T 4Măsurarea temperaturii solului

Generalităţi Măsurarea temperaturii suprafeţei solului sau zăpezii pe parcela lipsită de

vegetaţie Măsurarea temperaturii solului la adâncimi mai mici pe parcela lipsită de

vegetaţie Măsurarea temperaturii solului la diferite adâncimi pe parcela înierbată

Bibliografie: Sterie Ciulache, „Meteorologie. Manual practic”, Facultatea de Geologie-

Geografie, Bucureşti. http://images.google.ro

Generalităţi:

Temperatura solului reprezintă elementul de care depinde încălzirea aerului din imediata apropiere a solului, ea influenţând procesele de evaporare, de transformare a materiei organice din sol, de dizolvare sau precipitare a unor săruri solubile.

Procesele termice care se produc în sol, respectiv răcirea şi încălzirea sa, sunt condiţionate de proprietăţile calorice ale solului: capacitatea calorică, conductivitatea calorică şi conductivitatea termică. Acestea sunt strâns legate de proprietăţile fizice ale solului: compoziţie, structură, culoare şi grad de umectare. Aceste proprietăţi fac ca la aceleaşi valori ale radiaţiei solare, solurile să se încălzească şi să se răcească diferit pe distanţe orizontale mici.

La staţiile meteorologice se determină temperatura suprafeţei solului lipsit de vegetaţie, temperatura suprafeţei stratului de zăpadă şi temperatura solului lipsit de vegetaţie la adâncimi de 10-20 cm. La staţiile agrometeorologice se efectuează, în plus, determinări la adâncimi mult mai mari, ajungând până la 320 cm.

Măsurarea temperaturii suprafeţei solului sau zăpezii pe parcela lipsită de vegetaţie:

În cadrul acestor determinări de folosesc instrumente termometrice aerologice: termometrul ordinar, termometrul de maximă şi cel de minimă. Ele sunt instalate pe o parcelă cu solul afânat şi nivelat, situată în sudul platformei meteorologice, având rezervoarele pe jumătate introduse în sol.

Orientate cu rezervoarele către est, termometrele sunt aşezate la intervale de 50 cm unul de altul, în următoarea ordine de la nord la sud: termometrul ordinar şi termometrul de minimă (în poziţie orizontală) şi termometrul de maximă care este puţin înclinat (5º) spre rezervor.

1

În privinţa orarului observaţiilor, acestea se efectuează zilnic la termene climatologice reprezentate de orele 01, 07, 13, 19, precizia măsurătorilor fiind de 0,1º C. Valorilor indicate de termometrele de sol nu li se aplică nici o corecţie.

Observatorul citeşte mai întâi termometrul ordinar, apoi capătul coloanei de alcool şi al indicelui, iar la sfârşit, termometrul de maximă. Acesta trebuie să se apropie de termometre dinspre nord, pentru a nu le umbri. În funcţie de stările de timp în care se fac măsurătorile apar următoarele situaţii:

în timpul sezonului cald, termometrul de minimă se ridică de pe sol după observaţia climatologică de la ora 07 şi se repoziţionează cu aproximativ 60 de minute înainte de observaţia de la ora 19;

atunci când temperatura suprafeţei solului sau zăpezii se apropie de -36º C, termometrul ordinar şi cel de maximă se ridică de pe platformă, deoarece funcţionarea lor devine improbabilă;Posibilitatea înregistrării unor temperaturi extrem de ridicate la nivelul solului

face ca limitele scărilor termometrice să fie mai largi (între -35º şi 70-80º C).

Măsurarea temperaturii solului la adâncimi mai mici pe parcela lipsită de vegetaţie:

Se realizează cu ajutorul unor termometre cu mercur de construcţie specială, numite termometre de sol sau geotermometre. În această categorie intră următoarele tipuri de instrumente termometrice:

a) Termometrele de sol tip Savinov

2

Se instalează pe parcela lipsită de vegetaţie, cu rezervoarele orientate spre nord,dispuse pe un aliniament est-vest. Formează serii de câte 4 termometre destinate măsurării temperaturii solului la adâncimi de 5, 10, 15 şi 20 cm, fiind situate la o distanţă de 10 cm unul de celălalt, cel mai puţin adânc aflându-se la est, iar cel mai adânc la vest. Ele se montează în sol primăvara şi se scot toamna deoarece în perioada de îngheţ se deteriorează. Părţile termometrelor rămase în afara solului sunt sprijinite pe o furcă de lemn.

Principala caracteristică pentru termometrele Savinov o constituie prezenţa unui cot (sub un unghi de 135º), situat între rezervorul termometric şi tijă, ceea ce face ca rezervorul să se orienteze tangent la stratul de sol, iar tija termometrică să facă un unghi de 45º cu suprafaţa solului.

