השפעת טמפרטורות נמוכות על אדמה וצמחים
חקלאות -
תנאי החיים של צמחים חקלאיים והסדרתם
עם תחילתן של טמפרטורות שליליות יציבות, מתחילה הקפאת אדמה. ראשית, השכבה העליונה שלו קופאת, ולאחר מכן התחתונה ב-30-150 ס"מ. עומק ההקפאה תלוי בעיקר בתנאי מזג האוויר והקרקע, כמו גם בהקלה. הקפאה עמוקה של קרקעות מתרחשת בדרך כלל בחורף עם מעט שלג וכפור חמור.
מים קופאים באדמה בטמפרטורות מתחת לאפס מעלות. זאת בשל תכולת החומרים המסיסים בו. ככל שריכוז התמיסה גבוה יותר, כך נקודת הקיפאון של המים נמוכה יותר.
כך למשל, בקרקעות חוליות וחצניות מים קופאים במינוס 4-4.5 מעלות צלזיוס, ואילו בקרקעות כבול, בהן ריכוז התמיסה גבוה יותר, רק במינוס 5 מעלות צלזיוס.
קרקעות במקומות גבוהים קופאות עמוק יותר מאשר בשפלה, שבה יש יותר שלג. המישורים תופסים עמדת אמצע. ככל שמידת הפיזור של הקרקע גבוהה יותר והשפעתן של תופעות פני השטח חזקה יותר, כך היא לא קופאת דרכה זמן רב יותר. קרקעות לחות יתר קופאות לאט יותר בגלל יכולת החום הגבוהה של המים, כמו גם קרקעות יבשות, שכן יש להן מים הקשורים, שהופכים לקרח בטמפרטורות נמוכות יותר. קרקעות צפופות קופאות מהר יותר ולעומקים גדולים יותר מאשר קרקעות רופפות.
על קרקעות סודי-פודזוליות, עקב משיכת הלחות (במהלך ההקפאה), תכולת הלחות של השכבה העליונה גדלה לתפוסה מלאה. גבישי קרח צומחים באדמה גם כתוצאה מהתעבות של לחות אדית הזורמת מאופקי הקרקע התחתונים. תנועתו בצורת אדים קשורה להבדל בגמישות אדי המים בשכבות העליונות והתחתונות של הקרקע.
הקפאת השכבה העליונה בתכולת לחות מתחת למלוא הקיבולת משפרת את התכונות הפיזיקליות של הקרקע עקב קריעת קרישי אדמה גדולים לקטנים כאשר הנקבוביות בהן נמצאו המים מתרחבות עם גבישי קרח. לכן, האדמה שנחרשה בסתיו מתפוררת היטב במהלך עיבוד האביב.
כיסוי שלג וצמחייה, כמו גם פסולת יער, מאטים את הקפאת האדמה.
להקפאה והפשרה של הקרקע יש השפעה משמעותית על החורף של גידולי חורף ותלתן. תופעות אלו קשורות להיווצרות קרום קרח, השרייה, שיכוך ובליטה של שורשי צמחים. הם יכולים לסבול גם מהקפאה מהירה ועמוקה של האדמה.
לחיי הצומח יש חשיבות רבה למספר גבישי הקרח הנוצרים באדמה ולמבנה שלהם, התלוי בטמפרטורה, לחות, צפיפות ושאר תנאי הקרקע.
בבלארוס, ברפובליקות הבלטיות ובאזורים הסמוכים לפדרציה הרוסית, גידולי החורף מתים הכי הרבה מהשריה, הרטבה, עובש שלג, ולעיתים רחוקות מאוד מהקפאה והתייבשות.
| הבא > |
|---|
חימום וקירור מקווי מים
מים,
בניגוד לאדמה, לישיר ומפוזר
קרינת השמש שקופה
גוף, ולכן זוהר גל קצר
אנרגיה חודרת למים במשך די הרבה זמן
עומק ניכר (תלוי
שקיפות מים מ-10 עד 100 מ'), וכן
מתרחשת חימום קרינתי
בשכבת מים בעובי של מספר מטרים.
שְׁנִיָה
ההבדל הוא שהנפח
קיבולת החום של המים היא בערך 2
פעמים גדול מיכולת החום של הקרקע, ו
סיבה זו, כדי שהם ישיגו אחת
ואת אותה טמפרטורה שהמים צריכים לקבל
יותר חום מאשר אדמה. אם למים
והאדמה מקבלת את אותה כמות
חום, או שהם נותנים אותו דבר
כמות החום, טמפרטורת המים
ישתנה בכמות קטנה יותר מאשר
טמפרטורת הקרקע.
