Hovudside

Soil Moisture Vs. Termisk konduktivitet

by Walther

Soil Moisture Vs.  Termisk konduktivitet

Varmeledningsevnen til jord måler varmestrømmen gjennom partiklene som utgjør den jord. Det er regulert hovedsakelig av vanninnholdet, og det er stor variasjon for ulike jordtyper. I jord fysikk, de termiske egenskapene reflektere hvordan varmen overføres gjennom jordsmonnet ved ledning, konveksjon og stråling. Termisk ledningsevne er målt i watt (W) pr Kelvin per meter [(W) (K-1) (m-1).

Faktorer som påvirker Termisk konduktivitet i Jordsmonn


En rekke faktorer påvirker varmefluksen gjennom jord. De primære påvirkninger er jord fuktighetsinnhold og dens tørrtetthet. Andre parametre som har en sekundær effekt er jordtype eller mineralblanding, tørrtetthet av jord, temperatur, tekstur og tid.

Jord består av forvitret steinpartikler, vann og hulrom. Hulrommene er svært viktig i varmeledning. De er ikke helt tom som et vakuum, men alltid inneholde enten luft eller vann. Air er en dårlig leder av varme fordi gassmolekylene er plassert langt fra hverandre, og ikke fysisk kontakt med hverandre. Vann er en utmerket termisk dirigent fordi det er en væske, og det er mer partikkel kontakt i hulrommene mellom jordpartikler og vann. At varmeenergi som er gått sammen gjennom dette mediet i hulrom inntil det kontakter faste jordpartikler som absorberer og flytte termisk energi.

Soil Moisture og Dry Density


Konsolidering av jord bestemmer sin tørr tetthet. Som jorden blir mer sammenpresset, blir hulrommene reduseres og luft blir presset ut. Med ytterligere konsolidering, renner vann inn i mindre hulrom og jorda blir mer mettet som sine tettheten øker. Som jordfuktighet eller tettheten av de øker jord, dets varmeledningsevne øker også. Metning beskriver mengden av vann som er tilstede i jorden. En umettet jord har fremdeles luft i hulrommene og dets varmeledningsevne er lavere enn for mettet jord. Den tørre densitet parameter refererer til massen av jordpartikler per enhetsvolum og reflekterer et mål på partikkelkontakt i jordsmonnet.

Fuktighetsinnholdet i jord


Som metningsnivåer i et jordsmonn øker den termiske ledningsevnen til jord også øker. Fukt bare delvis strøk jordpartikler ved lave metningsnivåer. Med mer vann, de hulroms gapene mellom partiklene begynne fylling og termisk ledningsevne fortsetter å stige tilsvarende. Som ett hundre prosent metningsnivået av jordsmonnet blir nådd, vil hulrommene fylles helt og varmefluksen eller termisk ledningsevne når sin høyeste strømnings for at jordprøve. En mettet jord har en varmeledningsevne nivå nær at av rent vann.

Jord Typer og sammensetning


Det finnes flere forskjellige jordtyper: grus, sand, silt, leire og jord som inneholder organiske materialer eller torv. Hvorvidt disse jord er i en frossen eller en tint tilstand vil også påvirke deres varmeledningsevne. Som det organiske innholdet øker jord, generelt reduserer den termiske ledningsevne fordi organiske stoffer ikke bære en varmefluks meget godt. Imidlertid er torv dekomponering og gi ut varme i prosessen, slik at torvmyrer kan være svært varm.

Selv om en jord har et høyt fuktighetsinnhold, kan det ikke nødvendigvis at jord vil varmes opp raskere enn en tørr jord. Fordampning spiller en rolle i å fjerne mye av solens energi før jordsmonnet kan varme opp. Så tørr jord varmes opp raskere under solen, men de avkjøles raskere om natten. Jord med et høyt fuktighetsinnhold fordampe vannet og jorda ikke varme så fort i løpet av dagen, men den kjøler saktere om natten på grunn av den høyere fuktinnhold.

Andre faktorer


I landbruket er jordas mikroklima som nærer frø bestemt ved den termiske ledningsevnen til jord og dens fuktighetsinnhold. Dette bestemmer tidlig vekst og utvikling av en avling. Mikroklimaet påvirker frøspiring, frøplante vekst og etablering av avlingen. Forskning har vist at å øke andelen av organisk innhold i jord senker varmeledningsevne. I varme omgivelser, vil legge mulch eller andre organiske komponenter til jord forhindre frø fra baking etter intense temperaturer.