500 या अधिक मीटर तक होती है। गर्मियों में, पर्माफ्रॉस्ट की ऊपरी परत कई दसियों सेंटीमीटर गहरी होती है, और यहां कुछ सब्जियों और अनाज की फसलों की खेती की जा सकती है। लेकिन चूंकि जमी हुई मिट्टी नमी को गुजरने नहीं देती है, इसलिए पिघली हुई मिट्टी आमतौर पर अत्यधिक नम होती है। इसलिए, हमारे क्षेत्र के उत्तर में कई दलदल हैं (हाइड्रोमोर्फिक मिट्टी बनती है)।
6. पौधों के लिए मिट्टी के तापमान का मूल्य
बीज का अंकुरण एक निश्चित तापमान पर ही होता है।
मिट्टी के तापमान में वृद्धि के साथ खनिजों का अवशोषण बढ़ता है।
मिट्टी को इष्टतम से नीचे ठंडा करना, भूमिगत अंगों के विकास में देरी करता है और उपज को कम करता है।
लेकिन बहुत अधिक तापमान (इष्टतम से ऊपर) का नकारात्मक प्रभाव पड़ता है (उदाहरण के लिए: बीजों का विकास धीमा हो जाता है)।
मिट्टी के तापमान शासन का अनुकूलन।
1. गर्मी-इन्सुलेट और कवरिंग सामग्री (पॉलीइथाइलीन, कांच के फ्रेम, आदि) का उपयोग।
2. मल्चिंग द्वारा मिट्टी के एल्बिडो को बदलना (पीट, कोयले की धूल, चूने के साथ कवर)
3. मिट्टी को गीला करना या निकालना (यह वाष्पीकरण के लिए गर्मी की खपत को बदल देता है)।
विषय: वायु तापमान
1. हवा को गर्म करने और ठंडा करने की प्रक्रिया।
2. ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में बदलाव।
3. वातावरण की स्थिरता।
4. तापमान व्युत्क्रम।
5. दैनिक और वार्षिक वायु संचलन।
6. हवा के तापमान शासन के लक्षण।
1. हवा को गर्म करने और ठंडा करने की प्रक्रिया
वायुमंडल की निचली परतें सौर विकिरण को अवशोषित करने में खराब होती हैं, इसलिए हवा मुख्य रूप से पृथ्वी की सतह की गर्मी के कारण गर्म होती है।
दिन के दौरान, जब विकिरण संतुलन सकारात्मक होता है, शुष्क भूमि का तापमान सबसे अधिक होता है, हवा का तापमान कम होता है, और पानी और भी ठंडा होता है; जिसकी ऊष्मा क्षमता बहुत अधिक होती है।
रात में, शुष्क भूमि जल्दी ठंडी हो जाती है और तापमान सबसे कम होता है, हवा गर्म हो जाती है, और पानी का तापमान सबसे अधिक होता है, जो धीरे-धीरे ठंडा होता है।
वायुमंडल में, साथ ही वायुमंडल और अंतर्निहित सतह के बीच गर्मी हस्तांतरण निम्नलिखित प्रक्रियाओं के कारण होता है:
1. थर्मल संवहन - हवा के अलग-अलग संस्करणों का लंबवत स्थानांतरण। गर्म क्षेत्रों के ऊपर, हवा गर्म हो जाती है और इसलिए आसपास की हवा की तुलना में हल्की हो जाती है। इसलिए यह ऊपर उठता है। और इसकी जगह ठंडी पड़ोसी हवा लेती है, जो गर्म होकर ऊपर भी उठती है।
भूमि के ऊपर, तापीय संवहन दिन के दौरान गर्म मौसम के दौरान, और समुद्र के ऊपर रात में और ठंड के मौसम में होता है; जब पानी की सतह आसन्न वायु परतों की तुलना में गर्म होती है।
2. अशांति - सामान्य हवा के प्रवाह में छोटी हवा की मात्रा के भंवर अराजक आंदोलन। यह इसलिए उत्पन्न होता है क्योंकि अलग-अलग वायु खंडों में सामान्य वायु प्रवाह में गति की असमान गति होती है। अशांति के परिणामस्वरूप हवा का गहन मिश्रण होता है।
3. आणविक ऊष्मा विनिमय - स्थिर वायु की आणविक तापीय चालकता के कारण पृथ्वी की सतह और वातावरण की आसन्न परत के बीच ऊष्मा का आदान-प्रदान। यह बहुत धीमी प्रक्रिया है।
