Температурный режим почв в зимний период
Зимний период наступает вместе с сезонным промерзанием верхней части тундровых мерзлотных почв, с приходом устойчивых отрицательных температур воздуха, средняя многолетняя дата установления первая декада октября. Промерзание почв происходит преимущественно с поверхности. В этот период происходит всеобщее понижение температур до отметки -5⁰С на разных глубинах, вплоть до границы с ММП, а также формируется ясная граница промерзания.
В период с 15 по 17 декабря 2016 года (рис 1) на графике видно, что температура на глубинах от 20 см и ниже, практически неизменна, с понижением вглубь происходит потепление в каждой глубинной отметке на 5−7⁰С от предыдущей, а на глубине 80 см, соответствующей границе многолетнемерзлых пород (ММП) и сезонно-талого слоя (СТС), температура держится на отметке 0⁰С. Наибольшая изменчивость температурных показателей наблюдается от поверхности до глубины 10 см. На этой глубине происходит формирование границы «активного температурного слоя». Под активным температурным слоем подразумевается слой почвы определенной толщины, где происходят резкие колебания суточных температурных показателей, как на поверхности почвенного покрова [Nixon, 1995]. Граница промерзания почвы в декабре выражена неясно. Возможно, график имеет такой вид из-за крайне низких температур воздуха, зафиксированных в этот период времени и опускавшихся до минус 50⁰С.
|
|
|
Рис. 1. Графики температурного режима почв в окрестностях г. Надыма на разных глубинах с 15.12.2016 по 17.12.2016.
В период с 15 по 17.01.2017, в окрестностях г. Надыма установилась температура воздуха не ниже -21⁰С (рис 2). Из приведенных на этом рисунке графиков видно, что влияние температуры воздуха на температуру почвенного покрова прослеживается до глубины 10 см. Также видно, что показатели датчика на глубине 20 см с меньшей амплитудой и небольшим временным отставанием повторяют ход графиков верхних датчиков. Из анализа температурных зависимостей следует, что на глубине 20 см в январе устанавливается граница промерзания, так как на остальных датчиках, ниже 20 см, температура изменяется слабо. На глубине 80 см температура почвы равна -5⁰С.
Рис. 2. Графики температурного режима почв в окрестностях г. Надыма на разных глубинах с 15.01.2017 по 17.01.2017.
В период с 13 по 15.02.2017, граница промерзания устанавливается на глубине 30 см (рис. 3). В этот временной период температурные вариации в меньшей степени и с небольшой временной задержкой, повторяют вариации температуры, зарегистрированные датчиками температуры, установленными в «активном температурном слое» (0-10 см), а датчик расположенный на глубине 20 см, также с небольшой временной задержкой, но уже в большей степени повторяет амплитуду более верхних датчиков. Показатели датчика на границе СТС и ММП держится на отметке -5⁰С.
|
|
|
Рис. 3. Графики температурного режима почв в окрестностях г. Надыма на разных глубинах с 13.02.2017 по 15.02.2017.
Температурный режим почв в весенний период.
Весенний период характеризуется наиболее сильным промерзанием почв по сравнению с зимним, формированием новой границы и более крупной амплитудой показателей верхних датчиков в первой половине периода и повышением температурных показателей на глубине во второй половине периода до 0⁰С.
В марте, в период с 17 по 19.03.2017, граница промерзания остаётся как в феврале на отметке в 20 см (рис. 4). Амплитуда на отметке 30 см в меньшей степени напоминает амплитуду верхних горизонтов, а горизонт 20 см уже в большей степени, но пока еще с незначительной временной задержкой. Датчик на границе СТС и ММП также, как и в зимний период, стабильно держится на отметке -5⁰С.
Рис. 4. Графики температурного режима почв в окрестностях г. Надыма на разных глубинах с 17.03.2017 по 19.03.2017.
