L'effet des basses températures sur le sol et les plantes
Agriculture -
Conditions de vie des plantes agricoles et leur régulation
Avec l'apparition de températures négatives stables, le gel du sol commence. Tout d'abord, sa couche supérieure gèle, puis les couches inférieures de 30 à 150 cm.La profondeur de gel dépend principalement des conditions météorologiques et du sol, ainsi que du relief. Le gel profond des sols se produit généralement pendant un hiver avec peu de neige et de fortes gelées.
L'eau gèle dans le sol à des températures inférieures à zéro degré. Cela est dû à la teneur en substances solubles qu'il contient. Plus la concentration de la solution est élevée, plus le point de congélation de l'eau est bas.
Par exemple, dans les sols sableux et limoneux, l'eau gèle à moins 4-4,5°C, tandis que dans les sols tourbeux, où la concentration de la solution est plus élevée, seulement à moins 5°C.
Les sols des endroits élevés gèlent plus profondément que dans les basses terres, où il y a plus de neige. Les plaines occupent une position médiane. Plus le degré de dispersion du sol est élevé et plus l'effet des phénomènes de surface est fort, plus il ne gèle pas longtemps. Les sols excessivement humides gèlent plus lentement en raison de la capacité calorifique élevée de l'eau, ainsi que les sols secs, car ils contiennent de l'eau liée, qui se transforme en glace à des températures plus basses. Les sols denses gèlent plus rapidement et à de plus grandes profondeurs que les sols meubles.
Sur les sols soddo-podzoliques, en raison de l'attraction de l'humidité (pendant le gel), la teneur en humidité de la couche supérieure augmente à pleine capacité. Des cristaux de glace se développent également dans le sol en raison de la condensation de l'humidité vaporeuse s'écoulant des horizons inférieurs du sol. Son mouvement sous forme de vapeur est associé à la différence d'élasticité de la vapeur d'eau dans les couches supérieure et inférieure du sol.
Le gel de la couche supérieure à une teneur en humidité inférieure à la pleine capacité améliore les propriétés physiques du sol en raison de la rupture de grosses mottes de terre en petites mottes lorsque les pores dans lesquels se trouvait l'eau se dilatent avec des cristaux de glace. Par conséquent, le sol labouré en automne s'effrite bien lors du traitement de printemps.
Le couvert neigeux et végétal, ainsi que la litière forestière, ralentissent le gel du sol.
Le gel et le dégel du sol ont un impact important sur l'hivernage des cultures d'hiver et du trèfle. Ces phénomènes sont associés à la formation d'une croûte de glace, de trempages, d'amortissement et de renflement des racines des plantes. Ils peuvent également souffrir d'un gel rapide et profond du sol.
Pour la vie végétale, le nombre de cristaux de glace formés dans le sol et leur structure, qui dépend de la température, de l'humidité, de la densité et d'autres conditions du sol, revêtent une grande importance.
En Biélorussie, dans les républiques baltes et dans les régions adjacentes de la Fédération de Russie, les cultures d'hiver meurent le plus à cause du trempage, de la fonte des semis, de la moisissure des neiges et très rarement du gel et du dessèchement.
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Chauffage et refroidissement des masses d'eau
L'eau,
contrairement au sol, pour direct et dispersé
le rayonnement solaire est transparent
corps, et donc rayonnant à ondes courtes
l'énergie pénètre dans l'eau pendant un certain temps
profondeur considérable (selon
transparence de l'eau de 10 à 100 m), et
un échauffement radiatif se produit
dans une couche d'eau de plusieurs mètres d'épaisseur.
Seconde
la différence est que le volume
la capacité calorifique de l'eau est d'environ 2
fois supérieure à la capacité calorifique du sol, et
cette raison, afin qu'ils parviennent à un
et la même température que l'eau devrait atteindre
plus de chaleur que le sol. Si à l'eau
et le sol reçoit la même quantité
chaleur, ou ils donnent la même
la quantité de chaleur, la température de l'eau
changera d'une quantité inférieure à
température du sol.
Troisièmement,
dans le sol la chaleur est transférée verticalement
par conduction thermique moléculaire,
et dans l'eau facilement mobile, transfert de chaleur
verticalement est réalisée à la suite
processus plus actif - turbulent
mélange des couches d'eau, à cause duquel
il y a un échange intense
propriétés physiques et chimiques entre ces
couches. Turbulence dans les masses d'eau
poussé par l'anxiété et
vitesses des courants des masses d'eau, ainsi que
convection thermique, et dans les mers -
convection causée par la différence de salinité
couches d'eau. Mélange turbulent
dans les réservoirs prédétermine :
-
transfert
chauffer profondément dans les réservoirs de 1 000 à 10 000 fois
plus que de le porter dans le sol; -
rapide
égalisation de la température entre les couches
l'eau; -
le chauffage
et le refroidissement des bassins d'eau jusqu'à
des profondeurs beaucoup plus grandes; -
Suite
plus lentement que dans le sol, changer
les températures de surface de l'eau, et
moins que le changement
température à la surface du sol.
Surface
la couche d'eau, comme le sol, absorbe bien
rayonnement infrarouge. Conditions d'absorption
et affichage du rayonnement à ondes longues
dans les bassins d'eau et dans le sol sont différents
peu. Sinon, le problème avec les ondes courtes
radiation. Ondes courtes en particulier
violet et ultraviolet, pénètrent
profondément dans l'eau
et le chauffage par rayonnement se produit
dans une couche d'eau de plusieurs mètres d'épaisseur.
