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监测土壤温湿度对于气候天气及全球变暖的作用

 发布时间:2022-12-13 点击量:83

全球变暖是一个受到媒体广泛关注的话题,尤其是在夏季炎热的日子里。二氧化碳(CO2)在大气层中阻止热能逃逸到外层空间被称为温室效应。大气中的二氧化碳含量越高,可以逸出的热能就越少,从而导致全球温度升高。


常规使用型号:CS655、EC-5、TDR350、CS257等

几十年来,环境科学家一直在通过检查碳循环以及大气二氧化碳的来源和汇(去除)来确定人为(人为引起的)和自然排放与全球热预算之间的趋势。

全球碳循环、天气和气候都受到土壤湿度的严重影响。土壤既可以是大气一氧化碳的主要来源2以及以土壤水分为驱动力的主要碳储存库。事实上,一氧化碳的量土壤排放量是人类化石燃料排放量的十倍。

土壤湿度、温度和有机物浓度是土壤呼吸速率以及碳在环境中的归宿和运输的主要因素。例如,在土壤非常干燥的干旱沙漠地区,土壤中的微生物活性降低,相反,在土壤保持水饱和的沼泽和沼泽中,会发生厌氧(无氧)条件,这也会影响土壤呼吸。土壤温度也很重要,因为微生物活动会随着温度的降低而减慢。

虽然土壤呼吸是温室气体的主要贡献者,但土壤也可能是一氧化碳的主要水库或汇2通过一种称为碳封存的过程。农业碳封存是减少一氧化碳的蕞有策略之一2化石燃料燃烧产生的排放。土壤碳封存不仅为大气中的一氧化碳浓度提供了净汇2但它可以提高作物产量,最大限度地减少侵蚀,并节省与农业相关的燃料成本。

大量的碳可以通过一种称为保护性耕作的做法储存在农业用地的土壤中。保护性耕作是一种使土壤更加肥沃的策略,包括战略性作物轮作、将有机物纳入土壤以及最大限度地减少田地的耕作。耕作通过增加微生物的氧气可用性来提高土壤呼吸速率,并分散聚集体,使有机物质对这些生物更具生物利用度。如果尽量减少耕作,对肥料的依赖就会减少。

除了施肥外,土壤有机成分的增加将增加孔隙度,使植物根部更容易获得水分。换句话说,通过保护性耕作,可以将二氧化碳从大气中取出并放入土壤中以提高作物产量。

人们无法讨论全球碳循环和大气CO的汇2没有提到世界海洋。海洋是大气中最大的一氧化碳汇2;不仅仅是森林,土壤碳固存和农业的总和。浮游植物等水生植物消耗一氧化碳2与它们的光合作用一起从水中出来。《在海水中不断从大气中补充一氧化碳2因为一氧化碳2可溶于水,它会与海水平衡以保持指示气压的恒定浓度。换句话说,海洋吸入一氧化碳2而土壤吸收碳并呼出一氧化碳2.浮游植物将用它们从一氧化碳中获得的碳来构建它们的细胞2.一旦水生植物开始生长,它们将被其他水生生物消耗,碳成为食物链的一部分。

全球碳循环确实是影响地球上气候、地质和食物链的最有趣和最复杂的现象之一,土壤水分是这一过程中的重要参与者。但是土壤湿度如何影响天气呢?

土壤湿度对于预测温度和降水都很重要。随着温度的升高,土壤水分的蒸发速率增加。增加的土壤水分蒸发有助于冷却地面。

在物理学中,当事物膨胀时,它们会冷却周围环境。就像人的汗液冷却人体皮肤一样,当水从地下蒸发时,它会在压力下膨胀,从液体变成蒸汽,冷却白天的温度。到了晚上,情况正好相反。土壤水分蒸发产生的湿度增加会增加露点(恒定压力下发生冷凝的温度)。

如果温度降至露点以下,就会发生冷凝或结露,这限制了夜间低温。当水从蒸气变成液体时,它会进入较低的能量状态,从而将热能释放到周围环境。换句话说,事物在凝结时会变暖。以亚利桑那州和阿拉巴马州的白天和夜间温度为例。这两个州都处于同一纬度,但白天高点和夜间低点有很大差异,土壤湿度是原因。

降水与土壤湿度之间也存在很强的相关性。如果由于土壤水分蒸发而空气中有水分,低压系统将冷凝水分并发生降水。如果土壤非常干燥,空气中的可用水分就会减少,如果低压系统进入,降水的可能性就会降低。

为了更好地了解我们的气候和天气,科学家们正在研究土壤以及它如何与海洋相适应,以确定全球气候变化。土壤湿度的原位测量对于无数的环境模型来说是无价的,多年来,由于商用传感器土壤传感器的成本和可靠性,环境研究人员无法获得土壤湿度数据。史蒂文斯多参数土壤传感器WET150已成为世界各地许多环境科学家的重要工具,因为它具有可测量的土壤参数数量,可靠性和准确性。