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土壤热量平衡

的这部分热量收支称为乱流热交换(A)。③土壤表层吸收太阳辐射后,温度上升,与下层土壤之间有了温度梯度,热量就流向温度较低的下层。夜晚,表层土壤冷却,热量由下层流向地表。流入(出)土壤的这部分热量称为土壤热通量(B)。根据能量守恒定律,土壤中热量收支应达到平衡,可以用下式来表示:R±B±A±LE=0式中:R即为辐射平衡。此式中,正号代表向土壤输入热量,负号代表从土壤输出热量。

土壤中热量收支相等的现象。土壤中热量的主要收入是太阳辐射能,它不是完全用来提高土壤温度,而有几个去向:①土壤的水分蒸发要消耗热能,每蒸发1克水大约要耗费2500焦热量。蒸发消耗的热量等于蒸发潜热(L)与蒸发量(E)的乘积。相反,当土壤温度下降,空气湿度接近露点时,随着露的生成,由于蒸发潜热的释放,土壤又获得热量。②近地面空气的乱流作用,将带走或补给(视地面与空气的相对温度高低)土壤部分热量,土壤的这部分热量收支称为乱流热交换(A)。③土壤表层吸收太阳辐射后,温度上升,与下层土壤之间有了温度梯度,热量就流向温度较低的下层。夜晚,表层土壤冷却,热量由下层流向地表。流入(出)土壤的这部分热量称为土壤热通量(B)。根据能量守恒定律,土壤中热量收支应达到平衡,可以用下式来表示:

R±B±A±LE=0

式中:R即为辐射平衡。此式中,正号代表向土壤输入热量,负号代表从土壤输出热量。有时在能量平衡方程中还包括代谢活动(光合作用或呼吸作用)中利用或释放的热量,实际上,这部分能量很小而被忽略不计。流入土壤的热量占辐射平衡总量的比例是不高的。在地面比较干燥的条件下,白天流入土壤的热量约占辐射平衡值的6.8%;以全天计算则只有4.3%。在地面湿润的情况下,其所占比例更小,甚至出现负值。从全年来看,流入流出土壤的热量基本上是平衡的。

地面获得的太阳辐射能量主要消耗于两个方面,一是因蒸散水分而转化为潜热,二是给近地面空气升温而转化为显热。这两者之和往往占辐射平衡值的百分之九十以上。潜热消耗和显热消耗之间的比例(鲍恩比率)主要受到地面湿润条件的控制。在辐射平衡值大致相同的条件下,土壤水分充足时,白天地面通过乱流作用转移给空气的显热是很少的,辐射平衡主要消耗于蒸发散热。而土壤含水量较低时,通过乱流热交换的热量损耗超过了蒸发耗热。由于蒸发和乱流耗热在土壤热量平衡中的重要地位,不难想象,蒸发和乱流热交换的干预,将对调节农田热状况产生较大的影响。