L'effetto delle basse temperature sul suolo e sulle piante
agricoltura -
Condizioni di vita delle piante agricole e loro regolazione
Con l'inizio di temperature negative stabili, inizia il congelamento del suolo. Innanzitutto, il suo strato superiore si congela, quindi quello inferiore di 30-150 cm La profondità del congelamento dipende principalmente dalle condizioni meteorologiche e del suolo, nonché dal rilievo. Il congelamento profondo dei terreni di solito si verifica in un inverno con poca neve e forti gelate.
L'acqua gela nel terreno a temperature inferiori a zero gradi. Ciò è dovuto al contenuto di sostanze solubili in esso contenute. Maggiore è la concentrazione della soluzione, minore è il punto di congelamento dell'acqua.
Ad esempio, nei terreni sabbiosi e argillosi l'acqua gela a meno 4-4,5°C, mentre nei terreni torbosi, dove la concentrazione della soluzione è maggiore, solo a meno 5°C.
I suoli in luoghi elevati gelano più in profondità che in pianura, dove c'è più neve. Le pianure occupano una posizione intermedia. Maggiore è il grado di dispersione del suolo e maggiore è l'effetto dei fenomeni di superficie, più a lungo non si congela. I terreni eccessivamente umidi si congelano più lentamente a causa dell'elevata capacità termica dell'acqua, così come i terreni asciutti, poiché hanno legato l'acqua, che si trasforma in ghiaccio a temperature più basse. I terreni densi si congelano più velocemente e a profondità maggiori rispetto ai terreni sciolti.
Su terreni soddy-podzolici, a causa dell'estrazione dell'umidità (durante il congelamento), il contenuto di umidità dello strato superiore aumenta fino alla piena capacità. I cristalli di ghiaccio crescono anche nel suolo come risultato della condensazione dell'umidità vaporosa che scorre dagli orizzonti inferiori del suolo. Il suo movimento in forma di vapore è associato alla differenza di elasticità del vapore acqueo negli strati superiore e inferiore del terreno.
Il congelamento dello strato superiore ad un contenuto di umidità inferiore alla piena capacità migliora le proprietà fisiche del suolo a causa della rottura di grandi zolle di terreno in piccole zolle quando i pori in cui si trovava l'acqua si espandono con cristalli di ghiaccio. Pertanto, il terreno arato in autunno si sgretola bene durante la lavorazione primaverile.
Il manto nevoso e vegetale, così come i rifiuti forestali, rallentano il congelamento del suolo.
Il congelamento e lo scongelamento del suolo hanno un impatto significativo sullo svernamento delle colture invernali e del trifoglio. Questi fenomeni sono associati alla formazione di una crosta di ghiaccio, all'inzuppamento, all'inumidimento e al rigonfiamento delle radici delle piante. Possono anche soffrire di congelamento rapido e profondo del suolo.
Per la vita vegetale, il numero di cristalli di ghiaccio che si formano nel terreno e la loro struttura, che dipende da temperatura, umidità, densità e altre condizioni del suolo, è di grande importanza.
In Bielorussia, nelle repubbliche baltiche e nelle regioni adiacenti della Federazione Russa, i raccolti invernali muoiono maggiormente per ammollo, smorzamento, muffa della neve e molto raramente per congelamento e essiccazione.
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Riscaldamento e raffreddamento dei corpi idrici
Acqua,
a differenza del suolo, per diretto e sparso
la radiazione solare è trasparente
corpo, e quindi radiante a onde corte
l'energia penetra nell'acqua per un bel po'
notevole profondità (a seconda
trasparenza dell'acqua da 10 a 100 m), e
si verifica il riscaldamento radiativo
in uno strato d'acqua spesso diversi metri.
Secondo
la differenza è che il volume
la capacità termica dell'acqua è di circa 2
volte maggiore della capacità termica del suolo, e
per questo motivo, affinché ne raggiungano uno
e alla stessa temperatura che dovrebbe avere l'acqua
più calore del suolo. Se all'acqua
e il suolo riceve la stessa quantità
calore, o danno lo stesso
la quantità di calore, la temperatura dell'acqua
cambierà di un importo inferiore a
temperatura del suolo.
