Глубина промерзания грунта в Подмосковье

Из данной статьи вы узнаете, что собою представляет понятие глубины промерзания грунта и почему его необходимо учитывать при проектировании фундаментов. Мы рассмотрим нормативные величины ГПГ для разных регионов России и узнаем, как определить фактическую и расчетную величину глубины промерзания почвы согласно действующим нормативам СНиП.

Оглавление:

Глубина промерзания грунта (ГПГ) — нормативное понятие, которое описывает среднестатистическую глубину, на которою почва промерзает в холодное время года.

Для расчета глубины промерзания берется среднестатистический показатель сезонного промерзания в конкретном регионе за последние 10 лет.

Рис. 1.0: Карта нормативной глубины промерзания почвы в разных регионах России

Уровень промерзания почвы — одна из основных величин, которые учитываются при проектировании фундаментов любого типа. Если в основе расчетов будет лежать неправильный показатель ГПГ, либо данный фактор будет не учитываться вообще, проектировщик не сможет рассчитать требуемую глубину заложения фундамента.

Важно учесть! Плитные и ленточные фундаменты, не обладающие достаточной глубиной заложения, отличаются чрезмерной подверженностью воздействиям морозного пучения почвы — они неустойчивы, подвержены деформациям и разрушениям.

Рис. 1.1: Характерный признак неправильно рассчитанной глубины заложение фундамента и, как следствие, повреждение здания под воздействием пучения грунта

Морозное пучение происходит в промерзших пластах почвы, пропитанных влагой. Грунтовые воды, при замерзании, склонны к увеличению своего объема на 2-9%, в результате такого расширения пропитанная водой почва начинает подниматься вверх и давить на фундамент здания, оказывая на него выталкивающее воздействие.

Важно! Чтобы избежать негативных влияний пучения, ленточные и плитные фундаменты должны закладываться ниже глубины промерзания почвы.

При таком расположении основание полностью лишено воздействия вертикальных сил пучения (выталкивающего давление почвы, находящейся под фундаментной лентой). Фундамент подвергается лишь касательному пучению (в результате трения стенок основания и боковых пластов пучинистой почвы), влияние которого можно устранить с помощью обустройства уплотняющей отсыпки по периметру стенок фундамента.

Рис 1.2: Схема промерзания участка застройки

Перед началом любого строительства, проводящегося на пучинистых грунтах, необходимо выяснить ГПГ в конкретном регионе, чтобы в дальнейшем иметь возможность подобрать оптимальную глубину заложения фундамента.

Внимание! Как неправильный расчет нагрузки на фундамент может привести к большим финансовым потерям: ссылка.

Глубина промерзания СНИП

ГПГ — величина, которую без наличия специального оборудования невозможно определить непосредственно перед началом строительства, поскольку ее расчеты требуют предварительного анализа конкретной местности на протяжении более чем 10-ти лет. В строительной практике, для определения глубины промерзания, используются нормативные данные о ГПГ и базовая информация для ее расчета, заложенная в документах СНиП.

До недавнего времени основным документом, в котором были приведены данные о глубине промерзания грунта, являлся СНиП № 20101-82 «Климатология и геофизика строительства», и сопутствующие ему карты разных регионов Российской Федерации.

Важное замечание! С недавних пор данный нормативный документ был разделен на две отдельные справки — СНИП № 20201-83 «Фундаменты зданий о сооружений» и СНИП № 2301-99 «Климатология строительства».

В данный документах приведены среднестатистические показатели глубины промерзания почвы для конкретных регионов РФ, ознакомится с которыми вы можете в таблице 1.1

Город	Сезонная глубина промерзания разных видов почвы (см)
	Глиняный грунт и суглинок	Супеси и мелкие сухие пески	Крупные и гравелистые пески
Ярославль	143	174	186
Архангельск	156	190	204
Челябинск	173	211	226
Вологда	143	174	186
Тюмень	173	210	226
Екатеринбург	157	191	204
Сургут	222	270	290
Казань	143	175	187
Саратов	119	144	155
Курск	106	129	138
Санкт-Петербург	98	120	128
Москва	110	134	144
Самара	154	188	201
Нижний Новгород	145	176	189
Рязань	136	165	177
Новосибирск	183	223	239
Ростов на Дону	66	80	86
Орел	110	134	144
Псков	97	118	127
Пермь	159	193	207

Таблица 1.1: Нормативная глубина промерзания почвы в разных городах России

ГПГ зависит от двух основных факторов — среднестатистических минусовых температур в конкретных регионах и типа грунта.

