Prezentacja 1
Transkrypt
Prezentacja 1
FIZYKA I CHEMIA GLEB Literatura przedmiotu: Zawadzki S. red. Gleboznastwo, PWRiL 1999 Kowalik P. Ochrona środowiska glebowego, PWN, Warszawa 2001 Tematyka wykładów Bilans wodny i cieplny gleb, właściwości wodne gleb Rodzaje wód glebowych, ocena ich dostępności Charakterystyczne stany uwilgotnienia i pojemności wodnej gleb Retencja wodna gleb, powietrze glebowe, zwierciadło wody w glebie Degradacja gleb, erozja, skażenie i monitoring, aspekty prawne ochrony i rekultywacji gleb Przesłanki rekultywacji terenów, zasady,kierunki Rekultywacja biologiczna, klasyfikacja gleb zrekultywowanych, oceny postępu rekultywacji Czynniki powodujące obieg wody w przyrodzie Energia promienista słońca Siła grawitacji Obrót kuli ziemskiej wokół osi Ciśnienie atmosferyczne Siły międzycząsteczkowe (kapilarne) Procesy biologiczne Czynniki antropogeniczne Duży i mały obieg wody w przyrodzie duży obieg mały obieg – parowanie z oceanów - kondensacja w atmosferze - przemieszczanie się pary wodnej - opady na lądy - wsiąkanie - spływ powierzchniowy i podziemny – parowanie - kondensacja - opad - wsiąkanie - odpływ Rola wody w glebie - Udział w procesie glebotwórczym (wietrzenie minerałów i skał glebotwórczych, mineralizacja zwiążków organicznych) Wody powierzchniowe i gruntowe powodują: - zwywanie gleb (erozja, unoszenie, transport) - akumulację (namulanie, sedymentację) - zabagnianie - zasolenie (z podsiąku wód gruntowych) - wymywanie i przenoszenie substancji organicznych, związków mineralnych Funkcje wody w glebie Woda glebowa jest: - rozpuszczalnikiem i środkiem transportowym składników pokarmowych - niezbędna w procesach fizjologicznych roślin - regulatora ciepła i wilgoci w otoczeniu rośliny - woda kształtuje zawartość ciepła w roślinie - niezbędna w procesach glebotwórczych - formuje mikroklimat i klimat FIZYCZNY SYSTEM KLIMATU Zmiana klimatu Dynamika oceanów Energia i wilgotność kontynentów Globalna wilgotność Biogeochemia oceanów Gleby Ekosystemy lądowe Chemizm troposfery BIOGEOCHEMICZNE OBIEGI MATERII Gazy cieplarniane Działalność człowieka Dynamika i chemizm stratosfery Fizyka - dynamika atmosfery Użytkowanie ziemi Zanieczyszczenia / gazy cieplarniane Elementy środowiska Atmosfera – najbardziej zmienna część środowiska, układ dynamiczny, w którym zachodzi ciągłe przemieszczanie się mas powietrza. Hydrosfera – woda w stanie ciekłym znajdująca się na powierzchni Ziemi, w oceanach, jeziorach, rzekach i pod powierzchnią Ziemi. Kriosfera – światowe zasoby lodu i śniegu, obejmujące lądolody, lodowce górskie, lód morski, pokrywę śnieżną, lód rzeczny i jeziorny. Litosfera – Kontynenty wraz z masywami górskimi i basenami oceanicznymi, osady i gleby. Elementy te ulegają zmianom bardzo powoli i należy je rozpatrywać w skali życia Ziemi. Biosfera - roślinność lądowa i morska, zwierzęta lądowe (w tym człowiek) i morskie oraz ptaki. Elementy biosfery są bardzo czułe na zmiany klimatu i ze swej strony mogą wpływać na jego zmiany. Hydrosfera Przeważająca ilość wody jest zmagazynowana w oceanach. Ocenia się, że około 96.5% całkowitych zasobów światowych wody (1 386 000 000 km3) znajduje się w oceanach. Szacuje się również, że oceany w około 90% zasilają proces parowania. Hydrosfera (Mook 2001) Objętość w tys. km3 % całości wody słodkiej Strumień w tys. km3/rok czas obiegu w latach 425 3 000 Woda słona Oceany 1 350 000 Woda słodka Lód Wody podziemne Jeziora 27 800 8 000 69 2.4 30 220 0.5 Wilgoć glebowa 70 0.2 Atmosfera 15 0.038 Zbiorniki wodne 5 0.013 Rzeki 2 0.005 Biomasa 2 0.005 RAZEM 40 114 15 12 000 500 90 0.8 496 0.03 40 0.05 Bilans wodny obszaru Rp + P = Rk + H + E Rp P H E Rk Rpp retencja powierzchniowa Rpg retencja gruntowa opad w okresie bilansowym Hp odpływ powierzchniowy Hg odpływ gruntowy Eg parowanie z gleby i gruntu Et transpiracja roslin Ei intercepcja, parowanie z liści Rkp retencja wód powierzchniowych Rkg retencja wód w glebie Bilans cieplny gleby Równanie bilansu cieplnego Rn – G – H – E = 0 E - energia zużyta na parowanie, H – energia oddana drogą konwekcji i turbulencji Rd=Rg - Ra Rn – bilans promieniowania Rn = Rs + Ra – Ro - Rg Rs E Rs – promieniowanie słoneczne H Rg Ro Ra Ra – promieniowanie atmosfery E H G – wymiana ciepła z glebą Ro – promieniowanie odbite od powierzchni Rg – promieniowanie od powierzchni czynnej Związek bilansu wodnego z bilansem cieplnym E i H zależą od charakteru powierzchni czynnej H = -rpcpKH ∆T/∆z (energia oddana drogą konwekcji) E = -rpLKv ∆w/∆z (energia zużyta na parowanie) ∆T/∆z – pionowy gradient temperatury ∆w/∆z – gradient wilgotności ρp – gęstość powietrza cp – ciepło właściwe powietrza L – utajone ciepło parowania KH – współczynnik dyfuzyjności ciepła K – współczynnik dyfuzyjności pary wodnej Właściwości wodne gleb