В апреле, в период с 13 по 15.04.2017, граница промерзания достигает до 30-40 см (рис. 5). Глубина промерзания реагирует на колебания температуры на поверхности почвенного покрова одинаково. Так, например, 14 апреля 2017 на датчике, измеряющем температуру на глубине 10 см от поверхности, в 3 часа 18 минут была зафиксирована температура минус 27⁰С, а через восемь часов температура поднялась до минус 2.5⁰С. На глубине 20 см минимум наступает в 3:55 – минус 22,5⁰С, а максимум наступает в 14:02 – минус 11⁰С. Еще в меньшей степени у горизонта 30 см – минимальная температура минус 18⁰С наступает в 6:53, максимальная – минус 13,5⁰С в 17:59. На границе промерзания 40 см минимальная температура – минус 14⁰С в 7:59, максимальна – минус 12⁰С в 18:36. Важно отметить, что максимальные пики амплитуды температур верхней части почвенного покрова (h 10 и h 0) в апреле уже начинают достигать температурных отметок на границе СТС и ММП. Температурные показатели на отметке 80 см стабильно держатся в этот период на отметке -3,5⁰С, и здесь можно сделать предположение о наступлении потепления в апреле.
|
|
|
Рис. 5. Графики температурного режима почв в окрестностях г. Надыма на разных глубинах с 13.04.2017 по 15.04.2017.
К 18 мая 2017 граница промерзания достигла 40 см, а граница «активного температурного слоя» фиксировалась до глубины 50 см (рис. 6). Как и в апреле, но уже в большей степени, амплитуды активного слоя отметок от h 10 до h -20 становятся похожими. 20 мая температурные показатели всех датчиков сводятся к 0⁰С, что может свидетельствовать о наступлении периода положительных температур и летнего сезона.
|
|
|
Рис. 6. Графики температурного режима почв в окрестностях г. Надыма на разных глубинах с 18.05.2017 по 20.05.2017.
Выводы
В работе приведены результаты исследований температурных режимов почв от поверхности до глубины 80 см в зимний и летний периоды 2016-2017 годов. Исходя из полученных данных можно сделать следующие выводы: в зимний период происходит понижение температуры почвенного покрова до минус 5⁰С на разных глубинах, вплоть до границы с многолетнемерзлыми породами, а также происходит формирование границы промерзания. В весенний период, в результате максимального промерзания почвенного покрова, наблюдается формирование границы проникновения «активного температурного слоя». В этот период года также происходит повышение температурных показателей на границе сезонно-талого слоя и многолетнемерзлых пород до 0⁰С.
Литература
1. Гончарова О.Ю., Матышак Г.В., Бобрик А.А., Москаленко Н.Г. Продуцирование диоксида углерода почвами северной тайги Западной Сибири (Надымский стационар) // Криосфера Земли. 2014. № 2. С. 66–71.;
2. Shiklomanov N.I., Anisimov O.A., Zhang T., Marchenko S., Nelson F.E., Oelke C. Comparisonofmodelproduced active layer fields: Results for northern Alaska // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. P. F02S10;
3. Комплексный мониторинг северо-таежных геосистем Западной Сибири / Под ред. В.П. Мельникова. Новосибирск: Гео, 2012. 207 с.;
4. Павлов А.В., Москаленко Н.Г. Термический режим почвы на севере Западной Сибири // Криосфера Земли. 2001. Т. V. № 2. С. 11–19.;
5. Гончарова О. Ю., Матышак Г. В., Бобрик А. А., Москаленко Н. Г., Пономарева О. Е. Температурные режимы северотаежных почв Западной Сибири в условиях островного распространения многолетнемерзлых пород // Почвоведение, 2015, № 12, с. 1462–1473;
6. Nixon F.M., Taylor A.E., Allen V.S., Wright F. Active layer monitoring in natural environments, lower Mackenzie Valley, Northwest Territories // Current Res., Geol. Surv. Can. В, 1995, p. 99–108.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 312; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!