Річна зміна температура поверхні грунту на оголеній ділянці та вкритій рослинністю
Рис.3. Річна зміна температури поверхні ґрунту на різних ділянках
З огляду на отримані дані, можна сказати, що оголений грунт нагрівається і охолоджується активніше, ніж вкритий. Рослинний покрив зменшує амплітуду коливання температури поверхні ґрунту, оскільки він перешкоджає нагріванню його сонячними променями вдень і захищає від випромінювання вночі. При чому в різні пори року прогрівання і охолодження оголеної і вкритої ділянки буде залежати від різних факторів: наявності рослинного покриву, снігового покриву, особливостей ґрунту тощо.
Аналіз зміни температури поверхні води океану та поверхні суходолу для однієї широти
Зміна температури поверхні води океану та поверхні суходолу досить різна. На суходолі коливання температури досить значні порівняно з океаном. Так, наприклад, на одній широті амплітуди температур досить значні. Максимальні показники характерні в середині літа (31°С), а мінімальні взимку – до -10°С. В океані амплітуди температур невеликі і коливаються в межах +12°…+18°С не досягаючи від’ємних значень. Відмінність у нагріванні води і суходолу, полягає в тому, що тепло у воді передається переважно шляхом турбулентності.
Тому і нагрівання, і охолодження у водоймах розповсюджується на товстіший шар, ніж у ґрунті, до того ж вода має значно більшу теплоємність, ніж грунт. Внаслідок цього зміни температури на поверхні води дуже малі протягом доби.
Рис. 4. Зміни температури поверхні води океану та поверхні суходолу для однієї широти
Визначення понять
Питома теплоємність ґрунту (океану) – кількість теплоти, яку необхідно надати одиниці маси, щоб нагріти її на 1°C, або ж кількість теплоти, що виділяється при охолодженні одиниці маси речовини.
Об’ємна теплоємність ґрунту (океану) – кількість тепла необхідна, для нагрівання одиниці об’єму ґрунту (океану) на один градус.
Теплопровідність ґрунту (океану) – здатність ґрунту (океану) проводити тепло. Вона вимірюється кількістю тепла в джоулях, яке проходить за 1 секунду через 1 см3 грунту (води).
Закони розподілу коливань температури вглиб ґрунту (океану)
Закони Фур’є:
Період коливань температури не змінюється з глибиною. Добовий хід – 24 години, річний – 12 місяців;
Зростання глибини в арифметичній прогресії призводить до зменшення амплітуди у геометричній прогресії;
Починаючи з глибин 60 см і далі температура залишається без змін протягом доби, тобто добова амплітуда дорівнює 0°С;
Річні амплітуди температури змінюються по такому ж закону. Річна нульова амплітуда знаходиться: у полярних широтах – на глибині 30 м, у помірних широтах – на глибині 15 - 20 м, у тропічних широтах – на глибині 10 м;
Строк настання максимумів і мінімумів температури як у добовому, так і у річному ході запізнюється з глибиною пропорційно їй.
Чинники, що формують температурний режим грунту України
Широта місцевості. Добова амплітуда діяльної поверхні залежить головним чином від висоти Сонця, яка зменшується зі збільшенням широти;
Хмарність. За хмарної погоди амплітуда температури поверхні ґрунту менша, ніж за ясної. Хмари вдень не пропускають пряму сонячну радіацію, а вночі суттєво зменшують ефективне випромінювання;
Колір ґрунту. Амплітуда зміни температури поверхні темних ґрунтів більша, ніж світлих, оскільки поглинальна і випромінююча здатності темних поверхонь більші, ніж світлих;
Теплоємність та теплопровідність ґрунту. Чим більша теплоємність ґрунту, тим він менше нагрівається вдень і охолоджується вночі, тобто тим менша амплітуда коливання його температури;
Рослинний покрив. Він зменшує амплітуду добового коливання температури поверхні ґрунту, оскільки перешкоджає нагріванню його сонячними променями вдень і захищає від сильного випромінювання вночі. Нічне випромінювання відбувається з поверхні самих рослин, які й будуть вихолоджуватись, до того ж частина їхнього випромінювання буде спрямована до ґрунту;
Сніговий покрив. Захищає грунт від надмірної втрати тепла, оскільки завдяки малій теплопровідності, захищає його від проникнення до ґрунту низьких температур. Поверхня самого снігу вночі дуже охолоджується внаслідок великої випромінювальної здатності;
Експозиція схилів. Південні схили хребтів та пагорбів нагріваються більше, ніж північні, оскільки сонячні промені зустрічаються з південним схилом під більшим кутом. Західні схили в умовах вологого клімату нагріваються більше за східні;
Пора року. Влітку амплітуди найбільші, взимку – найменші.