4. विकिरण तापीय चालकता - पृथ्वी की सतह से लंबी-तरंग विकिरण की धाराओं द्वारा वायुमंडल (ई 3) या विपरीत दिशा (ई ए) में गर्मी का स्थानांतरण।
5. जलवाष्प का संघनन - इससे ऊष्मा उत्पन्न होती है, वायु गर्म होती है। यह वातावरण की उन परतों के लिए विशेष रूप से सच है जहाँ बादल बनते हैं।
2. ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में बदलाव
"हवा के तापमान में प्रति सौ मीटर की ऊंचाई में परिवर्तन को ऊर्ध्वाधर तापमान ढाल (वीजीटी) कहा जाता है"
|
t n - t in - निचले और ऊपरी स्तरों पर हवा के तापमान में अंतर (डिग्री सेल्सियस में)।
Z in - Z n - दो स्तरों की ऊंचाई में अंतर (मीटर में)।
1. यदि ऊपरी स्तर पर तापमान निचले स्तर के तापमान से कम है, तो तापमान ऊंचाई के साथ घटता है और एचजीटी पॉजिटिव है।यह क्षोभमंडल की सामान्य अवस्था है। ( क्षोभ मंडल- यह पृथ्वी की सतह से 10-12 किलोमीटर की ऊँचाई तक वायुमंडल की सबसे निचली परत है)।
2. यदि ऊपरी स्तर पर तापमान निचले स्तर पर तापमान के बराबर है, तो वीएचटी 0 डिग्री / 100 मीटर के बराबर है, यानी तापमान ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है। इस स्थिति को आइसोथर्मिया कहा जाता है।
3. यदि ऊपरी स्तर पर तापमान निचले स्तर के तापमान से अधिक है, तो तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है। इस स्थिति को तापमान उलटा कहा जाता है। इस मामले में, वीजीटी नकारात्मक है।
वीजीटी का अधिकतम मूल्य स्पष्ट, गर्मी के दिनों में भूमि पर पहुंच जाता है, जब मिट्टी की सतह के पास हवा का तापमान 2 मीटर की ऊंचाई पर तापमान से 10 डिग्री या अधिक हो सकता है; यानी हवा की दी गई दो मीटर की परत में, 100 मीटर के संदर्भ में, यह से अधिक है 500 डिग्री सेल्सियस / 100m.
इस परत के ऊपर, वीजीटी काफी कम हो जाता है। इसके अलावा, हवा की किसी भी परत में, बादल, वर्षा, साथ ही हवा के मिश्रण वाले वायु द्रव्यमान, वीजीटी में ध्यान देने योग्य कमी में योगदान करते हैं।
3. वातावरण की स्थिरता
वायुमंडल की स्थिरता - वायु के आयतन को एक ऊर्ध्वाधर दिशा में गति करने के लिए वातावरण की क्षमता।
यदि बड़ी मात्रा में हवा ऊपर की ओर उठती है, तो यह कम वायुमंडलीय दबाव के साथ परतों में प्रवेश करती है। नतीजतन, यह हवा फैलती है, और इसका दबाव और तापमान कम हो जाता है। जब हवा नीचे की जाती है, तो विपरीत प्रक्रिया होती है।
1. अगर वीजीटी आस - पास काहवा होगी 1 ° / 100m . से कम, तो सभी ऊंचाई पर उठने वाली हवा आसपास की हवा की तुलना में ठंडी होगी और इसलिए भारी होगी। इसलिए, यह जल्द ही उतरना शुरू कर देगा। इस अवस्था को वायुमण्डल का स्थिर संतुलन कहते हैं।
2. यदि परिवेशी वायु का वीजीटी
1 ° / 100m के बराबर है, फिर आरोही
हवा हमेशा एक ही रहेगी
तापमान, आसपास की तरह
वायु। तो जल्द ही वह रुक जाएगा
चढ़ना, लेकिन उतरना भी, नहीं
इच्छा। ऐसी है माहौल की स्थिति
उदासीन कहा जाता है। वायुमंडल का स्थिर संतुलन।
3. यदि परिवेशी वायु का VHT 1°C/100m से अधिक है, जो अक्सर गर्मियों में होता है, जब
