- Код статьи
- 10.31857/S0032180X24020032-1
- DOI
- 10.31857/S0032180X24020032
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 2
- Страницы
- 237-249
- Аннотация
- Разработаны методики определения коэффициента температуропроводности по точечному значению температуры почв заданной мощности на основании результатов анализа динамики температуры на одной глубине по восьми суточным наблюдениям с интервалом в 3 ч. Предложенные методы основаны на решении (с двумя гармониками на поверхности почвы) обратных задач уравнения теплопереноса. Экспериментальные исследования температуры слоев 0, 5, 10, 15, 20 и 40 см глеевой пойменной почвы (Clayey Calcic Pantofluvic Fluvisols) района Игдыр, Восточная Турция, проводили с помощью датчиков Elitech RC-4 в течение летного сезона. С помощью полученных данных различными методами были рассчитаны теплофизические свойства почвы: теплопроводность, температуропроводность, глубина затухания, теплоотдача, тепловой поток. На основании статистических критериев доказано, что предложенная точечная модель является наилучшей. Установлено, что для исследованной почвы температуропроводность составляет 1.1035 × 10–6 м²/с, теплопроводность 1.7612 Вт/(м °C), глубина затухания 17.42 см, теплоусвояемость (теплоаккумуляция) 27.9431 Вт ч0.5/м² °C. Установлено, что наибольший тепловой поток на поверхности почвы приходится на 12:00 дня (106.85 Вт/м²), а наименьший – на 03:00 ночи (–64.62 Вт/м²).
- Ключевые слова
- тяжелосуглинистая глеевая почвы точечная модель теплопроводность глубина затухания теплоусвояемость тепловой поток
- Дата публикации
- 15.02.2024
- Год выхода
- 2024
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 30
Библиография
- 1. Болотов А.Г. Метод определения температуропроводности почвы // Вестник АГАУ. 2015. № 7. C. 74–79.
- 2. Каганов М.А., Чудновский А.Ф. Об определении коэффициента теплопроводности почв // Изв. АН СССР. География. 1953. № 2. С. 183–191.
- 3. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. 486 с.
- 4. Колмогоров А.Н. К вопросу об определении коэффициента температуропроводности почвы // Изв. АН СССР. География и геофизика. 1950. № 2. С. 97–99.
- 5. Куртенер Д.А., Решетин О.Л. Об одном решении уравнения теплопроводности в связи с расчетом температуры почвы // Теплообмен в открытом и защищенном грунте. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. С. 38–45.
- 6. Микайылoв Ф.Д., Шеин Е.В. Граничные условия при моделировании переноса тепла в почве // Агрофизика. 2014. № 4. С. 1–6.
- 7. Нерпин С.В., Чудновский А.Ф. Физика почв. М.: Наука, 1967. 650 с.
- 8. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнение математической физики. М.: Наука, 1966. 724 с.
- 9. Цейтин Г.Х. О вычислении коэффициента температуропроводности и потока тепла в почву по осредненным температурам // Тр. ГГО. 1956. Вып. 60. С. 67–80.
- 10. Шеин Е.В. Курс физики почв. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.
- 11. Anonymous. Turkish State Meteorological Service. Igdir, 2020.
- 12. An K., Wang W., Zhao Y., Huang W., Chen L., Zhang Z., Wang Q., Li W. Estimation from soil temperature of soil thermal diffusivity and heat flux in sub-surface layers // Bound. Layer Meteor. 2016. V. 158. P. 473–488. https://doi.org/10.1007/s10546-15-0096-7
- 13. Black C.A. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Properties. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison. 1965. № 9. Р. 374–390.
- 14. Blake G.R., Hartge K.H. Bulk density. In: Methods of Soil Analysis. Part I, Physical and Mineralogical Methods, ASA and SSSA. Agronomy Monograph No: 9. Madison, Wisconsin USA. 1986. P. 363–381.
- 15. Gao, Z. Determination of soil heat flux in a Tibetan short-grass prairie // Bound. Layer Meteorology. 2005. V. 114. P. 165–178. https://doi.org/10.1007/s10546-004-8661-5
- 16. Gao Z., Russell E.S., Missik J.E.C., Huang M., Chen X., Strickland C.E., Clayton R., Arntzen E., Ma Y., Liu H. A novel approach to evaluate soil heat flux calculation: An analytical review of nine methods // J. Geophys. Res. Atmos. 2017. V. 122. P. 6934–6949. https://doi.org/10.1002/2017JD027160
- 17. Gee G.W., Bauder J.W. Particle-size analysis. Methods of Soil Analysis. Part 1.
- 18. Physical and Minerological Methods. Agronomy. 1986. V. 9. P. 383–441.
- 19. Erdel E., Mikailsoy F. Determination of thermophysical properties of fluvisols in eastern turkey using various models // Eurasian Soil Science. 2022. V. 55. P. 1568–1576. https://doi.org/10.1134/S1064229322110047
- 20. Heitman J.L., Horton R., Sauer T.J., Ren T., Xiao X. Latent heat in soil heat flux measurements // Agricultural and Forest Meteorology. 2010. V. 150. P. 1147–1153. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2010.04.017
- 21. Horton R. Jr. Determination and use of soil thermal properties near the soil surface. Ph.D. New Mexico State University, Las Cruces, New Mexico, USA. 1982. 132 p. https://www.proquest.com/docview/ 303249135?pq-origsite=gscholar&fromopenview=true
- 22. Mikail R., Hazar E., Farajzadeh A., Erdel E., Mikailsoy F. A comparison of six methods used to evaluate apparent thermal diffusivity for soils // Mathem. Anal. and Convex Optim. 2021. V. 2. P. 51–61. https://doi.org/10.29252/maco.2.1.5
- 23. Mikailsoy F.D. On the influence of boundary conditions in modeling heat transfer in soil // J. Engineer. Phys. Thermophys. 2017. V. 90. Р. 67–79. https://doi.org/10.1007/s10891-017-1540-y
- 24. Mikayilov F.D. and Shein E.V. Theoretical principles of experimental methods for determining the thermal diffusivity of soils // Eurasian Soil Science. 2010. V. 43. P. 556–564. https://doi.org/10.1134/S1064229310050091
- 25. Walkley A., Black L.A. An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method // Soil Science. 1934. V. 37. P. 29–38. https://doi.org/10.1097/00010694-193401000-00003
- 26. Sauer T.J., Horton R. Soil heat flux // Micrometeorology in agricultural systems // Agron. Monogr. Madison. 2005. V. 47. P. 131–54. https://doi.org/10.2134/agronmonogr47.c7 https://www.elitechlog.com/wp-content/manuals/RC-4-RC-4HA-RC-4HC-instructions.pdf