Косвенным фактором, влияющим на ГПГ, является толщина снежного покрова, которым укрыт грунт — чем он толще, тем меньшей будет глубина промерзания. Стоит учитывать, что данные, указанные в нормативных таблицах СНИП, не учитывают толщину снежного покрова, поэтому фактическая величина ГПГ в регионе всегда будет меньшей, чем глубина, указанная в таблице 1.1.

Рис. 1.3: Схема зависимости ГПГ от толщины снежного покрова

Важное замечание! Всем домовладельцам, сталкивающимся с проблемой пучения почвы, стоит помнить о том, что они сами себе могут доставить дополнительных неприятностей, очищая снег и формируя сугробы возле стен дома.

Неравномерное пучение, которое происходит в местах, где почва обладает разной глубиной промерзания, крайне негативно сказывается на состоянии фундамента — из-за различных выталкивающих сил, воздействующих на фундаментную ленту, основание дома перекашивается, в результате чего возникают трещины на стенах и цоколе. Если вы очищаете снег вокруг постройки — делайте это по всем периметру здания, и не формируйте сугробы возле одной из стен дома.

Глубина промерзания грунта в Подмосковье

Как свидетельствуют отзывы опытных строителей, свыше 80% грунтов в Москве и области представлены пучинистой почвой — суглинком, глиной, песками, супесями. При строительстве домов на таких грунтах крайне важно учитывать глубину их промерзания, поскольку фундамент, заложенный выше требуемого уровня, не будет обладать ожидаемой от него надежностью и долговечностью.

ГПГ в Подмосковье варьируется достаточно сильно — от 90 до 200 сантиметров. Такие колебания обусловлены разной плотностью грунтов — чем большая плотность, и чем выше уровень залегания грунтовых вод, тем сильнее будет промерзать почва.

Среднестатистической расчетной величиной ГПГ, учитываемой при строительстве зданий в Подмосковье, принято считать 140 сантиметров. Более детальные показатели для разных городов Подмосковья вы можете увидеть в таблице 1.2.

Город	Сезонная глубина промерзания почвы (см)
Дубна	150
Талдом	130
Сергиев Посад, Александров	140
Орехово-Зуево	130
Егорьевск	130
Коломна	110
Ступино	120
Серпухово	100
Обнинск	110
Балабаново	110
Можайск	125
Волоколамск	120
Клин, Солнечногорск	120
Звенигород, Истра	110
Наро-Фоминск	125
Чехов	120
Воскресенск	110
Павловский Посад, Ногинск, Пушкино	110
Дмитров	140
Пушкино, Щепково, Балашиха	150
Одинцово, Болицыно, Кубинка	140
Подольск, Домодедово, Люберцы	100
Железнодорожный	110
Мытища, Лобня	140

Таблица 1.2: Глубина промерзания грунта в Московской области

Внимание! Почему пучение способно разрушить ваше будущее строение:как обезопасить себя

Расчетная глубина промерзания грунта

Расчетная величина ГПГ, согласно нормативам СНИП, определяется по формуле: h = √M*k, в которой:

• М — сумма максимальных показателей минусовых температур в холодное время года;
• k — коэффициент, отличающийся для разных видов грунтов.

Величина коэффициента, использующегося в расчетной формуле, составляет:

• 0,23 — для глинистой почвы и суглинков;
• 0,28 — для пылеватой и мелкой песчаной почвы, супесей;
• 0,3 — для средне крупных гравелистых и крупных песков;
• 0,34 — для почвы с вкраплениями крупнообломочных горных пород.

Для примера, определим расчетную величину ГПГ для Вологды. Данные среднемесячных минусовых температур для этого города мы можем взять в документе СНИП № 2101.99.

Для Вологды она составляет:

Из данной таблицы мы определяем значение M — для этого нам нужно суммировать показатели месяцев, обладающих минусовыми температурами.

• M = 11,6 + 10,7 + 5,4 + 2,9 + 7,9 = 38,5.

Теперь нам нужно извлечь квадратный корень из получившейся величины:

Что позволяет выполнить расчеты согласно основной формуле, учитывая коэффициент типа грунта, на котором будут выполняться строительные работы. Для примера используем коэффициент суглинистой почвы, он равен 0,23.