שְׁלִישִׁית,
באדמה החום מועבר אנכית
על ידי הולכת חום מולקולרית,
ובמים הנעים בקלות, העברת חום
אנכית מתבצעת כתוצאה מכך
תהליך פעיל יותר - סוער
ערבוב של שכבות מים, בשל כך
יש חילופי דברים אינטנסיביים
תכונות פיזיקליות וכימיות בין אלה
שכבות. מערבולות במקווי מים
מונע על ידי חרדה ו
מהירויות של זרמים של המוני מים, כמו גם
הסעה תרמית, ובים -
הסעה הנגרמת מהפרש מליחות
שכבות מים. ערבוב סוער
במאגרים קובע מראש:
-
הַעֲבָרָה
לחמם עמוק לתוך מאגרים פי 1000-10000
יותר מאשר לשאת אותו באדמה; -
מָהִיר
השוואת טמפרטורה בין שכבות
מים; -
החימום
וקירור אגני מים עד
עומקים הרבה יותר גדולים; -
יותר
לאט יותר מאשר באדמה, שינוי
טמפרטורות פני המים, ו
פחות מהשינוי
טמפרטורה על פני הקרקע.
משטח
שכבת המים, כמו האדמה, סופגת היטב
קרינה אינפרא - אדומה. תנאי ספיגה
והצגה של קרינת גלים ארוכים
באגני מים ובאדמה הם שונים
מְעַטִים. אחרת, העניין עם הגל הקצר
קְרִינָה. גלים קצרים במיוחד
סגול ואולטרה סגול, חודרים
עמוק לתוך המים
ומתרחשת חימום בקרינה
בשכבת מים בעובי של מספר מטרים.
אי התאמות
משטר תרמי של גופי מים וקרקעות
נגרם מהסיבות הבאות:
—
קיבולת החום של המים גדולה פי 3-4
קיבולת חום הקרקע. לכן, עבור
חימום שווה שלהם, המים צריכים
לקבל יותר חום מהאדמה. אם
מים ואדמה יקבלו אותו דבר
כמות החום, טמפרטורת המים
לשנות פחות;
- חלקיקי מים
בעלי ניידות רבה. לכן, ב
גופי מים מעבירים חום למים
אינו מתרחש על ידי מולקולרי
מוליכות תרמית, כמו באדמה, וב
תוצאה של תהליך אינטנסיבי יותר
- ערבוב סוער.
בֵּין
שכבות שטחיות ובסיסיות
אדמה ומים מתרחשים כל הזמן
חילופי חום. שטף חום באדמה או
גוף המים מתבטא בערך
נוּסחָה:
,
איפה
ט2
ו t1 –
טמפרטורה בעומק z1
ו-z2;
λ - מקדם
מוליכות תרמית.
V
מערכת SI, שטף החום מתבטא במונחים של
W/m2.
הפונקציונליות של המים
תוכנית ההתקנה של ריכוך מים עמוקים.
מי תהום הם בעלי ערך רב מכיוון שהם המקור העיקרי לאספקת מים. טווח השימוש בהם רחב מאוד, כי הם נחוצים בכל מקום: להתנחלויות, למפעלי תעשייה ולכלכלה הלאומית. על מנת לחפש ולהפיק מי תהום, מייצרים בארות או קודחים בארות. עדיף לבנות אותם באמצעות מילוי חצץ ולקיחת פילטרים מיוחדים העשויים מרשת אריגת גלונים.
עם זאת, הם הרסניים מאוד, משפיעים לרעה על חומרי בניין שונים, במיוחד בטון. לכן, לפני בניית משהו, הם מנתחים את האגרסיביות של המים. הסיווג שלה הוא כדלקמן. הסוג הפחות אגרסיבי הוא חומצה כללית. לפחמן דו חמצני יש את ההשפעה ההרסנית הגדולה ביותר. בנוסף להם, מבדילים גם מגנזיה, שטיפה ואגרסיביות סולפטית.
השני הכי אמין יהיה האדמה, כי הטמפרטורה שלה אפילו בחורף לעתים רחוקות יורדת מתחת ל- 5 מעלות צלזיוס. בכל מקרה, שאר תכנית הייצור ומאפיינים אחרים יהיו תלויים במה המשמש לייצור אנרגיה.
