Собственное излучение почв

Спектральное излучение (эмиссия) почв в тепловом инфракрасном диапазоне определяется температурой их поверхности и, соответственно, колебаниями температуры в течение дня и ночи.

При этом почвы с разной излучательной способностью имеют соответственно различную температуру излучения, которая может регистрироваться дистанционными методами. Здесь необходимо подчеркнуть, что температура почв не всегда соответствует температуре на ее поверхности, так как в большинстве случаев коэффициент излучения естественных поверхностей в тепловом диапазоне меньше, чем он на самом деле. Для того чтобы получить радиационные (тепловые) температуры объектов снимаемой местности, необходимо провести радиометрическую коррекцию.

На температурные характеристики почв влияет ряд параметров, как зависимых, так и не зависимых от свойств почвы.

К зависимым параметрам относятся: цвет почвы; состав и объемная доля минералов в ее составе; размер частиц почвы; содержание органического вещества; пористость и соответственно проницаемость; влажность и соответственно водонасыщение. В зависимости от этих параметров меняются: альбедо (отношение отраженного потока солнечной энергии к поглощенному); удельная теплоемкость С; теплопроводность л; температуропроводность а и теплоперенос Р.

К параметрам, не связанным с природой объекта, но влияющим на температуру поверхности почв и их температурный профиль, относятся: интенсивность и состав спектра направленного потока солнечного излучения и рассеянного, диффузного свечения неба; топографическая позиция исследуемой поверхности почвы в ландшафте местности (рельеф, высота над уровнем моря), ее наклон; ориентировка по отношению к падению солнечных лучей; вид и густота растительности; дренаж и, прежде всего, метеорологические факторы, которые все без исключения в первую очередь влияют на возможность регистрации спектрального излучения (время выпадения осадков, количество их, ветер, дождливые и сухие периоды, туманообразование, микроклимат). В зависимости от колебаний всех этих параметров меняются дневные и годовые конечные величины испарения почвы, которые влияют на охлаждение поверхности почвы.

Особое значение для тепловых (температурных) характеристик почв имеет почвенный тепловой поток. Его значение входит вышеназванными компонентами в уравнение теплового баланса и определяется тепловыми свойствами почвы, которые тоже обсуждались выше (разд. 2.3). В табл. 2 представлены тепловые свойства важнейших составных частей почвы при температуре 20°С и давлении 1 бар.

Из таблицы становится ясно, что главные компоненты почвы (кварцевый песок, глинистые минералы, органическое вещество, вода и воздух) имеют различные тепловые свойства. Так как тепловые свойства почвы складываются из термических свойств ее компонентов, вид связи и, конечно, содержание отдельных компонентов в почве в значительной мере определяют ее температурную характеристику. При этом температурные свойства почвы могут менять не только главные компоненты, но и другие частные взаимосвязанные физические параметры.