In terzo luogo,
nel terreno il calore viene trasferito verticalmente
per conduzione di calore molecolare,
e in acqua facilmente in movimento, trasferimento di calore
verticalmente viene eseguito di conseguenza
processo più attivo - turbolento
miscelazione di strati d'acqua, a causa della quale
c'è uno scambio intenso
proprietà fisiche e chimiche tra queste
strati. Turbolenza nei corpi idrici
guidato da ansia e
velocità delle correnti delle masse d'acqua, nonché
convezione termica, e nei mari -
convezione causata dalla differenza di salinità
strati d'acqua. Miscelazione turbolenta
nei serbatoi predetermina:
-
transfert
riscaldare in profondità nei serbatoi di 1000-10000 volte
più che portarlo nel terreno; -
rapido
equalizzazione della temperatura tra gli strati
acqua; -
il riscaldamento
e raffreddamento di bacini idrici fino a
profondità molto maggiori; -
Di più
più lento che nel suolo, cambia
temperature superficiali dell'acqua, e
meno del cambiamento
temperatura alla superficie del suolo.
Superficie
lo strato d'acqua, come il terreno, assorbe bene
radiazione infrarossa. Condizioni di assorbimento
e visualizzazione della radiazione a onde lunghe
nei bacini idrici e nel suolo sono diversi
pochi. Altrimenti, la questione con le onde corte
radiazione. Onde corte in particolare
viola e ultravioletto, penetrano
in profondità nell'acqua
e si verifica il riscaldamento per irraggiamento
in uno strato d'acqua spesso diversi metri.
Discrepanze
regime termico dei corpi idrici e dei suoli
causato dai seguenti motivi:
—
la capacità termica dell'acqua è 3-4 volte maggiore
capacità termica del suolo. Pertanto, per
il loro uguale riscaldamento, l'acqua dovrebbe
ottenere più calore del suolo. Se
l'acqua e il suolo riceveranno lo stesso
la quantità di calore, la temperatura dell'acqua
cambia meno;
- particelle d'acqua
avere una grande mobilità. Pertanto, nel
corpi idrici trasferimento di calore nell'acqua
non avviene per via molecolare
conducibilità termica, come nel suolo, e in
il risultato di un processo più intenso
– miscelazione turbolenta.
Tra
strati superficiali e sottostanti
il suolo e l'acqua stanno accadendo costantemente
scambio di calore. Flusso di calore nel suolo o
corpo idrico è approssimativamente espresso
formula:
,
dove
T2
e T1 –
temperatura alla profondità z1
e z2;
λ - coefficiente
conduttività termica.
V
Sistema SI, il flusso di calore è espresso in termini di
W/mq.
La funzionalità delle acque
Schema di installazione di addolcimento delle acque profonde.
Le acque sotterranee sono molto preziose perché sono la principale fonte di approvvigionamento idrico. La gamma del loro utilizzo è molto ampia, perché sono necessari ovunque: per gli insediamenti, per le imprese industriali e per l'economia nazionale. Per cercare ed estrarre le acque sotterranee, vengono realizzati pozzi o perforati. È meglio costruirli usando il riempimento di ghiaia e prendendo filtri speciali realizzati con una rete di tessitura di galloni.
Tuttavia, sono molto distruttivi e influiscono negativamente su vari materiali da costruzione, in particolare il calcestruzzo. Pertanto, prima di costruire qualsiasi cosa, analizzano l'aggressività dell'acqua. La sua classificazione è la seguente. Il minimo tipo di aggressività è l'acido generale. L'anidride carbonica ha il maggiore effetto distruttivo. Oltre a loro si distinguono anche magnesia, lisciviazione e aggressività solfato.
