Промерзання і відтаювання ґрунту

Температурний режим ґрунту

Температура ґрунту має добову і річну періодичність. У добовому ході максимум припадає на денний час (близько 13 год), мінімум — перед сходом Сонця. Річний хід у помірних широтах характеризується одним максимумом у червні – липні й одним мінімумом у січні – лютому.

В окремі дні добовий хід температури ґрунту може мати істотні відхилення, зумовлені значною мірою хмарністю, опадами, вітрами та іншими метеорологічними факторами.

Різниця між максимумом і мінімумом у добовому або річному ході називається амплітудою ходу температури.

Хід температури впродовж року визначається різною кількістю сонячної радіації - найменша у січні, найбільша - в липні або серпні.

Тепло в ґрунті розповсюджується за законами загальної теорії молекулярної теплопровідності, які мають назву законів Фур'є:

- незалежно від типу ґрунту період коливань температури з глибиною
не змінюється, тобто проміжок часу між настанням максимуму і мінімуму температури на всіх глибинах однаковий;

- зростання глибини в арифметичній прогресії викликає зменшення амплітуди
в геометричній прогресії. Отже, з глибиною амплітуди коливання температури затухають дуже швидко. Добові коливання, як правило, досягають глибини не більш як 1 м, а річні – 19 – 20 м;

- максимальні і мінімальні температури на глибинах наступають пізніше. У середньому добовий максимум і мінімум на кожні 10 см глибини запізнюється на 2,5 – 3 год. Так, максимальна добова температура на поверхні ґрунту спостерігається о 13 год, а на глибині 10 см максимум буде тільки о 15 – 16 год.

Річні коливання температури розповсюджуються з глибиною за тими ж законами. Шар ґрунту, в якому спостерігається добовий і річний хід температури називається активним або діяльним шаром.

У холодну пору року, після стійкого переходу температури повітря через 0°С восени і настання морозів, ґрунтова вода замерзає, а грунт поступово промерзає, тобто затвердіває під впливом низьких температур. Промерзання ґрунту залежить від температури поверхні ґрунту і глибоких шарів Землі, снігового й рослинного покривів, типу ґрунту та його складу, вологості ґрунту, рельєфу, виробничої діяльності людини та ряду інших.

Чим пізніше випадає сніг і чим менша його висота, тим глибина промерзання більша. У тих районах, де сніговий покрив лежить протягом усієї зими, грунт промерзає на меншу глибину, ніж там, де він кілька разів за зиму встановлюється і сходить або здувається вітром.

У лісі, під трав'яним покривом, мохом чи дерниною грунт промерзає на меншу глибину, ніж оголений.

Різні типи ґрунтів при певних рівних умовах промерзають неоднаково. Так, торфові ґрунти промерзають менше, ніж чорноземно-лучні, а останні менше, ніж чорноземні. Це пов'язано з, вологістю. Вологі ґрунти промерзають повільніше і на меншу глибину, ніж ґрунти із зниженою вологістю, оскільки при замерзанні вологих ґрунтів виділяється захована теплота льодоутворення, яка гальмує дальше охолодження. Щоправда, сухі ґрунти можуть не замерзати через малу теплопровідність і сприятливі умови для існування переохолодженої води в них.

Ґрунти на підвищених формах рельєфу промерзають глибше, ніж на знижених. Це пояснюється більшою поверхнею підвищених форм рельєфу і менш потужним сніговим покривом (на підвищеннях сніг здувається).

Осушення боліт і заболочених земель, вирубування лісів, обробіток ґрунту за інших рівних умов збільшують, а снігозатримання зменшує промерзання ґрунту.

Глибоке промерзання ґрунту погіршує перезимівлю рослин і теплові умови в ранній період їх росту й розвитку, утруднює проникнення в грунт талих вод.

Відтає грунт навесні у двох напрямках: зверху під впливом сонячної радіації, знизу – під дією тепла, яке надходить з що надходить з глибших шарів.

Основним метеорологічним фактором, який впливає на інтенсивність відтавання ґрунту, є середня добова температура повітря.

Від глибини відтавання залежить початок весняних польових робіт. Коли грунт відтане на глибину 10 см, приступають до боронування, а на 30 см — до оранки.