पृथ्वी की सतह का मजबूत ताप, फिर सभी ऊंचाई पर उठने वाली हवा आसपास की हवा की तुलना में गर्म होगी और यह लगातार ऊपर उठती रहेगी, क्षोभमंडल की ऊपरी सीमाओं तक; जहां आमतौर पर इसमें बादल बनते हैं, मुख्य रूप से क्यूम्यलोनिम्बस, जिससे भारी बारिश और ओले गिरते हैं।
वायुमण्डल की इस अवस्था को अस्थिर संतुलन कहते हैं। यह गर्म, धूप वाले मौसम में अधिक आम है।
वातावरण की उदासीन स्थिति। वायुमंडल का अस्थिर संतुलन
4. तापमान व्युत्क्रम
उलटा - ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में वृद्धि।
शिक्षा की शर्तों के आधार पर, निम्न हैं:
1. विकिरण व्युत्क्रम - पृथ्वी की सतह के विकिरण शीतलन के दौरान होते हैं।
विकिरण व्युत्क्रम दो प्रकार के होते हैं:
ए)। रात का समय - साफ, शांत मौसम के साथ गर्म मौसम में बनता है। रात के दौरान तेज और भोर में चरम। सूर्योदय के बाद उलटा पतन शुरू हो जाता है। उलटा परत की ऊंचाई कई दसियों मीटर है, बंद पहाड़ी घाटियों में - 200 मीटर तक।
बी)। सर्दी - रात और दिन दोनों में बनती है; लेकिन केवल ठंड के मौसम में, जब एंटीसाइक्लोनिक मौसम में पृथ्वी की सतह का लंबे समय तक (अक्सर कई हफ्तों तक) ठंडा रहता है। उलटा परत की ऊंचाई 2-3 किलोमीटर तक है। बंद घाटियों में विशेष रूप से मजबूत व्युत्क्रम देखे जाते हैं, जहां ठंडी हवा रुक जाती है। यह पूर्वी साइबेरिया के लिए विशिष्ट है (उदाहरण के लिए: ओइमाकॉन और वेरखोयांस्क - -71 डिग्री सेल्सियस तक - उत्तरी गोलार्ध का ठंडा ध्रुव)।
2. एडेक्टिव व्युत्क्रम - ठंडी सतह पर गर्म हवा के संवहन (अर्थात क्षैतिज गति) के दौरान बनता है, जो इस हवा की निचली परतों को ठंडा करता है।
यदि बर्फ की सतह के ऊपर गर्म हवा की गति होती है, तो ऐसे प्रेरक व्युत्क्रम बर्फ कहलाते हैं।
5. हवा के तापमान की दैनिक और वार्षिक भिन्नता
हवा के तापमान के दैनिक पाठ्यक्रम में (2 मीटर की ऊंचाई पर) - अधिकतम 14-15 घंटे, स्थानीय समय; सूर्योदय से पहले न्यूनतम।
हवा के तापमान की दैनिक भिन्नता का आयाम मिट्टी के तापमान के आयाम की तरह ही मौसम और बादल पर निर्भर करता है।
इसके अलावा, हवा के तापमान की दैनिक भिन्नता का आयाम अंतर्निहित सतह की प्रकृति से प्रभावित होता है; सबसे पहले, इसमें सतह राहत शामिल है:
ए)। अवतल भू-आकृतियों (खोखले, पर्वत घाटियों, घाटियों) में, हवा दिन के दौरान स्थिर हो जाती है और गर्म हो जाती है; और रात में ठंडी हवा ढलानों से नीचे की ओर बहती है। नतीजतन, आयाम बढ़ता है, अधिकतम और न्यूनतम अधिक स्पष्ट हैं।
बी)। उत्तल भू-आकृतियाँ (पहाड़ियाँ, पहाड़ियाँ) हवा से स्वतंत्र रूप से उड़ती हैं, उनके ऊपर की हवा स्थिर नहीं होती है। दिन के दौरान, हवा बेसिन की तुलना में कम गर्म होती है, और रात में ठंडी होकर नीचे की ओर बहती है।
अधिकतम और न्यूनतम यहाँ कम स्पष्ट हैं, आयाम इसलिए छोटा है।
इसके अलावा, हवा के तापमान की दैनिक भिन्नता का आयाम बर्फ और वनस्पति आवरण से प्रभावित होता है - यह नंगी मिट्टी की तुलना में आयाम को कम करता है; क्योंकि ऐसी मिट्टी बेहतर गर्म होती है और अधिक ठंडी होती है, और इससे - और हवा की निचली परत।
हमारे अक्षांशों में हवा के तापमान के वार्षिक पाठ्यक्रम में, अधिकतम जुलाई में मनाया जाता है, जनवरी में न्यूनतम.
