МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ СЕЗОННОМЕРЗЛОГО И СЕЗОННОТАЛОГО СЛОЕВ В ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ
В.Е. Остроумов1, Д.Г. Федоров-Давыдов1, И.А. Комаров2, Ф.А. Шевчик2, А.М. Колосков2, М.П. Волокитин3, В.В. Гончаров1, С.С. Быховец1, В.П. Шабаев1, А.Л. Холодов1,4, И.И. Еремин5, Д.Ю. Кропачев5, С.П. Давыдов6, А.И. Давыдова6
1Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, 142290, Московская обл., Пущино, ул. Институтская, 2, Россия
v.ostroumov@rambler.ru
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, Россия
ilya_komarov@mail.ru
3Институт фундаментальных проблем биологии РАН, 142290, Московская обл., Пущино, ул. Институтская, 2, Россия
volokitin1@rambler.ru
4Университет Аляски, 2156 Коюкук Драйв, Фэрбанкс, Аляска, США
alkholodov@alaska.edu
5АО НПО Эталон, 644009, Омск, ул. Лермонтова, 175, Россия
eryemin-omsk@mail.ru
6Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, 678830, пос. Черский, 18, Республика Саха (Якутия), Россия
davydoffs@mail.ru
Ключевые слова: криолитозона, почвы, сезонномерзлый слой, сезонноталый слой, теплофизические свойства, тепловой поток, температурный режим, геокриологический мониторинг
Страницы: 15-23
Аннотация
В природных условиях сезоннопромерзающие и сезоннопротаивающие почвы представляют собой открытые системы с переменным составом, строением и свойствами. При этом в соответствии с нормативными документами для описания их теплового состояния используются значения теплофизических показателей, измеряемые в лабораторных условиях на образцах постоянного состава. Для учета изменчивости теплофизических свойств почв вследствие непостоянства состава и под влиянием внешних факторов предлагается методика оценки эффективных значений их объемной теплоемкости и теплопроводности посредством совместного анализа динамики температурного поля и тепловых потоков в почвах по данным многолетнего мониторинга. Мониторинг интенсивности теплового потока и температуры почв проводится на двух участках, один из которых характеризует область сезонного промерзания, другой - область сезонного протаивания почв. Разработан способ расчета эффективных коэффициентов теплопроводности и теплоемкости по данным мониторинга температуры и тепловых потоков в почвах. Предложена процедура обработки данных мониторинга, которая позволяет определять осредненные по времени эффективные значения коэффициентов теплопроводности и теплоемкости. Разработанная методика позволяет наблюдать колебания этих коэффициентов во временных рядах на фоне изменения состава и внешних факторов теплообмена в сезоннопромерзающих и сезоннопротаивающих почвах в природных условиях.
DOI: 10.15372/KZ20220602 |
