土壤结构差异对热量传导与平衡的影响(2)

　　4事件验证
　　山西省运城市芮城县地处黄河沿岸，土壤成分中沙质土含量大，盐碱含量高易板结和沉积，颗粒粗糙，渗水速度快且保水性能差，在自然沉降与人为经常疏松的两种状态中，温度传导特性与热量平衡特性截然不同。在山西省其他台站同样也遇到过自动站与人工站浅层地温的温度读数有偏差，但是偏差幅度一般都在规范的允许范围以内，像运城市芮城县气象站的这种情况还是比较少见的。
　　下面就芮城县黄河沿岸沙质土为列，进行自然与夯实状态下具有针对性的测试如表4所示，以求得到验证。
　　基于上述测试结果表明：相同的土壤，在周围环境和外界温度相同的情况下，如果它的密度不同，其内部的温度传导与热量交换速度就不等；土壤间隙与颗粒结构有差异的情况下，同样的内部温度其传导速率与热交换的快慢也不一致，温度同样会出现滞后性。这种滞后性体现在我们气象台站，就是浅层地温观测场的自动站与人工站温度数据之间的比对误差，这种误差的大小与观测场内土壤颗粒的大小及均匀程度和虚实状态有关。表5是同一埋深情况下自然与夯实间的温度读数误差值。
　　4个层次的水平平均温差为：5cm处2.98℃，10cm处2.13℃，15cm处1.46℃，20cm处0.95℃。在同一种土壤中，由于它的层次结构与密度的大小不同，热量传导速率就有差异，从而导致温度显示的滞后性不一致，这种滞后性体现在气象台站浅层地温观测场的现象就是自动站与人工站温度数据之间的比对偏差，这种偏差的大小反映出：与浅层地温区域各温度传感器所处环境中的土壤颗粒大小及均匀程度和虚实状态有关。依据表5测试结果：温度读数最小偏差为0.5℃，最大偏差3.7℃。这个现象基本符合芮城县气象站反映的情况。目前山西省有10%左右的气象台站出现过类似的问题，像这种情况最好的解决办法就是在日常维护当中，注意浅层地温观测区域，自动站与人工站温度传感器间环境的一致性，以保证数据的可靠性。
　　5解决方法
　　表面松耙深层颤动维护：具体方法就是用耙勾把浅层地温观测场及地温传感器周边的土壤表面进行疏松，然后用金属杆插入深层作颤动疏松，目的是使整个观测场的土壤层次结构趋于相对均衡，水分流通舒畅，观测场土壤热容量平衡稳定，温度在水平与垂直方向上的波动幅度不会出现跃变值。
　　6结论
　　在任何土壤温度观测的环境中，都应注意被测对象的代表性和唯一性。在气象台站观测场的维护当中，自动站与人工站的观测土壤环境的维护方式应保持一致和同步，使探测环境气象要素趋势相对均衡，把握这一细节的操作方法，就不会出现这个问题了。
　　参考文献
　　[1]山西省气象局.简明农业气候区划[M].山西省农业区划委员会，1980.
　　[2]邬平生.气象学[M].北京：农业出版社出版，1979：160-171.
　　[3]罗汉民，吴诗敦，谭克光.气候学[M].北京：气象出版社，1986：25-45.
　　[4]张立杰，江灏，李磊.土壤中热量传输计算的研究与展望[J].冰川冻土，2004（05）：569-575.

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