1、第第四四章章温温度度本本 章章 内内 容容热量收支热量收支地面和土壤的温度地面和土壤的温度水体的温度水体的温度空气的温度空气的温度第一节第一节 热量收支热量收支热量平衡过程热量平衡过程地球表面吸收太阳辐射能后，会通过各种热量收支方地球表面吸收太阳辐射能后，会通过各种热量收支方式，产生能量的转换和输送而达到平衡，这样的物理过程式，产生能量的转换和输送而达到平衡，这样的物理过程称为称为 热量平衡过程。热量平衡过程。一、物质的热属性一、物质的热属性热容量热容量定义：定义：在一定过程中，物体温度变化在一定过程中，物体温度变化 所需所需 吸收或放吸收或放出出 的热量。的热量。分类：分类：质量热容量（比热
2、、比热容）质量热容量（比热、比热容）容积热容量容积热容量质量热容量：质量热容量：定义：定义： 单位质量单位质量 的物质，温度变化的物质，温度变化 所需吸收或所需吸收或放出的热量。放出的热量。单位：单位： J/(kg)( 或或 J/(g) 计算：计算： (4-1) 容积热容量：容积热容量：定义：定义： 单位体积单位体积 的物质，温度变化的物质，温度变化 所需吸收或所需吸收或放出的热量。放出的热量。(4-2) (4-3) 单位：单位： J/(m3)( 或或 J/(cm3) 计算：计算：Cm 、 Cv 之间的关系之间的关系 ：土壤热容量分析土壤热容量分析 ：土壤成分土壤成分 容积热容量（容积热容量（
3、 J/（ 3 ）土壤矿物质土壤矿物质土壤有机质土壤有机质水水空气空气1.9252.7084.1860.0013在土壤的组成物质中，在土壤的组成物质中， 空气的热容量最小空气的热容量最小 ， 水的热容水的热容量最大量最大 ， 固体成分介于两者之间固体成分介于两者之间 。 导热率（热导率）导热率（热导率）定义及单位：定义及单位：定义：定义： 指物体在指物体在 单位厚度间单位厚度间 、 保持单位温度差保持单位温度差 时，其相时，其相对的两个面在对的两个面在 单位时间单位时间 内通过内通过 单位面积单位面积 的的 热流量热流量。单位单位 ： J/（ mS ） (或或 /（ m） ) 热流量方程：热流量
4、方程：（ 4-4） ： 导热率，导热率， Q： 热容量；热容量； T/Z ： 温度梯度，温度梯度， 负号负号表示热流方向由高温指向低温。表示热流方向由高温指向低温。 方程的意义：方程的意义：当其他条件相同时，导热率大的物质，热流量大，当其他条件相同时，导热率大的物质，热流量大，传热速度快；反之则小。传热速度快；反之则小。 土壤成分土壤成分 导热率（导热率（ W/（ ） 土壤矿物质土壤矿物质土壤有机质土壤有机质水水空气空气0.02930.019970.006280.0002093 土壤中土壤中 固体成分的导热率最大固体成分的导热率最大 ， 水居中水居中 ， 空气最小空气最小 。 土壤导热率分析：
5、土壤导热率分析：土壤导热率影响因子：土壤导热率影响因子：土壤含水量土壤含水量土壤孔隙度土壤孔隙度导温率（导温系数、导温率（导温系数、 热扩热扩 散率散率） 定义及单位：定义及单位：单位：单位： 2 /S(或或 2 /S) （ 4-5） ：导温率，：导温率， ： 导热率，导热率， ：容积热容量：容积热容量。 定义：定义： 单位容积单位容积 的物质，通过的物质，通过 热传导热传导 ，由，由 垂直方向垂直方向 获获得或失去得或失去 焦耳（焦耳（ J） 的热量时，的热量时， 温度升高或降温度升高或降低的数值低的数值 称为导温率。称为导温率。计算公式：计算公式：土壤导温率分析：土壤导温率分析：砂土的热特性与土壤湿度的关系砂土的热特性与土壤湿度的关系土壤湿度较小的土壤湿度较小的情况下，导温率情况下，导温率随着土壤湿度的随着土壤湿度的增大而增加；增大而增加；当土壤湿度增加当土壤湿度增加 到一定程度后，到一定程度后，土壤导温率却呈土壤导温率却呈现出减小的趋势现出减小的趋势。土壤导温率对土壤温度分布的影响：土壤导温率对土壤温度分布的影响：直接决定着土壤温度的垂直分布及最高、最低温度直接决定着土壤温度的垂直分布及最高、最低温度出现的时间。出现的时间。
