Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)

6. szám - Nagy László: A talajhőmérséklet idő- és mélységszerinti változások jellemzése

Jfl8 Hidrológiai Közlöny 1958. 6. sz. HIDROLOGIA A tanulmány egyszerű számítási módszert ad, amelynek segítségével megfelelő pontossággal számíthatjuk adott mélységben a hőmérséklet szélső értékeinek bekövetkezési időpontját és eltérésüket a középértéktől. A javasolt eljárás azokban a talajhidrológiai és talajmechanikai vizsgálatokban lesz felhasználható, amelyekben a talajhőmérséklet alakulásának és évi ingadozásának ismerete szükséges. A talajhőmérséklet idő- és mélység szerinti változások jellemzése NAGY LÁSZLÓ A talaj hőmérsékletét különböző időben és különböző mélységben mérve, azt tapasztaljuk, hogy a kapott érték nem állandó. A talaj hőmérsékletét a föld melege határozza meg, de befolyásolja — főleg a felszinközeli rétegekben — az időjárás is. Nagyobb mélységben a hőmérsékletet a geotermikus gradiens segítségével, vagy a termikus gradiens alkalmazásával határozhatjuk meg. (A előbbi gradiens azt a méterszámot adja meg, amennyivel lefelé haladva, a hőmérséklet 1 0°-kal emelkedik, az utóbbi az 1 méter lehaladás során tapasztalt hőfok-emelkedést mutatja.) Az irodalom főleg a geotermikus gradienssel és a föld különböző mélységű hőmérsékleti öveivel foglalkozik. A felszíni rétegek hőmérsékletváltozását bizonyos mértékig az agrometeorológia is figyelemmel kíséri. A mérnöki gyakorlatban — főként az útépítés területén — fontos a talaj hőmérsékletének ismerete (fagyhatár, fagyveszély). A geológiai irodalom csak a semleges zóna alatti talajhőmérsékletet tárgyalja, az időjárás által befolyásolt felszinközeli rétegek hőmérsékletváltozását nem veszi figyelembe. Semleges zónának azt a határmélységet nevezzük, ameddig a felszíni időjárásváltozás még érezteti hatását, ameddig tehát még tapasztaljuk az évszakok változásának megfelelően a talajhőmérséklet éves ingadozását. Az agrometeorológiai viszont csak a mezőgazdasági művelés szempontjából jelentős mélységig (max. 1,0 m) foglalkozik a kérdéssel. Köztudomású, hogy az évszakok változásával a levegő és a talaj hőmérséklete változik. Ez a változás évenkint közel azonos jelleggel, periodikusan történik. A talaj hőmérséklete azonban nemcsak az időben, hanem a mélység függvényében is változik. (Tapasztalataink szerint télen melegebb, nyáron hűvösebb van pár méterrel a föld felszíne alatt, mint a terepen.) Tanulmányunk a fenti hőmérsékletváltozások törvényszerűségeit kutatja a felszín és a semleges zóna között. Ennek a szakasznak ilyen jellegű feldolgozása és az összefüggések matematikai úton való közelítő megoldása — tudomásunk szerint — még nem történt meg. Ez a vizsgálat többek között szükséges azért is, mert a kötött talajok zsugorodása során keletkező repedések mérete és a kiszáradás határa eddig csak tapasztalati úton, becsléssel volt meghatározható. Ismerve a talajhőmérséklet alakulását, összefüggésbe hozhatjuk ezeket az adott mélységben kialakuló hőmérséklettel. Az adott mélységben kialakuló hőmérsékletérték ismerete hasznos a talaj hidrológiai vizsgálatokban is. A vizsgált hőmérsékletváltozások kapcsolódnak ugyanis a talaj vízfelszín párolgásának kérdéséhez. A talajvíz felszínéről elpárolgó vízmennyiség kapcsolatba hozható a pórusokban levő levegő páraéhségével, ez pedig a hőmérséklet függvénye, így a talajhőmérséklet alakulásának törvényszerűségeit ismerve, közelebb juthatunk a talajvíz párolgásának megismeréséhez is. 1. A talajhőmérsékletre vonatkozó megfigyelések A talaj hőmérsékletét az Országos Meteorológiai Intézet 1912 óta rendszeresen méri. Az ország számos helységében felállított mérőállomáson naponta háromszor, reggel 7-kor, délben 14 órakor és este 21 órakor mérik a talaj hőmérsékletét 0, 2, 5, 10, 20 cm mélységben, továbbá naponta 403530252015 tfC'J Felszín Napi hőmérséklet Ötnapos közép ha Napi homersektef Űtnapos4'özéphS Napi hőmérséklet v Ötnapos középhS 1. ábra. Összehasonlítás a talajhőmérséklet napi és ötnapos középértékei között Abb. 1. Vergleich der Tages- und Fünjtage-Mittelwerte der Bodentemperatur Fig. 1 Daily and five-day soil-temperature averages compared