Écarts
régime thermique des masses d'eau et des sols
causé par les raisons suivantes :
—
la capacité calorifique de l'eau est 3 à 4 fois supérieure
capacité calorifique du sol. Par conséquent, pour
leur chauffage égal, l'eau doit
obtenir plus de chaleur que le sol. Si
l'eau et le sol recevront le même
la quantité de chaleur, la température de l'eau
changer moins;
- particules d'eau
avoir une grande mobilité. Par conséquent, dans
masses d'eau transfert de chaleur dans l'eau
ne se produit pas par voie moléculaire
conductivité thermique, comme dans le sol, et dans
le résultat d'un processus plus intensif
– mélange turbulent.
Compris entre
couches superficielles et sous-jacentes
le sol et l'eau se produisent constamment
échange de chaleur. Flux de chaleur dans le sol ou
masse d'eau s'exprime approximativement
formule:
,
où
t2
et T1 –
température aux profondeurs z1
et z2;
λ - coefficient
conductivité thermique.
V
Système SI, le flux de chaleur est exprimé en termes de
W/m2.
La fonctionnalité des eaux
Schéma d'installation d'adoucissement en eau profonde.
Les eaux souterraines sont très précieuses car elles constituent la principale source d'approvisionnement en eau. La gamme de leur utilisation est très large, car ils sont nécessaires partout: pour les colonies, pour les entreprises industrielles et pour l'économie nationale. Afin de rechercher et d'extraire les eaux souterraines, des puits sont construits ou des puits sont forés. Il est préférable de les construire en utilisant un remblai de gravier et en prenant des filtres spéciaux en treillis de galon.
Cependant, ils sont très destructeurs et affectent négativement divers matériaux de construction, en particulier le béton. Ainsi, avant de construire quoi que ce soit, ils analysent l'agressivité de l'eau. Son classement est le suivant. Le moindre type d'agressivité est l'acide général. Le dioxyde de carbone a le plus grand effet destructeur. En plus d'eux, on distingue également la magnésie, la lixiviation et l'agressivité des sulfates.
Le deuxième plus fiable sera le sol, car sa température même en hiver descend rarement en dessous de + 5 ° C. Dans tous les cas, le reste du schéma de production et d'autres caractéristiques dépendront de ce qui est utilisé comme production d'énergie.
Pour obtenir de la chaleur à partir des eaux souterraines, vous devrez forer des puits (absorption et extraction). Un puits est pré-foré pour le contrôle. Elle est obligée de confirmer que l'eau est convenable, de bonne qualité, répond aux autres critères qui sont nécessaires pour une pompe à chaleur. La température ne fluctue pas beaucoup, même tout au long de l'année.
http://www.vseoburenii.ru/youtu.be/aYO1XLg-ois
La plage de 7 à 12 °C garantit que ni la saison ni la température de l'air ambiant n'affectent les performances de chauffage stables. Un tel système est très simple et ne nécessite pas de gros coûts de fonctionnement et d'énergie. Il convient à la fois à l'assainissement et à la consommation d'eau domestique générale. La géothermie est une alternative aux autres méthodes, respectueuse de l'environnement.
Dans tous les cas, la protection et la protection des eaux contre la pollution ou l'épuisement sont envisagées. Objectifs poursuivis de son utilisation rationnelle. Par exemple, la proximité d'usines chimiques, de centrales thermiques, d'usines de traitement, de canaux d'irrigation, de fossés de drainage minier affecte considérablement la composition chimique de l'eau.
Les opérations minières épuisent souvent les ressources des sources et violent le régime hydrogéologique. Le coefficient de cette influence dépend directement du type de travail effectué, au sol ou souterrain. Dans le cas du sous-sol, il tient compte de la profondeur à laquelle le développement a lieu et d'autres facteurs importants. Pour obtenir un effet positif, de nombreux moyens et technologies sont utilisés.
Température du sol sous la neige.
La neige, en tant que bon isolant thermique, a une grande influence sur la protection du sol contre le gel. Et plus la neige est lâche, plus la protection du sol sera forte contre les effets des basses températures. Mais cette valeur n'est pas sans ambiguïté et un indicateur peut différer d'un autre non seulement par la distance des régions, mais aussi au sein d'une même région ou d'un même district et dépend de la température de la couverture du sol au moment des chutes de neige. Si la neige tombe sur un sol profondément gelé et que la hauteur de la couverture de neige n'est pas grande, la température du sol sous la neige, à sa surface, et la température de l'air au-dessus seront presque identiques. Dans le même temps, si dans ces zones l'épaisseur de la neige atteint 15 à 20 cm, la différence entre la température du sol et la surface de la neige sera de 6 à 8 degrés; tandis que la surface de la terre sera plus chaude. D'autre part, si la neige tombe sur un sol non gelé et que la profondeur de la «couverture» de neige est suffisamment grande, la température du sol sous la neige sera d'environ de zéro à -0,5 degré. Cela suggère que la neige, en tant que mauvais conducteur de chaleur, réfléchissant les rayons ultraviolets du soleil, protège de manière fiable la couche supérieure de la terre du refroidissement. Dans le même temps, la surface du sol ne peut pas avoir une température positive, car dans ce cas la neige fondra au contact du sol.
Les expériences des scientifiques ont montré qu'à une température de l'air de -25 ... -28 degrés et une hauteur de couverture de neige de 25 à 30 cm, la température de la terre ne descend pas en dessous de -10 degrés et à une profondeur de 35 à 40 cm - en dessous de -5 degrés. Dans le même temps, à une température de l'air de -45 gr. et une profondeur de neige allant jusqu'à 1,50 m, et à condition que la neige soit plutôt lâche, la température du sol ne tombe pas en dessous de -8 gr. Cela prouve une fois de plus que la neige, comme un bouclier fiable, protège la terre du gel.
