Суточный и годовой ход температуры на поверхности почвы

Измерение температуры на поверхности почвы является методически трудной задачей, особенно при пользовании жид­костными термометрами. Результаты измерений сильно зависят от условий установки термометра, не вполне отражают действи­тельные температурные условия на поверхности почвы и недо­статочно сравнимы. Лучшие результаты можно получить с по­мощью электрических термометров.

Температура на поверхности почвы имеет суточный ход. Ми­нимум ее наблюдается примерно через полчаса после восхода солнца. К этому времени радиационный баланс поверхности почвы становится равным нулю — отдача тепла из верхнею слоя почвы эффективным излучением уравновешивается возросшим притоком суммарной радиации. Нерадиационный же обмен тепла в это время незначителен.

Затем температура на поверхности почвы растет до 13— 14 часов, когда достигает максимума в суточном ходе. После этого начинается падение температуры. Радиационный баланс в послеполуденные часы, правда, остается положительным; однако отдача тепла в дневные часы из верхнего слоя почвы в атмосферу происходит не только путем эффективного излуче­ния, но и путем возросшей теплопроводности, а также при уве­личившемся испарении воды. Продолжается и передача тепла в глубь почвы. Поэтому температура на поверхности почвы и падает с 13—14 часов до утреннего минимума.

Суточный ход температуры на поверхности почвы изобра­зится на графике время — температура волнообразной кривой, более или менее напоминающей синусоиду. Высшая точка этой кривой характеризует максимум, низшая — минимум темпе­ратуры (рис.1).

Кривая суточного хода в отдельный день может иметь непра­вильную форму, поскольку она зависит от изменений облачности в течение суток, от осадков, а также и от непериодических (адвективных) изменений температуры воздуха. Но кривая, по­строенная по многолетним данным за календарный месяц, бу­дет иметь более правильную форму, так как случайные отклоне­ния в обе стороны в средних величинах уравновесятся.

Максимальные температуры на поверхности почвы обычно выше, чем в воздухе на высоте метеорологической будки. Это понятно: днем солнечная радиация прежде всего нагревает почву,   а  уже   от   нее   нагревается воздух.

В Московской области летом на поверхности обнаженной почвы наблюдаются температуры до +55°, а в пустынях — даже до +80°.

Ночные минимумы температуры, наоборот, бывают на поверхности почвы ниже, чем в воздухе, так как, прежде всего, почва выхолажи­вается эффективным излучением, а уже от нее охлаждается воздух. Зимой в Московской области ночные температуры на поверхности (в это время покрытой снегом) могут па­дать ниже —50°, летом (кроме ию­ля) — до нуля. На снежной поверх­ности во внутренних районах Антарктиды даже средняя  месячная температура  в июне около —70°, а в отдельных случаях она может падать до —90°.

Рис. 1  Средний суточный ход температуры на поверхности почвы (П) и в воздухе на вы­соте 2 м (В). Павловск, июнь.

Разность между суточным максимумом и суточным ми­нимумом температуры называется суточной амплитудой темпе­ратуры.

В Московской области в зимние месяцы многолетняя средняя суточная амплитуда температуры на поверхности почвы (снега) равна 5—10°, в летние 10—20°. В отдельные дни суточные амплитуды, конечно, могут быть и выше и ниже многолетних средних значений в зависимости от ряда причин, прежде всего от облачности. В безоблачную погоду велика солнечная радиа­ция днем и также велико эффективное излучение ночью. По­этому суточный (дневной) максимум особенно высок, а суточ­ный (ночной) минимум низок и, следовательно, суточная ампли­туда велика. В облачную погоду дневной максимум понижен, ночной минимум повышен и суточная амплитуда уменьшена.

Сильные ночные заморозки на почве весной и осенью обычно наблюдаются при ясном небе, т. е. при большом эффективном излучении. Суточный ход температуры почвы зависит также от экспози­ции склонов, т. е. от того, как ориентирован наклон данного участка земной поверхности по отношению к странам света. Ноч­ное излучение одинаково на склонах любой ориентации; но днев­ное нагревание почвы, конечно, будет наибольшим на южных склонах и наименьшим на северных. Суточный ход темпе­ратуры почвы зависит также от почвенного покрова, что будет выяснено дальше.

Температура поверхности почвы, конечно, меняется и в годовом ходе. В тропических широтах ее годовая амплитуда, т. е. разность многолетних средних температур самого теплого и самого холодного месяца года, мала и с широтой растет. В се­верном полушарии на широте 10° она около 3°, на широте 30^е около 10°, на широте 50° в среднем около 25°.