Различные культуры можно высаживать традиционным способом: в одно и то же время каждый год. Однако климат меняется, и температура почвы тоже. Каждому растению нужны свои условия выращивания, и самое главное — это характер почвы.
Вода, в отличие от почвы, является телом, проницаемым для прямого и рассеянного солнечного излучения, поэтому коротковолновая лучистая энергия проникает в воду на достаточно большую глубину (от 10 до 100 метров, в зависимости от прозрачности воды), а лучистый нагрев происходит в слое воды толщиной в несколько метров.
Второе отличие заключается в том, что объемная теплоемкость воды примерно в два раза больше, чем у почвы, поэтому вода должна поглощать больше тепла, чем почва, чтобы достичь той же температуры. Когда вода и почва поглощают или выделяют одинаковое количество тепла, температура воды изменяется на меньшую величину, чем температура почвы.
В-третьих, в почве тепло передается вертикально путем молекулярной проводимости, тогда как в слабо движущейся воде вертикальный перенос тепла является результатом более активного процесса, а именно турбулентного перемешивания слоев воды, которое вызывает интенсивный обмен физическими и химическими свойствами между этими слоями. Турбулентность в водоемах вызывается волнами и различными скоростями течения водных масс, а также тепловой конвекцией, а в океанах — конвекцией из-за различий в солености слоев воды. Турбулентное перемешивание в водоемах предопределено:
- перенесение тепла вглубь водоемов в 1000-10000 раз больше, чем перенесение его в почве;
- быстрое выравнивание температур между слоями воды;
- нагревание и охлаждение водных бассейнов до значительно больших глубин;
- более медленное, чем в почве, изменение температуры поверхности водоемов, и на величину меньшую, чем изменение температуры на поверхности почвы.
Поверхностный слой воды хорошо поглощает инфракрасное излучение, так же как и дно. Условия поглощения и появления длинноволнового излучения в водных бассейнах и на дне отличаются незначительно. Это не относится к коротковолновому излучению. Короткие длины волн, особенно фиолетовые и ультрафиолетовые, проникают в воду на значительную глубину, и нагрев от излучения происходит в слое воды толщиной в несколько метров.
Различия в тепловом режиме вод и почв обусловлены следующими причинами:
— Теплоемкость воды в 3-4 раза выше, чем теплоемкость почвы. Поэтому для равномерного нагрева вода должна поглощать больше тепла, чем почва. Если к воде и почве подводится одинаковое количество тепла, температура воды изменяется меньше,
— частицы воды более подвижны. Поэтому в водохранилищах перенос тепла в воде происходит не за счет молекулярной теплопроводности, как в почве, а за счет более интенсивного процесса — турбулентного перемешивания.
Происходит постоянный обмен теплом между поверхностью и нижележащими слоями почвы и воды. Тепловой поток в почве или водоеме приблизительно выражается следующей формулой:
,
λ — коэффициент теплопередачи.
Функциональность вод
Схематическое изображение системы глубокого умягчения воды.
Подземные воды очень ценны, так как являются основным источником водоснабжения. Сфера их применения очень широка, так как они нужны везде: в населенных пунктах, на промышленных предприятиях и в народном хозяйстве. Колодцы или скважины бурятся для поиска и добычи подземных вод. Лучше построить их с помощью гравия и специальных фильтров «Галунка».
Однако они очень разрушительны и оказывают негативное воздействие на различные строительные материалы, особенно на бетон. Поэтому перед строительством любого объекта проводится анализ для определения агрессивности воды. Классификация выглядит следующим образом. Наименее агрессивным типом является общая кислота. Наибольшее разрушительное воздействие оказывает углекислый газ. Кроме того, различают магнезиальную, выщелачивающую и сульфатную агрессию.
Второй по надежности тип — почва, так как ее температура даже зимой редко опускается ниже +5°C. В каждом случае тип извлечения энергии определяет остальную часть системы извлечения и другие характеристики.
Для извлечения тепла из подземных вод необходимы скважины (сифонные и вытяжные). Перед этим бурятся пробные скважины. Это необходимо для подтверждения того, что вода пригодна, хорошего качества и соответствует другим критериям, необходимым для теплового насоса. Температура не сильно колеблется даже в течение года.
Температурный диапазон 7-12 °C гарантирует, что ни время года, ни температура окружающей среды не повлияют на стабильную теплоотдачу. Такая система очень проста и имеет низкие эксплуатационные и энергетические затраты. Он подходит как для дренажа, так и для общего бытового водопользования. Геотермальная энергия является альтернативой другим способам получения энергии и отличается экологической чистотой.