Il secondo più affidabile sarà il terreno, perché la sua temperatura anche in inverno raramente scende al di sotto dei + 5 ° C. In ogni caso, il resto dello schema di produzione e altre caratteristiche dipenderanno da ciò che viene utilizzato come produzione di energia.
Per ottenere calore dalle acque sotterranee, dovrai perforare pozzi (assorbimento ed estrazione). Un pozzo è preforato per il controllo. È obbligata a confermare che l'acqua è adatta, di buona qualità, soddisfa gli altri criteri necessari per una pompa di calore. La temperatura non oscilla molto, anche durante tutto l'anno.
http://www.vseoburenii.ru/youtu.be/aYO1XLg-ois
L'intervallo di 7-12°C garantisce che né la stagione né la temperatura dell'aria circostante influiscano sulla prestazione di riscaldamento stabile. Un tale sistema è molto semplice e non richiede grandi costi operativi ed energetici. È adatto sia per la sanificazione che per il consumo generale di acqua sanitaria. L'energia geotermica è un'alternativa ad altri metodi, che rispetta l'ambiente.
In ogni caso è prevista la protezione e la protezione delle acque dall'inquinamento o dall'esaurimento. Obiettivi perseguiti del suo uso razionale. Ad esempio, la vicinanza a impianti chimici, centrali termiche, impianti di trasformazione, canali di irrigazione, canali di scolo delle mine influisce in modo significativo sulla composizione chimica dell'acqua.
Le operazioni minerarie spesso esauriscono le risorse delle sorgenti e violano il regime idrogeologico. Il coefficiente di questa influenza dipende direttamente dal tipo di lavoro svolto, a terra o sotterraneo. Nel caso del sottosuolo, tiene conto della profondità dello sviluppo e di altri fattori importanti. Per ottenere un effetto positivo, vengono utilizzati molti mezzi e tecnologie.
Temperatura del suolo sotto la neve.
La neve, in quanto buon isolante termico, ha una grande influenza sulla protezione del suolo dal gelo. E più la neve è sciolta, più forte sarà la protezione del suolo dagli effetti delle basse temperature. Ma questo valore non è univoco e un indicatore può differire da un altro non solo per la distanza delle regioni, ma anche all'interno della stessa regione o distretto e dipende dalla temperatura della copertura del suolo al momento della nevicata. Se la neve cade su un terreno profondamente ghiacciato e l'altezza del manto nevoso non è eccezionale, la temperatura del terreno sotto la neve, sulla sua superficie, e la temperatura dell'aria sopra di esso saranno quasi identiche. Allo stesso tempo, se in queste aree la profondità della neve raggiunge i 15-20 cm, la differenza tra la temperatura del suolo e la superficie della neve sarà di 6-8 gradi; mentre la superficie della terra sarà più calda. D'altra parte, se la neve cade su un terreno non ghiacciato e la profondità del "manto nevoso" è abbastanza grande, la temperatura del terreno sotto la neve sarà approssimativamente da zero a -0,5 gradi. Ciò suggerisce che la neve, essendo un cattivo conduttore di calore, riflettendo i raggi ultravioletti del sole, protegge in modo affidabile lo strato superiore della terra dal raffreddamento. Allo stesso tempo, la superficie del suolo non può avere una temperatura positiva, poiché in questo caso la neve si scioglierà a contatto con il suolo.
Gli esperimenti degli scienziati hanno dimostrato che a una temperatura dell'aria di -25 ... -28 gradi e un'altezza del manto nevoso di 25 - 30 cm, la temperatura terrestre non scende al di sotto di -10 gradi e ad una profondità di 35 - 40 cm - sotto -5 gradi. Allo stesso tempo, a una temperatura dell'aria di -45 gr. e una profondità della neve fino a 1,50 m, e purché la neve sia piuttosto a debole coesione, la temperatura del suolo non scenda al di sotto di -8 gr. Ciò dimostra ancora una volta che la neve, come uno scudo affidabile, copre la terra dal gelo.
