9.3.2. Теплові властивості й тепловий режим грунтів

До теплових властивостей грунтів відносяться теплопоглинальна здатність, теплоємність, і теплопровідність.

Теплопоглинальна здатність – здатність грунтів поглинати та утримувати енергію сонця.

Характеризується величиною альбедо – кількістю сонячної радіації, відбитою поверхнею грунту і вираженою в% від сумарної сонячної радіації. Альбедо коливається від 8 до 30%. Залежить від кольору грунтів, їх структурного стану, вологості, характеру поверхні. Темні грунти поглинають більше енергії, ніж світлі, вологі більше, ніж сухі.

Теплоємність – здатність грунту поглинати тепло; кількість тепла в калоріях, необхідна для нагрівання 1г або 1 см куб грунту на 1°С.

Теплоємність залежить від мінералогічного і гранулометричного складу грунту, вмісту в ньому органічної речовини, вологості. Вологий грунт має більшу теплоємність, ніж сухий, а глинистий більшу, ніж піщаний.

Теплопровідність – здатність грунту проводити тепло.

Теплопровідність залежить від гранулометричного, хімічного складу, гумусованості, щільності, пористості, ступеня зволоження грунту. Мінеральна частина грунту ліпше проводить його, ніж органічна, вода – ліпше, ніж повітря.

Тепловий режим – сукупність і визначена послідовність явиш теплообміну в системі приземний шар повітря-рослини-грунт-підстилаюча порода, а також сукупність процесів теплопереносу, теплоакумуляції та теплорозсіювання у грунті.

Температура грунту – дуже динамічна величина. Рівновага між температурою атмосфери і 0-5 см шару грунту встановлюється протягом декількох хвилин. Тепловий і водний режими тісно взаємопов'язані. Переходи води з однієї фази в іншу залежать від теплового режиму. Добова динаміка температури різко виражена у перших півметра. Вдень тепловий потік напрямлений зверху вниз; вночі – знизу наверх. Максимум температури спостерігається на поверхні вдень, біля 13 год., мінімум – перед сходом сонця. З глибиною амплітуда коливань температури знижується і добова динаміка на глибині 50 см практично повністю затухає. На добовий режим грунтів суттєво впливають клімат і погодні умови місцевості, вологість грунтів, їх гранулометричний склад, стан поверхні, кількість органічної речовини, забарвлення, рельєф, наявність снігового покриву тощо. Наприклад, рослинний покрив, важкий грансклад зменшують добові амплітуди коливань температури.

Річний режим температури грунтів має велику амплітуду коливань і виражений на більшу глибину, ніж добовий. Зона активної дії сезонної динаміки обмежена 3-4 метровою товщею.

Тепер прийнята систематика теплових режимів грунтів В.Н.Дімо (табл. 11).

1. Мерзлотні режими типові для грунтів із багаторічною мерзлотою. Середньорічна температура грунтів від'ємна. Температура найтеплішого місяця на глибині 0,2 м не перевищує 20°С (грунти Євразійської полярної та Східносибірської мерзлотно-тайгової областей).

2. Тривало-сезонно-промерзаючі: до п'яти місяців переважає позитивна середньорічна температура профілю. Температура найтеплішого місяця на глибині 0,2 м – від 0 до 25°С. Глибина промерзання більше їм, але вона не змикається з вічною мерзлотою.

3. Сезонно-промерзаючі грунти мають позитивну середньорічну температуру. Термін промерзання не більше 2-х місяців. Підстилаючі породи немерзлі. Температура найтеплішого місяця на глибині 0,2 м – 20-30°С (чорноземи, сірі лісові, каштанові грунти).

4. Непромерзаючі грунти мають протягом року позитивні середньорічні температури профілю, включаючи температури найхолоднішого місяця (бурі лісові, субтропічні, тропічні грунти).

Таблиця 11. Теплові режими грунтів

Суттєві зміни в характері теплового режиму грунтів вносить їх обробіток, а також агромеліоративні заходи (снігозатримання, гребнювання, дренаж, зрошення). Тепловий режим має значний вплив на грунтоутворення (визначає інтенсивність процесів у грунтах, життєдіяльність мікроорганізмів, продуктивність рослин).