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热脉冲技术测定土壤热通量的原理和方法

陆森 ,  张劲松 ,  孟平 ,  孙世友

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文章导航 > 林业科学研究  > 2014 >  27(5): 710-713
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热脉冲技术测定土壤热通量的原理和方法

  • 1.

    中国林业科学研究院林业研究所, 国家林业局林木培育重点实验室, 北京 100091

  • 2.

    河北省农林科学院农业资源环境研究所, 河北 石家庄 050051

  • 基金项目:

    北京市自然科学基金(6133035);国家自然科学基金 (41371240)

  • 中图分类号: S125.8

Soil Heat Flux Measurement Based on Heat Pulse Method

  • 1.

    Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, State Forestry Administration, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China

  • 2.

    Institute of Agro-resources and Environment, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051, Hebei, China

  • CLC number: S125.8

  • 摘要: 在土壤热物理学理论的基础上，利用三针式热脉冲探头，介绍了基于热脉冲技术测定土壤热通量的原理和方法，并进行了试验检验。结果表明：热脉冲法的土壤热通量计算值与土壤热通量板法测定值相符较好，标准偏差为0.674 W·m-2，热脉冲方法可准确应用于土壤热通量的测定。此外，对热通量结果的相位分析表明，10 cm深地温峰值的出现时间比热通量峰值滞后约1 h。与热通量板法相比，热脉冲方法还具有对土壤扰动小、热接触阻力低的优点，具有广泛应用的前景。
    Abstract: The principles and methods of measuring soil heat flux with three-needle heat pulse sensor are introduced based on the theory of thermophysics. The soil heat flux plate method was employed to validate the heat pulse method. The results indicated that the soil heat flux calculated by the heat pulse method generally agreed well with the soil heat flux plate method. Compared with the soil heat flux plate, the bias of heat pulse method was 0.674 W·m-2. It proved that the heat pulse method was able to provide accurate soil heat flux measurement. Analysis on the phase of soil heat flux showed that the time of the maximum value occurred had 1 hour's hysteresis for the soil temperature compared to the soil heat flux. Due to the advantage of lower soil disturbance and contact resistance, the heat pulse method will have a wide prospect.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-07-13

热脉冲技术测定土壤热通量的原理和方法

  • 1. 中国林业科学研究院林业研究所, 国家林业局林木培育重点实验室, 北京 100091
  • 2. 河北省农林科学院农业资源环境研究所, 河北 石家庄 050051
  • 收稿日期: 2012-07-13
基金项目:  北京市自然科学基金(6133035);国家自然科学基金 (41371240)

摘要: 在土壤热物理学理论的基础上，利用三针式热脉冲探头，介绍了基于热脉冲技术测定土壤热通量的原理和方法，并进行了试验检验。结果表明：热脉冲法的土壤热通量计算值与土壤热通量板法测定值相符较好，标准偏差为0.674 W·m-2，热脉冲方法可准确应用于土壤热通量的测定。此外，对热通量结果的相位分析表明，10 cm深地温峰值的出现时间比热通量峰值滞后约1 h。与热通量板法相比，热脉冲方法还具有对土壤扰动小、热接触阻力低的优点，具有广泛应用的前景。

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