Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra

Egidijus Rimkus „Meteorologijos įvadas“atvirkščiai, dirvos paviršius vėsta, o dirvos temperatūra didėjant gyliui auga. Tada šilumos srautasnukreiptas paviršiaus link. Todėl dieną šiluma dažniausiai sklinda žemyn, o naktį – į viršų. Vasarądirvos paviršius didesnį kiekį šilumos atiduoda gilesniems sluoksniams, o žiemą sukaupta šilumaatiduodama paviršiui.Šilumos sklidimą dirvoje nusako bendra molekulinė šilumos laidumo teorija, XIX amžiauspradžioje pasiūlyta J. Furje. Jis suformulavo dėsnį, pagal kurį šilumos sklidimo greitis per bet kokiąmedžiagą priklauso nuo temperatūros gradiento medžiagoje bei medžiagos šiluminio laidumokoeficiento:(4.17)kur dQ – šilumos srautas į dirvą, λ – šilumos laidumo koeficientas (W/(K×m)), dT/dz –temperatūros gradientas (K/m).Šiluma sklinda iš aukštesnės temperatūros sluoksnių į žemesnės temperatūros sluoksnius,greičiau judančioms molekulėms perduodant savo šiluminę energiją kaimyninėms. Šilumoslaidumo koeficientas priklauso nuo medžiagos savybių. Dirvoje šilumos perdavimo vertikaliakryptimi greitis taip pat priklauso nuo dirvos savybių. Kuo didesnis dirvos tankis ir drėgmė, tuo jilaidesnė šilumai, tuo greičiau šiluma skverbiasi į gilumą ir tuo giliau juntami paros bei metiniaitemperatūros svyravimai. Tai yra susiję su tuo, jog oras yra labai blogas šilumos laidininkas, todėlmažėjant dirvoje porų skaičiui arba joms užsipildant vandeniui dirvos šiluminis laidumas sparčiaididėja.4.2 lentelė. Kai kurių medžiagų šilumos laidumo koeficientaiMedžiagaŠilumos laidumo koeficientas (W/(K×m))Sausas ir drėgnas molis 0,15–1,8Prisotintas molis 0,6–2,5Sausas smėlis 0,15–0,25Drėgnas smėlis 0,25–2Prisotintas smėlis 2–4Vanduo 0,58Dirvožemis su organinėmis medžiagomis 0,15–2Prisotintas dirvožemis 0,6–4J. Furje teorija gali būti taikoma dirvai laikantis tokių sąlygų:1) šiluma į dirvos gilumą perduodama tik molekuliniu būdu;2) dirva yra vienalytė;3) dirvos temperatūra kinta tik vertikalia kryptimi;4) dirvos paviršius horizontalus.Nors realios sąlygos dažniausiai skiriasi nuo šių teorinių prielaidų (pvz., tam tikrą šilumoskiekį dirvoje perneša krituliai, net ir plonas paviršinis dirvos sluoksnis retai būna vienalytis, todėljame šilumos laidumo koeficientas kinta ir kt.) J. Furje teorija gali pakankamai tiksliai apibrėžtibendruosius šilumos sklidimo į dirvos gilumą ypatumus. Remiantis šia teorija, galima padarytikeletą išvadų:1. Temperatūros svyravimo periodas dirvoje nekinta didėjant gyliui.Tai reiškia, kad ne tik dirvos paviršiuje, bet ir įvairiame gylyje išlaikomas paros ir metiniųtemperatūros svyravimų periodiškumas.2. Didėjant gyliui aritmetine progresija, dirvos temperatūros amplitudė mažėja geometrineprogresija (4.15 pav.).Amplitudę įvairiame gylyje galima apskaičiuoti taip:√, (4.18)57