כדי לקבל חום ממי התהום, תצטרך לקדוח בארות (ספיגה והפקה). באר נקדחת מראש לצורך בקרה. היא מחויבת לאשר שהמים מתאימים, באיכות טובה, עומדים בשאר הקריטריונים הדרושים למשאבת חום. הטמפרטורה לא משתנה הרבה, אפילו במהלך השנה.
http://www.vseoburenii.ru/youtu.be/aYO1XLg-ois
הטווח של 7-12 מעלות צלזיוס מבטיח שלא העונה ולא הטמפרטורה של האוויר שמסביב משפיעות על ביצועי החימום היציבים. מערכת כזו פשוטה מאוד ואינה דורשת עלויות תפעול ואנרגיה גדולות. זה מתאים הן לתברואה והן לצריכת מים ביתית כללית. אנרגיה גיאותרמית היא חלופה לשיטות אחרות, שהיא ידידותית לסביבה.
בכל המקרים, צפויה הגנה והגנה על המים מפני זיהום או דלדול. רדף אחר מטרות השימוש הרציונלי בו. לדוגמה, הקרבה למפעלים כימיים, תחנות כוח תרמיות, מפעלי עיבוד, תעלות השקיה, תעלות ניקוז מוקשים משפיעה באופן משמעותי על ההרכב הכימי של המים.
פעולות כרייה מדללות לרוב את משאבי המעיינות ומפרות את המשטר ההידרוגולוגי. מקדם השפעה זו תלוי ישירות באיזה סוג עבודה מתבצעת, קרקע או מתחת לאדמה. במקרה של תת קרקע, היא לוקחת בחשבון באיזה עומק מתרחש הפיתוח וגורמים חשובים נוספים. כדי להשיג השפעה חיובית, נעשה שימוש באמצעים וטכנולוגיות רבות.
טמפרטורת קרקע מתחת לשלג.
לשלג, כמבודד תרמי טוב, יש השפעה רבה על ההגנה על הקרקע מפני הקפאה. וככל שהשלג רופף יותר, כך ההגנה על הקרקע תהיה חזקה יותר מהשפעות הטמפרטורות הנמוכות. אבל ערך זה אינו חד משמעי ואינדיקטור אחד עשוי להיות שונה מהאחר לא רק ממרחק האזורים, אלא גם בתוך אותו אזור או מחוז ותלוי בטמפרטורה של כיסוי הקרקע בזמן שלג. אם השלג יורד על אדמה קפואה עמוקה, וגובה כיסוי השלג אינו גדול, אז טמפרטורת האדמה מתחת לשלג, על פני השטח שלה, וטמפרטורת האוויר שמעליו יהיו כמעט זהות. יחד עם זאת, אם באזורים אלה עומק השלג מגיע ל-15-20 ס"מ, הרי שההבדל בין טמפרטורת האדמה למשטח השלג יהיה 6-8 מעלות; בעוד פני כדור הארץ יהיו חמים יותר. מצד שני, אם שלג יורד על קרקע לא קפואה, ועומק "כיסוי" השלג גדול מספיק, אז הטמפרטורה של הקרקע מתחת לשלג תהיה בערך מאפס עד -0.5 מעלות. זה מצביע על כך שלג, כמוליך חום גרוע, המשקף את קרני השמש האולטרה סגולות, מגן באופן אמין על השכבה העליונה של כדור הארץ מפני התקררות. יחד עם זאת, פני הקרקע לא יכולים להיות בעלי טמפרטורה חיובית, שכן במקרה זה השלג יימס במגע עם הקרקע.
ניסויים של מדענים הראו כי בטמפרטורת אוויר של -25 ... -28 מעלות וגובה כיסוי שלג של 25 - 30 ס"מ, טמפרטורת כדור הארץ אינה יורדת מתחת ל -10 מעלות, ובעומק של 35 - 40 ס"מ - מתחת ל-5 מעלות. במקביל, בטמפרטורת אוויר של -45 גר'. ועומק שלג של עד 1.50 מ', ובתנאי שהשלג רופף למדי, טמפרטורת הקרקע לא יורדת מתחת ל-8 גר'. זה שוב מוכיח כי שלג, כמו מגן אמין, מכסה את כדור הארץ מקפיאה.
