Теплообмін у ґрунті та водних басейнах

Добове та річне коливання температури водних басейнів

У добовому ході температури поверхні води максимум настає о 15–16 годині, а мінімум через 2-3 години після сходу Сонця.

Амплітуда добових коливань на поверхні озер у помірних широтах складає всього 2-5⁰, в океанах вона ще менша: 0,1⁰ у високих широтах, 0,4⁰ – в середніх широтах (φ=30-40⁰) і 0,5⁰ – у тропіках.

Глибина проникнення добових коливань складає 15-20 м води. Час настання максимуму та мінімуму запізнюється з глибиною приблизно на 6,5 год. на 1 м.

У річному ході температури поверхні води максимум настає в північній півкулі в серпні, а мінімум – в лютому-березні.

Амплітуда річних коливань на поверхні глибоких озер і внутрішніх морів складає 15-20⁰. В океанах вона значно менша: від 2-4⁰ в тропічних широтах до 5-8⁰ в помірних широтах.

Річні коливання температури проникають на глибину водних басейнів до 200-300 м. Запізнювання моментів настання максимальної та мінімальної температур складає приблизно один місяць на 60 м глибини.

Добовим теплообміном називають ту кількість тепла, яка вдень проникає в глибину ґрунту чи води на 1 см² чи 1 м² її поверхні та виходить в атмосферу вночі.

Річний теплообмін відповідно представляє собою той запас тепла, який назбирав ґрунт (або вода) у літній період і який він віддає атмосфері зимою. Тепло сонячної радіації, що надходить вдень на поверхню ґрунту, в більшій частині відразу віддається ґрунтом прилеглому повітрю та лише частина тепла проникає в більш глибокі шари, та не на велику глибину.

У воді завдяки динамічній турбулентності майже все тепло, що поглинулося поверхнею, передається на більш глибокі шари та лише мала частина йде на нагрівання повітря. Якщо за 100% прийняти величину радіації, що поглинута поверхнею ґрунту (піском), то з цих 100% безпосередньо у повітря на його нагрівання піде 43%, а 57% - на глибину ґрунту.

З цієї ж кількості у 100% в океані лише 0,4% буде віддано повітрю, а 99,6% піде на глибину води.

Розрахунки показують, що добовий і річний теплообміни у воді в 20-30 разів більші, ніж у ґрунті.

Так, наприклад, із спостережень за температурою ґрунту та води отримано наступні величини теплообміну в кал/см² за рік:

Ґрунт у середньому............... 2 500

Женевське озеро................. 35 000

Балтійське море..................50 000

У літній період море поглинає велику кількість находженого до його поверхні тепла. Проте в зимовий період поверхня моря віддає повітрю великі кількості тепла. Саме це є головною причиною відмінності між морським і континентальним кліматом.

Велике значення для теплообміну в морі має льодяний покрив, який, завдяки малій теплопровідності, суттєво зменшує тепловіддачу моря.

Дата добавления: 2014-01-11