地溫要用特制的地溫表來(lái)測(cè)量。地表溫度的測(cè)量是將溫度表平放地地面,使表身和感應(yīng)球部一半埋沒(méi)于土中,一半裸露于空氣中;測(cè)量地中溫度是將溫度表埋入某一深度土壤中,以其球部中間部位距地面深度為準(zhǔn)。
地面溫度是大氣與地表結(jié)合部的溫度狀況,地面表層土壤的溫度稱(chēng)為地面溫度,地面以下土壤中的溫度稱(chēng)為地中溫度。
為了便于讀數(shù)和準(zhǔn)確測(cè)量某一深度土壤溫度,地中溫度通常采用特制的曲管地溫表來(lái)測(cè)量。曲管地溫表感應(yīng)球部與表身成135度角連接,安裝時(shí),只要將表身與地面成45度傾斜角埋入土壤中即可。氣象站一般觀測(cè)地面以及地面以下5厘米,10厘米,15厘米,20厘米,40厘米,80厘米,160厘米和320厘米深度的地溫,以及地面每天的最高、最低溫度。
1、緯度因素
緯度不同的地區(qū),年平均正午太陽(yáng)高度不同。太陽(yáng)高度角大,則太陽(yáng)光穿過(guò)大氣的路徑短,削弱少;散布面積也小,光熱集中。太陽(yáng)高度角小,則太陽(yáng)光穿過(guò)大氣的路徑長(zhǎng),削弱多;散布面積也大,光熱分散。這是地面溫度大致由低緯向兩極遞減的主要原因。
2、氣象因素
如果是多云天氣,白天大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用較大,可以降低地面溫度;夜晚大氣逆輻射較強(qiáng),保溫作用較強(qiáng),可提高地面溫度。如果是少云天氣,情況就相反。
3、晝夜長(zhǎng)短因素
地球上除了赤道,其余地區(qū)的晝夜長(zhǎng)短都有季節(jié)變化。夏季晝長(zhǎng)夜短,冬季晝短夜長(zhǎng)。所以,夏季地面溫度較高,冬季地面溫度較低。
4、下墊面因素
下墊面是指與大氣下層直接接觸的地球表面。下墊面反射率低,地面吸收多,升溫幅度大;下墊面反射率高,地面吸收少,升溫幅度小。這也是世界各地地面溫度的變化,并不完全與緯度的變化相一致的重要原因。
地溫與氣溫兩者均是溫度的一種。地溫是氣象觀測(cè)項(xiàng)目之一,更是十分有用的氣候資源。氣溫是在觀測(cè)場(chǎng)中離地面1.5米高的百葉箱中的溫度表上測(cè)得的,由于溫度表保持了良好的通風(fēng)性并避免了陽(yáng)光直接照射,因而具有較好的代表性。氣溫的差異是造成自然景觀和生存環(huán)境差異的主要因素之一,與生活關(guān)系非常密切。
地面結(jié)構(gòu)的不同,夏天陽(yáng)光直射地方的地表溫度是當(dāng)?shù)貧鉁氐?-2倍;冬天陽(yáng)光直射地方的溫度比氣溫高5-8度。氣溫是空氣溫度,太陽(yáng)的熱能被地面吸收后,地面再通過(guò)輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流把熱傳給空氣,這是空氣中熱量的主要來(lái)源。太陽(yáng)輻射直接被大氣吸收的部分使空氣增熱的作用極小,正是由于這個(gè)原因,地表溫度都會(huì)高于氣溫。
空氣是透明的,吸收熱量少,而地面將光能幾乎全轉(zhuǎn)變成熱量,所以地面溫度高于空氣溫度。
白天,陽(yáng)光普照,大地接收熱量后地面的溫度逐漸升高。到太陽(yáng)落山以后,近地面的氣溫漸漸降低,地表的溫度也隨之開(kāi)始下降??梢?jiàn),日出日落,地溫表現(xiàn)出明顯的日變化。同時(shí)隨著四季變化,也存在明顯的年際變化。這些變化一般隨深度增加而減小。地溫最高、最低值的出現(xiàn)時(shí)間,隨深度增加而延遲。
地溫的高低對(duì)近地面氣溫和植物的種子發(fā)芽及其生長(zhǎng)發(fā)育,微生物的繁殖及其活動(dòng),有很大影響。地溫資料對(duì)農(nóng)、林、牧業(yè)的區(qū)域規(guī)劃有重大意義。除此,高原凍土帶修建鐵路,地下礦產(chǎn)和地?zé)豳Y源開(kāi)采等都需要參考多年的地溫資料。
地面溫度(ground temprature)是指地表面和以下不同深度處土壤溫度的統(tǒng)稱(chēng)。指一定口徑的蒸發(fā)器中的水因蒸發(fā)而降低的深度。單位為攝氏度(℃),相關(guān)知識(shí)內(nèi)容如下:
水源熱泵技術(shù)通過(guò)抽取與地層相同溫度的地水,并通過(guò)機(jī)組與抽取的地下水進(jìn)行換熱后,在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中,實(shí)現(xiàn)制冷;而在冬季,則從水源中提取能量,并通過(guò)熱泵技術(shù)把提取出的能量送到建筑物中,實(shí)現(xiàn)供暖,根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷量及需水量的大小、地層的出水能力和回灌能力來(lái)設(shè)計(jì)抽水井和回灌井的數(shù)量,實(shí)際上,水源水經(jīng)過(guò)熱泵機(jī)組后,只是交換了熱量,水質(zhì)幾乎沒(méi)有發(fā)生變化,經(jīng)回灌至地層或重新排入地表水體后,不會(huì)造成對(duì)于原有水源的污染。
地溫的利用主要是采用地能熱泵技術(shù)將水或土壤中的低溫?zé)崮芴崛〕鰜?lái)加以利用。地能熱泵技術(shù)就是利用淺層地表溫度與氣溫之間存在的溫差,通過(guò)提取和釋放地層中的能量,實(shí)現(xiàn)冬季供暖和夏季制冷。地能熱泵技術(shù)包括水源熱泵技術(shù)和地源熱泵技術(shù),若地質(zhì)條件較好,淺層地下水豐富且易回灌時(shí)通常采用水源熱泵;若地質(zhì)條件不好時(shí)可采用地源熱泵。
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