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        沈陽深層地溫與凍結(jié)深度變化特征分析

        2014-04-29 19:19:54董赫赫
        農(nóng)民致富之友 2014年2期
        關(guān)鍵詞:米處最低值溫度梯度

        [摘 要] 地溫同氣溫一樣,與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。隨著工程建筑和多種經(jīng)營的發(fā)展,地溫越來越被人們所重視。地溫除受緯度和地形影響外,主要與深度和季節(jié)變化有關(guān)。以沈陽地溫為例,從地面到土壤深層,地溫的變化振幅逐漸減小,地溫的最高值和最低值出現(xiàn)的時間隨深度而錯后。土壤深層溫度變化規(guī)律和凍結(jié)深度,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、基本建設(shè)都有很大的參考價值。土壤深處存在自身的熱量的四季變化,在經(jīng)過一段時間后,都必然會對大氣中天氣變化產(chǎn)生反饋作用。地溫也是土壤環(huán)境的重要指標(biāo),在研究土壤發(fā)展方向、發(fā)展速率以及生物生產(chǎn)力形式和植物群落演替等過程中占據(jù)重要的地位。

        [關(guān)鍵詞] 地溫 土壤深度 溫度梯度 季節(jié) 凍結(jié)深度

        [中圖分類號] [P951] [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2014)01-0298-01

        一、溫度隨土壤深度變化特征

        1.土壤深度越深溫差越小。

        一年中地表溫度最高值出現(xiàn)在七月份,平均地面溫度27.0℃。最低值出現(xiàn)在一月份,平均地面溫度-13.3℃,兩者之差40.3℃,稱為年振幅。年振幅從地表到地中是隨深度的增加而減小。到0.8米處為21.4℃,年振幅減少了一半。到1.6米處為15.0℃,年振幅減少八分之五。到3.2米處為7.9℃,年振幅減少五分之四。這主要是由于土壤溫度是自地面向地中下傳的,越深受地表變化影響越小的結(jié)果。如果把年振幅小到1.0℃的土層看作是常溫層的話,一般認(rèn)為在6-7米深度之間。

        2.各層最高值與最低值出現(xiàn)的時間隨深度的增加錯后

        地面最高值出現(xiàn)在七月份,最低值出現(xiàn)在一月份。0.8米外最高值出現(xiàn)在八月份,最低值出現(xiàn)在2月份。1.6米處最高值出現(xiàn)在九月份,最低值出現(xiàn)在三月份。到3.2米處最高值出現(xiàn)在十月份,最低值出現(xiàn)在四月份。

        3.地溫因季節(jié)不同隨深度的增加而變化

        冬季地溫至上而下遞增。以一月份為例,地面溫度最低,越往地下溫度越高。溫度梯度(各層溫度之差)在淺層較大,深層較小。地面與0.8米處溫差8.1℃。0.8米與1.6米處溫差4.3度。

        初春地溫以三月份為例,地面開始增暖,比淺層溫度為高,但仍低于深層。最低值發(fā)生在淺層土壤中,最高值仍在土壤深層。地表與0.8米處溫差0.5℃,溫度梯度表現(xiàn)為正值。0.8米與1.6米處溫差2.9℃,溫度梯度表現(xiàn)為負(fù)值。

        晚春地溫以四月份為例,地面及淺層土壤已大為增暖。最高值出現(xiàn)在地表面,最低值由淺層向深層移。但仍低于土壤深層的溫度。地面與0.8米處溫差8.9℃,溫度梯度表現(xiàn)為正值。0.8米與1.6米處溫差1.7℃,溫度梯度表現(xiàn)為負(fù)值。

        夏季以七月份為例,它與冬季正相反。最高溫度在地表面,最低溫度在土壤深層。溫度至上而下逐漸減小。溫度梯度在淺層較大,在深層較小。地面與地下0.8米處溫差8.1℃,0.8米與1.6米處溫差4.3℃。溫度梯度與冬季正相反,表現(xiàn)為正值。

        初秋地溫以九月份為例,地面開始降溫,但淺層土壤中的溫度仍高于深層土壤的溫度。所以九月份地表面與淺層土壤中的溫差不大。地面與0.8米處溫差只有0.1℃,溫度梯度表現(xiàn)為負(fù)值。0.8米與1.6米處溫差增大為1.3℃,溫度梯度表現(xiàn)為正值。

        晚秋地溫以十月份為例。天氣已經(jīng)轉(zhuǎn)冷,最低值在地表面,最高值則出現(xiàn)在中間層。地面至中間層溫度是逐漸升高的,由中間層到深層則轉(zhuǎn)為降低的。溫度梯度仍以淺層為大,深層為小。地面與0.8米處溫差4.2℃,溫度梯度為負(fù)值。0.8米與1.6米處溫差1.0℃,溫度梯度為負(fù)值。1.6米與3.2米處溫差0.7℃,溫度梯度則表現(xiàn)為正值。

        二、土壤凍結(jié)深度變化特征

        土壤溫度低于零度土壤就將凍結(jié)。因為冬季土壤溫度降低是從地面逐漸向下傳播的,所以凍結(jié)的開始時間也以地面為最早。春季解凍則有兩種情況,在地面積雪不太多的冬季里,土壤凍結(jié)的比較深,土壤解凍要靠地面吸收太陽的熱量和深層土壤傳上來的熱量來進(jìn)行。在地面積雪較深又較早的冬季里,土壤凍結(jié)的往往不深。土壤解凍要靠從土壤深度傳上來的熱量來進(jìn)行。沈陽土壤結(jié)凍日期歷年平均在11月上旬。個別年份十月下旬就結(jié)凍,五月初才化通。土壤凍結(jié)達(dá)10厘米深日期在十一月下旬,化通10厘米深在三月下旬。凍結(jié)達(dá)30厘米日期在十二月中旬?;?0厘米深在四月上旬,凍結(jié)達(dá)50厘米深度日期在十二月下旬,化通50厘米深度在4月中旬。

        各月最大凍土深度,十月份可達(dá)5厘米,十一月份達(dá)29厘米,十二月份達(dá)78厘米,一月份達(dá)104厘米,二月至四月都在139厘米之下,五月份則回升達(dá)100厘米。

        三、小結(jié)

        由上分析看出,地溫是表征土壤熱量特性的重要指標(biāo)之一,是土壤表面吸收太陽輻射后變?yōu)橥寥罒崮懿魉偷捷^深層的表述。其變化比氣溫變化更顯保守性和滯后性。土壤越深溫差越小,各層最高值與最低值出現(xiàn)的時間也隨深度的增加錯后,凍結(jié)深度也與土壤溫度變化密切相關(guān)。地溫同氣溫一樣是一個宏大的熱量資源,雖然人們在生產(chǎn)和建設(shè)中已經(jīng)意識到地溫的影響,但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有得到更充分的利用。研究低溫的變化規(guī)律,取其利,弊其害,是我們發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn),提高人們生活水平的一個重要研究課題。

        參考文獻(xiàn)

        [1]棗莊深層地溫變化特征分析-現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技2009年 第12期.

        作者簡介:董赫赫,1985年出生,蒙古族,本科學(xué)歷,東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院安全工程, 沈陽市蘇家屯區(qū)氣象局工作,從事地面氣象觀測專業(yè),氣象行政審批,初級專業(yè)技術(shù)職稱。

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