A talaj hforgalmnak modellezse A talajalkotrszek htani adatai
- Slides: 23
A talaj hőforgalmának modellezése
A talajalkotórészek hőtani adatai Fajhő (J/g C) Sűrűség (g/cm 3) Hőkapacitás (J/cm 3 C) 4. 2 1 4. 2 Levegő 1 0. 0012 Homok 0. 84 2. 5952 2. 18 Agyag 0. 92 2. 7173 2. 5 Humusz 1. 7 1. 6 2. 72 Jég 2. 1 0. 8952 1. 88 Anyag Víz
A nedves talaj hőkapacitása ahol: γ : térfogat tömeg (g cm-3) Ntf : nedvesség tartalom (cm 3 cm-3) Ltf : levegő tartalom (cm 3 cm-3)
A talaj hőkapacitása a nedvesség tartalom függvényében
A talaj hővezető képessége Függ: • Nedvességtartalom • Térfogattömeg • Agyagtartalom • Kvarctartalom
A talaj hővezető képessége a nedvességtartalom függvényében
A talaj hőmérséklet-vezető képessége ahol: : a talaj hővezető képessége (J cm-1 nap-1 °C-1) Cv : a talaj hőkapacitása (J cm-3 °C-1)
A talaj hőmérséklet-vezető képessége a nedvességtartalom függvényében
A talajhőmérséklet napi ingadozása Látókép, 2003. 07. 15.
A talajhőmérséklet periodikus ingadozása • Napi III. • Éves VI. XII. IX.
A talajhőmérséklet havi középértékei Látókép, 2001 -2004
A talajhőmérséklet havi középértékei
Energiamérleg • Rn- Hs- LE - G = 0 ahol: Rn = nettó sugárzás (W m-2) Hs = szenzibilis hőáram (W m-2) LE = látens hőáram (W m-2) G = talaj hőáram (W m-2)
Hősugárzás • Rn = (1 - Albedó)*GRAD + LD - LU ahol: Albedó = a felszín rövidhullámú sugárzás visszaverő képessége (-) GRAD = golbálsugárzás (W m-2) LD = a felszínre érkező hosszúhullámú sugárzás (W m-2) LU = a felszín által kibocsátott hosszúhullámú sugárzás (W m-2)
Felszínre érkező hosszúhullámú sugárzás LD (W m-2) • LD=σ(Ta+273)4(0, 605+0, 048(1370 HA)0, 5) ahol: σ = Stefan-Boltzmann állandó ( W °K-4 m-2) Ta = levegő hőmérséklete (°C) HA = levegő páratartalma (kg m-3)
A felszín által kibocsátott hosszúhullámú sugárzás LU (W m 2) • LU = εσ(Ts + 273)4 ahol: ε = talaj emisszivitás σ = Stefan-Boltzmann állandó ( W °K-4 m-2) Ts = talaj hőmérséklete (°C)
A talaj lehűlése (hősugárzás) ahol: 1 : az A 1 felület sugárzási tényezője ha A 2>>A 1
Hőátadás = Q/t = A T ahol: : átadott hő (W) Q : hőmennyiség (J) t : idő (s) : hőátadási tényező (W m-2 °C-1) A : felület (m 2) T. hőmérsékletkülönbség (°C)
Hővezetés ahol Qq : hőmennyiség (J) : Kq-1: hővezetési tényező (W m °C-1) A : felület (m 2) t : idő (s) T. hőmérsékletkülönbség (°C) z : hosszúság (m)
Szenzibilis hőáram Hs (Wm-2) Hs = (Ts – Ta)Ca/ra ahol: Ts = talaj hőmérséklete (°C) Ta = levegő hőmérséklete (°C) Ca = a levegő hőkapacitása (J m-3 C-1) ra = a határréteg aerodinamikai ellenállása (s m-1)
Látens hőáram LE (W m-2) LE = L x E ahol: L = a víz párolgáshője (2, 4 MJ kg-1) E = páraáramlás (kg m-2 s-1)
Talaj hőáram G (Wm-2) Forrás: Chung és Horton, 1987
Hőáramlási modell • ahol: – – – C : a talaj hőkapacitása (J m-3 °C-1) T : talajhőmérséklet (°C) λ : hővezetési tényező (W m-1 °C-1) δt : időlépték (s) δz : függőleges térbeli lépték (m)