Aceste termometre de sol au rezervorul cilindric umplut cu mercur, iar scara termometrică este divizată din 0,5º în 0,5º C, cu limitele între -15º şi 40º C.

Se deosebesc de termometrele aerologice prin diferitele lungimi ale tubului capilar, în funcţie de adâncimea la care urmează să se măsoare temperatura dar şi printr-o particularitate de construcţie: tubul capilar, pe porţiunea care se introduce în sol, este umplut cu vată sau cenuşă fină ce împiedică formarea curenţilor de aer de-a lungul termometrului, datorită temperaturilor diferite existente între interiorul solului şi exteriorul lui.

Măsurarea temperaturii solului se face cu precizia de 0,1º C la termenele climatologice (01, 07, 13, 19).

b) Termometrele de sol model german cu tub cotit

Se instalează pe parcela dezgolită de vegetaţie în serii de câte 6 respectiv 10 termometre.

Seria de 6 (destinată măsurării temperaturii la adâncimi de 2, 5, 10, 15, 20, 30 cm) este alcătuită din termometre cu tubul cotit în unghi de 135º şi cu scara în partea exterioară unghiului. Datorită acestei particularităţi de construcţie, partea inferioară, cotită, a fiecărui termometru se introduce în sol în poziţie verticală, iar tija rămasă afară formează cu suprafaţa orizontală a solului un unghi de 45º ceea ce dă posibilitatea citirii uşoare a indicaţiilor de pe scară.

Fiind lipsite de carcase metalice protectoare, termometrele de sol cu tuburi cotite se instalează pe un suport confecţionat din lemn orientat spre direcţia est-vest.

3

Distanţa dintre termometre este de 10 cm, cel mai puţin adânc aflându-se în partea de est a suportului, iar cel mai adânc în partea de vest. Scările, gradate între limitele de -30º şi 40º C, sunt orientate către nord. Zecimile de grad se apreciază ca şi la termometrele obişnuite din ochi.

c) Termometrele de sol model german cu tub drept

Se amplasează în poziţie verticalăla adâncimile de 40, 60, 80 şi 100 cm, laintervale de 20 cm între ele, ele fiind protejate de tuburi metalice, ceea ce face posibilă funcţionarea pe parcela lipsită de vegetaţie şi în timpul iernii.

Aceste termometre au scara gradată, de regulă, din 0,2º în 0,2º C, între limitele de -30º şi 40º C, iar adâncimea de amplasare în sol a rezervorului termometric se marchează cu vopsea pe tubul de protecţie.

Măsurarea temperaturii solului la diferite adâncimi pe parcela înierbată:

În general pe parcela înierbată se determină temperatura solului la adâncimi cuprinse între 20 şi 320 cm. Acest lucru se realizează prin mijlocirea termometrelor de sol cu tragere verticală care stau permanent în sol.

Termometrele de sol cu tragere verticală (extractive) sunt instalate pe parcela acoperită de vegetaţie (direcţie est-vest), în ordinea adâncimilor, începând cu cel de 20 cm, la distanţă de 50 cm unul de celălalt. Ele formează serii complete de cinci termometre pentru adâncimile de 20, 40, 80, 160 şi 320 cm sau de opt termometre situate la adâncimile de 20, 40, 60, 80, 120, 160, 240 şi 320 cm. La termometrele instalate la adâncimi de 20, 40 şi 60 cm, măsurătorile se fac la orele climatologice 01, 07, 13 şi 19, iar la cele instalate la adâncimi cuprinse între 80 şi 320 cm, o singură dată pe zi (variaţia de temperatură este nesemnificativă). Determinările de temperatură se fac imediat după cele realizate de termometrele Savinov.

Termometrul de sol cu tragere verticală are rezervorul mult mai mare în comparaţie cu cel ordinar (nu sunt influenţate de fluctuaţiile momentane ale temperaturii din timpul extragerii pentru efectuarea observaţiei), el fiind protejat de un tub de protecţie (confecţionat din metal, ebonită sau material plastic), care prezintă în dreptul scării o deschidere longitudinală ce permite citirea temperaturii. Tubul de protecţie este prevăzut la partea superioară cu trei orificii prin care, cu ajutorul unor şuruburi, se fixează pe o tijă de lemn. În scopul asigurării termoconductibilităţii de la sol la rezervorul termometrului şi pentru a imprima o anumită inerţie termică, rezervorul este introdus într-un amestec de parafină topită cu pilitură de cupru.

4

Termometrul împreună cu tija de lemn se introduce într-un alt tub, cu diametrul mai mare, care se termină la partea inferioară cu o garnitură metalică, ce are rolul de a transmite temperatura solului la rezervorul termometrului.

Pentru o mai bună stabilitate porţiunile tuburilor rămase deasupra solului, se ancorează cu sârmă, iar tubul şi tija de lemn se ridică la 90-100 cm faţă de nivelul solului.

5