В любом случае, вода должна быть защищена и сохранена от загрязнения и истощения. Его также следует использовать рационально. Например, на химический состав воды существенно влияет близость химических заводов, теплоэлектростанций, обогатительных фабрик, оросительных каналов и дренажных канав шахт.
Добыча полезных ископаемых часто истощает ресурсы источника и нарушает гидрогеологическую систему. Коэффициент этого воздействия напрямую зависит от того, проводятся ли работы над или под землей. При подземной добыче учитывается глубина разработки и другие важные факторы. Для достижения положительного результата используется множество средств и технологий.
Температура почвы под снегом.
Будучи хорошим изолятором, снег играет важную роль в защите почвы от замерзания. И чем более рыхлый снег, тем лучше почва защищена от воздействия низких температур. Однако эта величина не является уникальной и может варьироваться от региона к региону не только в пределах области или района, но и в зависимости от температуры почвы в момент выпадения снега. Если снег лежит на глубоко промерзшей земле и снежный покров невысок, то температура земли под снегом, на его поверхности и температура воздуха над ним практически одинаковы. Если же высота снежного покрова в этих районах достигает 15-20 см, то разница между температурой земли и температурой поверхности снега составляет 6-8 градусов; поверхность земли теплее. Если же снег выпадает на незамерзшую землю и снежный покров достаточно глубокий, то температура земли под снегом составляет от нуля д о-0,5 градусов. Это говорит о том, что снег, являясь плохим проводником тепла, отражающим ультрафиолетовые лучи солнца, надежно защищает верхний слой земли от охлаждения. В то же время поверхность земли не должна иметь положительную температуру, иначе снег будет таять при соприкосновении с землей.
Эксперименты ученых показали, что при температуре воздух а-25…-28 градусов и глубине снега 25-30 см температура земли не опускается ниж е-10 градусов, а при глубине 35-40 см — ниж е-5 градусов. В то же время при температуре воздух а-45°C, высоте снежного покрова до 1,50 м и относительно рыхлом снежном покрове температура земли не опускается ниж е-8°C. Это еще раз доказывает, что снег как надежная защита не дает земле замерзнуть.
Варианты температуры Земли
На температуру почвы влияют несколько факторов. Это может быть время суток, сезон и точка измерения. Планета вращается за 24 часа, поэтому есть день и ночь. Кроме того, наклон оси составляет 23°, поэтому и образовались времена года. А в некоторых частях света царит постоянный холод или жара. На диаграмме ниже показано, как знак температуры на Земле меняется с глубиной (от коры к ядру).
Диаграмма зависимости температуры Земли от глубины
Возможно, вы этого не знаете, но не все времена года на планете проходят. На линии экватора температура выше, поэтому там всегда тепло.
Вычисление Температуры Земли
Средняя температура на планете Земля составляет 14°C. Максимальное значение составляет 70,7°C. Этот знак был зафиксирован в пустыне Ирана. Также выделяются Австралия (69,3°C) и Китай (66,8°C). Самая низкая температура на Земле была зафиксирована на станции «Восток» в Антарктиде, где в 1983 году температура упала д о-89,2°C. Спутниковые наблюдения показали, что в 2010 году в Антарктиде было зафиксировано д о-93,2°C!
Расчеты были основаны на стандарте Всемирной метеорологической организации. Согласно правилам, показатель должен определяться под прямыми солнечными лучами, а сами термометры размещаются на высоте от 1,2 до 2 метров над поверхностью.
Сравнение температуры Земли с другими планетами
Несмотря на все эти факторы, нам повезло, что у нас самые стабильные измерения. Но в нашей системе есть много объектов, которые просто поражают воображение. Ртуть, например, может жариться при температуре 465°C с одной стороны и замерзать пр и-184°C с другой.
Опытный таролог ответит на вопросы:
Что ждет вас в будущем? Как будут складываться отношения? Каково правильное решение?
Венера еще хуже. Его плотная и токсичная атмосфера действует как одеяло и заставляет его поверхность светиться при температуре 460°C. Средняя температура на Марсе составляе т-55°C, но на экваторе может быть до 20°C, а на полюсах — д о-153°C. Неудивительно, что это самая горячая планета в Солнечной системе.
Карта температуры поверхности Земли
Юпитер — газовый гигант, у которого почти нет поверхности. Однако измерения температуры проводятся внутри облачного покрова. Верхние части имеют маркировк у-145°C. Сатурн опускается д о-178°C, но планета наклонена, поэтому ее полушария нагреваются по-разному.
Уран считается самой холодной планетой в систем е-224°C, а верхняя атмосфера Нептуна достигае т-218°C. Вы, наверное, заметили, что почти все объекты в нашем космосе должны страдать от экстремальной или адской жары.
