ДимаКо писал(а): ↑15.02.2024, 16:19
...
Интересно понять влияния уровня снега, температуры воздуха на температуру под снегом и под землёй, в моём случае, на глубине 20 см.
Практически в развитие этой же темы.
(Урезал, урезал, но все равно осталось много буков).
У меня аналогичная локальная садовая метеостанция о шести датчиках почти 3 месяца собирает данные о температуре и влажности в трех подпольных
пространствах без заглубления, высотой в высоту фундамента - 60-70 см: два в неотапливаемом строении с разной степенью теплоизоляции и одно в условно
отапливаемом. Пока результаты обнадеживающие - для хранения яблок и груш.
Коллега ДимаКо проверяет связку "тепло от земли + теплоизоляция снегом", я - "тепло от земли + теплоизоляция неотапливаемым строением".
Еще три датчика установлены:
- на воздухе в тени на высоте 3 м;
- внутри "утепленного" чехлом из нетканого материала куста голубики;
- на уровне земли под снегом с высотой сугроба около 1 м. Изначальная цель была посмотреть на температуру хранения черенков для прививки в метровом
сугробе, но произошла осечка - датчик полноценно не заработал (причин могло быть несколько). Разбираться было некогда, этот датчик я "похоронил"
в сугробе до лучших времен, но с помощью позаимствованного из другого места датчика воссоздал условия сугроба в трех метрах от метеостанции - работает.
Раз в месяц наведываюсь на дачу за яблоками, копирую накопленные метеостанцией данные для домашней обработки и немного переставляю датчики.
Если будет время - отпишусь по результатам.
Одновременно с этим я слежу за температурой в почве на разных глубинах и с разным уровнем снежного покрова и разной температурой воздуха.
Данные собираю с помощью сервиса Народный Мониторинг (narodmon.ru) по утрам, когда температура воздуха обычно минимальна. Регистрация для этого не нужна, но значения температуры загрубляются - округляются до целых градусов.
Год назад я впервые попробовал оценить зимнюю температуру в почве на глубине 30 см, чтобы принять решение о весенней высадке саженца из горшка 35 л в грунт на постоянное место. Ранее в конце лета я пересаживал его из горшка 10 л в 35 л. Предполагал, что положительная температура в корнях зимой положительно скажется на их развитии.
Нашел поблизости от моего участка метеостанцию ("Чехов") с датчиками температуры почвы на глубине 5 и 30 см и скачал историю температур.
Для получения истории уже необходима регистрация в проекте. При получении данных в пределах месяца детализация показаний максимальная, в пределах
года - с почасовым усреднением, свыше года - с усреднением за сутки, поэтому экстремальные значения на графике можно и не увидеть.
Вот так выглядят графики температуры воздуха и почвы (на глубине 30 см) (данные от датчика в грунте появились летом 2020 года).
Четко выраженная годовая цикличность, почти под копирку. Температура в почве имеет сглаженный характер с некоторым отставанием по
величине и по времени от температуры воздуха, в зимнее время уходит в район 0.
Две первые зимы - небольшой минус, две последние - небольшой плюс. Естественно связать с наличием снежного покрова. Можно посмотреть детальнее и
попробовать найти какие-то зависимости или обобщения.
Для себя я получил еще некоторый ориентир для выезда на участок для весенней прививочной кампании. Мне удобно начинать ее с момента просыхания земли после схода снега. Сопоставив фактическое время начала прививок за последние три года с графиком увидел, что это время хорошо совпадает с началом крутого роста температуры в грунте от 0 и выходом температуры воздуха до 10 градусов. В прошлом году ориентировался по видеокамерам в трех районах от меня: к северу, югу и востоку.
Через год-два мне предстоят еще операции по пересадке саженцев из горшков. Захотелось посмотреть, что творится в почве поглубже и где заканчивается минус.
Еще одна вводная - за два сезона я удалил в саду 9 деревьев, самому старому - 25 лет. Удаляю я просто, силовым приемом, аккуратно снимаю дерн газона и в диаметре 2 м выкапываю все корни, глубины 60-70 см оказывается достаточно. Отдельные корни, уходящие в стороны на 3 м, выкапываю избирательно, на 1-2 штыка лопаты.
Вот эта глубина с некоторым запасом стала мне тоже интересна.
Когда я недавно стал искать дополнительные метеостанции Народного Мониторинга для пополнения данных, то меня ждал большой сюрприз - метеостанций, измеряющих температуру почвы на разной глубине, было не просто мало, год назад таких было ровно 1 (одна), но поблизости от меня. Вот везение!
Прошлой осенью еще две метеостанции добавили себе такие датчики. Тема становится популярной!
Первая (ранее уже упоминал ее) - именую ее "Иваново", находится немногим севернее Иваново (Захарьино Фурмановского района).
Глубины: 25,50,75,100 см. Ярославль - в 50 км севернее по меридиану.
Вторая - "Волгоград", ее я нашел совсем недавно, находится севернее Волгограда (Палласовка).
Глубины: 5,10,20,40,60,80,100,120 см - 8 датчиков!
И, прошлогодняя - "Чехов", южнее Чехова, южное Подмосковье, от меня полсотни километров - "не крюк".
Глубины: 5 и 30 см.
От северной до южной - чуть больше 7 градусов по меридиану (800 км).
Интересно сравнить все три.
Далее, собственно, рутинный сбор и простейшая обработка, сопутствующие мысли и сомнения. В каких условиях зимуют корни плодовых. Что оказывает влияние,
а что - нет.