हवा के तापमान की वार्षिक भिन्नता का आयाम मुख्य रूप से स्थान के भौगोलिक अक्षांश (भूमध्य रेखा से ध्रुवों तक बढ़ता है) पर निर्भर करता है, साथ ही समुद्र से क्षेत्र की दूरी (समुद्र के करीब, जितना छोटा होता है) पर निर्भर करता है। आयाम, समान अक्षांश पर भी)।
वार्षिक वायु तापमान भिन्नता का आयाम जितना अधिक होगा, जलवायु उतनी ही अधिक महाद्वीपीय होगी।
6. हवा के तापमान शासन के लक्षण
1.औसत तापमान:
ए)। औसत दैनिक तापमान दिन के दौरान सभी अवलोकन अवधियों के दौरान मापा गया तापमान का अंकगणितीय माध्य है (ये 8 माप हैं)।
बी)। औसत मासिक तापमान - पूरे महीने के औसत दैनिक तापमान का अंकगणितीय औसत।
वी)। औसत वार्षिक तापमान पूरे वर्ष के औसत मासिक तापमान का अंकगणितीय माध्य है।
(लेकिन, औसत वार्षिक तापमान पूरी तरह से जलवायु की विशेषता नहीं हो सकता है; उदाहरण के लिए: आयरलैंड और कलमीकिया में यह + 10 डिग्री सेल्सियस है, लेकिन आयरलैंड में औसत जनवरी का तापमान + 7 डिग्री सेल्सियस है, और कलमीकिया में -6 डिग्री सेल्सियस औसत है। जुलाई का तापमान + 15 ° C है, और कलमीकिया में + 24 ° C। इसलिए। भूगोल में, जनवरी और जुलाई के औसत तापमान का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, सबसे ठंडे और सबसे गर्म महीनों के रूप में)।
2. औसत तापमान, अधिकतम और न्यूनतम तापमान के बारे में पर्याप्त जानकारी प्रदान करता है।
ए)। बस अधिकतम और न्यूनतम तापमान हैं।
(उदाहरण के लिए: अधिकतम और न्यूनतम दैनिक तापमान, दस दिन का तापमान, आदि) यानी यह संपूर्ण माप अवधि (दिन, माह, वर्ष, आदि) के लिए अधिकतम या न्यूनतम तापमान है।
बी)। और पूर्ण अधिकतम और न्यूनतम तापमान हैं - यह किसी दिए गए दिन, महीने, या पूरे वर्ष (उदाहरण के लिए: 24 जुलाई, या फरवरी में, या एक वर्ष के लिए लंबी अवधि की अवधि में मनाया जाने वाला सबसे कम या उच्चतम तापमान है) पूरा का पूरा)।
3. तापमान राशि -एक संकेतक जो पारंपरिक रूप से एक निश्चित अवधि के लिए किसी दिए गए क्षेत्र में गर्मी की मात्रा को दर्शाता है।
ए)। सक्रिय तापमान का योग + 10 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के औसत दैनिक तापमान का योग है
बी)। प्रभावी तापमान का योग किसी दिए गए संस्कृति के जैविक न्यूनतम से मापा गया औसत दैनिक तापमान का योग है।
जैविक न्यूनतम – न्यूनतम औसत दैनिक तापमान जिस पर किसी दी गई संस्कृति के पौधे विकसित होने में सक्षम होते हैं। (उदाहरण के लिए: वसंत गेहूं के लिए + 5 डिग्री सेल्सियस; मक्का, खीरे + 10 डिग्री सेल्सियस)।