Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Презентации по физике атмосфере на английском / 14-Interaction of the atmosphere with underlying surfaces.ppt
Скачиваний:
40
Добавлен:
15.04.2015
Размер:
605.7 Кб
Скачать

Let’s take two cases:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sm

 

 

Lsm

 

 

a) the soil is dry, b) the soil is very moist.

 

Ta

RwTa2

 

 

L K s'

0

 

 

 

s sm

T, P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

R1 cos t tm

cp K

 

 

c * * Km

 

 

 

In the case (a)

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

Lsm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sm Ta

 

 

 

Lsm

Ta

 

const

 

For 24 h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In the case (b):

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RwTa2

 

 

 

 

 

 

T

 

z

 

R T 2 z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

w

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sm

sm

 

Lsm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ta Ta

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

z

 

R T 2 z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lsm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1 cos t

tm

cp K

 

 

 

L K

 

 

 

 

 

c * * Km

 

 

 

 

z

 

 

2

z

 

 

 

 

z 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RwTa

 

 

 

 

 

 

 

 

At t,0 t,0

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

 

L sm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

c * * Km

 

 

 

 

R1 cos t tm cp R T 2

K

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

w

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L sm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R T 2

 

 

 

z

c * * Km

R1

t tm cp

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

*

 

 

 

 

 

 

 

L sm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

c

p

R T 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

cos t tm

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

cp K

z

c * * Km

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

cos t tm

cp K

 

 

 

c * * Km

 

 

R1

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Solution of these equations with respect to soil temperature are: For the moist surface

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

COS t tm 8

0,t 0,t

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

c*p

 

c * *

 

 

 

k

km

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

For the very dry surface

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

COS t tm 8

 

0,t 0,t

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

cp

 

c * *

 

 

 

k

km

 

2

 

2

 

 

7.29 10 5 s 1

 

 

 

 

 

 

 

86400

 

 

 

 

 

Scrutinizing these formulas suggests:

1. Amplitude of the soil temperature diurnal variation is proportional to the amplitude of the radiation budget diurnal variation.

2. Amplitude of the soil temperature variation decreases as eddy

coefficient increases, soil temperature conductivity coefficient Km increases, and soil volume heat capacity c*ρ* increases.

3. Significant impact on the surface temperature variation is made by

the soil moisture.

14

Dry soil

 

 

 

No evaporation

 

 

 

Larger amplitude

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Very moist soil

 

 

 

 

Evaporation

 

Much smaller

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

amplitude

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Not significant soil

 

 

(more than 3

 

 

 

 

 

 

porosity

 

 

times)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. The value Π/8 suggests that maximal temperature occurs 3 hours later than .R Rmax

That is all! Good luck!

15