Участие горячего ядра Земли в температуре поверхностных слоев почвы - почти нулевое, оценивают в 0.5%. Но подлежащие слои образуют
в силу своей огромной массы своеобразную тепловую подпорку, не пропуская температурные колебания с поверхности вглубь, сглаживая их так, что с какой-то
глубины температура практически не меняется со временем.
Да, температура повышается при уходе в глубину Земли, примерно на 10-30 градусов на километр глубины (геотермический градиент).
Для нашего метра-двух почвы такое изменение - ничто.
Кстати, полюса Земли ближе к ее центру, чем точки экватора, на 20 км, но температура на полюсах точно не выше экваторной.
То, что в январе Земля ближе к Солнцу на 4%, чем в июле, мы тоже не особо чувствуем, но, возможно, это немного уменьшает температурный перепад между
январем и июлем в Северном полушарии, в сравнении с аналогичным перепадом для Южного.
Изменения в температуре верхних слоев почвы идут в основном извне, с поверхности. На поверхности Земли важнейшую роль имеет внешний источник тепла - солнечное излучение. Солнце - наше все. Снег - тоже наше все.
Вращение Земли вокруг своей оси влияет на суточные колебания температуры на поверхности, а обращение Земли вокруг Солнца при существующем наклоне оси
Земли к плоскости этого обращения влияет на сезонные колебания.
Можно ли измерять температуру в почве самому?
Можно. Взять термометр, которому вы доверяете. Завернуть его в полиэтиленовый пакет (от воды). Вырыть или пробурить ямку нужной глубины, поместить в нее термометр и закопать. Еще сказать какие-то волшебные слова и ждать, пока восстановится тот температурный режим, который вы нарушили.
Потом откопать и посмотреть.
Как долго ждать? Это зависит от ... .
Например, когда я закопал радиодатчик своей метеостанции в снег на уровень земли и засыпал снегом на 1 м, то два часа температура датчика постепенно
снижалась с 10.5 градусов до 0.3, дальше я ждать не мог, но метеостанция все записывает.
У меня есть два датчика на двухметровом поводке, которые можно было бы закопать в землю. Один - в составе терморегулятора с индикацией и питанием от 220В
(чур меня, чур меня), другой - в составе радиопередатчика (с питанием от батарейки, с откровенно сомнительной изоляцией поводка), который передает сигнал на свою базу. Почти нормально. Сделать крышу от дождя и пользоваться?
Тогда уж лучше сразу приблизиться к профессиональному уровню. Но там тоже может ждать засада. Например, если датчиков несколько, то закапывать
каждый индивидуально на свою глубину я приемлю, а объединить датчики в одной трубе и закопать ее - есть сомнения, зависит от исполнения.
Недавно я измерял перепад температур в комнате - на уровне пола и на высоте 2.4 м, получил 2.1 градуса. В холодильнике при перепаде высот в 1 м - тоже около 2 градусов, но очень грубо. Там были сложности, чувствительный малоинерционный датчик в виде маленькой капельки на поводке в 2 см. Дыхнуть нельзя, температура сразу прыгает. Открываю дверцу холодильника - скачок.
Увеличить погрешность в трубе на пару градусов - легко. Но можно и уклониться.
После того, что я узнал про температуру в почве по данным Народного Мониторинга, свои измерения мне уже и не особо нужны.
Вот как выглядит метеостанция "Волгоград". Кроме температур в почве на 8 уровнях она измеряет температуру и влажность воздуха, давление и освещенность.
Без видеокамеры.
- Палласовка1.jpg (60 КБ) 632 просмотра
- Палласовка1.jpg (60 КБ) 632 просмотра
Продолжаю следить, естественно, за метеостанцией "Чехов". Это же практически мой участок.
Предыдущий график (в моем посте от 10.01.2024) показывал температуру до 10.01.2024, теперь с продолжением.
Под Новый год снежный покров уменьшился до 20 см, а последующие морозы продавили температуру в грунте немного вниз, сначала на глубине 5 см, а затем и на глубине 30 см. Виден небольшой дребезг температуры между 1 и 0 - так работало округление температуры до целого градуса в районе 0.5 градуса.
В минус температура не уходила, сейчас там около +0.4. После Нового года снежный покров восстановился до 0.5 м и на этом уровне пока и остается.
А теперь сведенные в одну таблицу данные по всем трем метеостанциям.
Метеостанцию "Волгоград" я обнаружил около 8.02.2024, формально зафиксировал текущее состояние. Снег - 2 см, температура воздуха - +2, вроде ничего интересного, почти забыл про нее. Вспомнил через неделю, когда увидел прогноз, обещавший там скорый мороз до -25 при малом снеге. Начал фиксировать данные по всем трем станциям, раз в сутки по утрам. Тот прогноз не сбылся, еще и снегу добавили до 6 см, но попозже температуру все-таки понизили, появился интерес. Примерно 2 недели замеров я все-таки захватил.
Чтобы можно было более наглядно сравнивать, ввел общую шкалу глубин через 5 см. Для "Волгограда" добавил промежуточную глубину 30 см, интерполируя полусуммой температур на глубинах 20 и 40 см.
В зоне 25-30 см все практически ровно на всех метеостанциях, только "Волгоград" немного просел.
В зоне 75-80 еще более ровная картина.
На глубине 5 см "Чехов" постоянен (-2 градуса держит с середины января при снеге 50-60 см), "Волгоград" - начинал как "Чехов" с -2, но доходил до -7
(снег 3-6 см).
Еще можно заметить некоторую аномалию по "Иваново", естественная последовательность температур 1-2-2-3 при заглублении меняется в какой-то момент на неестественную 1-2-1-3. Скорее всего, датчик.
Далее будет немного детальнее по "Волгограду", на исторических почасовых данных.
С уважением, Борис.