В результате мы получаем расчетную величину промерзания суглинистой почвы в Вологде равную 143 сантиметрам. Аналогичным образом расчеты выполняются для любых видов почв в других городах России.

Как определить реальную глубина промерзания грунта

Внимание! Фактические и нормативные показатели ГПГ всегда будут отличаться между собой из-за ряда сопутствующих факторов, таких как толщина снега и льда, которыми укрыт грунт.

Рис. 1.4: Нормативная глубина промерзания грунта в РФ (данные на 2006 год)

Для определения реальной глубины промерзания используется специальный прибор — мерзлотомер. Данное устройство представляет собою обсадную трубку, внутри которой размещен наполненный водой шланг с внутренними ограничителями передвижения льда. На шланг нанесена сантиметровая разметка.

Мерзлотомер погружается в грунт на глубину, равную фактической величине ГПГ (все измерения проводятся в холодное время года). Вода в трубке мерзлотомера превращается в лед на участке, где с прибором контактирует промерзшая почва.

Рис. 1.5: Фактическая глубина промерзания почвы в РФ

Спустя 10-12 часов после погружения устройства в почву шланг с водой изымается из обсадной трубки и по замершему участку воды определяется реальная глубина промерзания почвы.

Наши услуги

Услуги компании «Богатырь» это забивка свай и лидерное бурение. Мы имеем собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.

Глубина промерзания грунта в Новосибирске. Как промерзает грунт

Как происходит промерзание грунта?

Каждую зиму грунт промерзает на некоторую глубину, при этом содержащаяся в грунте вода замерзает, превращается в лед и расширяется, тем самым, увеличивая объем грунта. Этот процесс называется пучение грунта. Увеличиваясь в объеме, грунт действует на фундамент дома, сила этого воздействия может быть очень велика и составлять десятки тонн на квадратный метр поверхности фундамента. Воздействие такой силы может двигать фундамент, нарушая нормальное положение всего здания. Таким образом, промерзание грунта оказывает негативное влияние. Для того, чтобы силы пучения не действовали на основание фундамента, нужно его закладывать на глубину ниже глубины промерзания.

От чего зависит глубина промерзания грунта?

Глубина промерзания грунта в Новосибириске: 2,20м — 2,42м

Глубина промерзания грунта зависит, во-первых, от типа грунта: глинистые грунты промерзают чуть меньше песчаных, потому что обладают большей пористостью. Пористость глины колеблется от 0,5 до 0,7, в то время как пористость песка — от 0,3 до 0,5.

Во-вторых, глубина промерзания зависит от климатических условий, а именно от среднегодовой температуры: чем она ниже, тем больше глубина промерзания.
Нормативные глубины промерзания (по данным СНиП) в сантиметрах для разных городов и типов грунта представлены ниже в таблице.

Глубина промерзания грунта в Новосибирке составляет:

для глинистых грунтов (глина, суглинок) — 2,20 м
для песчаных грунтов (песок, супесь) — 2,42 м

Фактические глубины промерзания на самом деле будут отличаться от нормативных, приведенных в СНиП, потому что нормативные данные приведены для самого плохого случая — отсутствие снежного покрова. Нормативная глубина промерзания грунта, представленная в этой таблице, — это максимальная глубина. Снег и лед – хорошие теплоизоляторы, и наличие снежного покрова уменьшает глубину промерзания. Под домом грунт так же промерзает меньше, тем более, если дом отапливается круглый год. Таким образом, реальная глубина промерзания земли может быть на 20-40% меньше нормативной.

Как уменьшить влияние промерзания грунта?

Промерзание грунта можно уменьшить: для этого грунт вокруг дома утепляют. Лента хорошего утеплителя шириной 1-2 метра, уложенная вокруг дома, способна обеспечить минимальную глубину промерзания грунта, окружающего фундамент дома. Благодаря такому приему возможно заложение мелкозаглубленных фундаментов, которые закладываются на глубину выше глубины промерзания, но благодаря утеплению грунта остаются устойчивыми.

Глубина промерзания грунта в различных регионах

   Глубина промерзания грунта является одной из основных характеристик, учитываемых при выборе конструктива фундамента строящегося дома. Но к сожалению среди частных застройщиков не редко случаются ошибки при попытках учесть значение этой характеристики. А именно: например, человек услышал, что ленточный фундамент нужно делать не выше глубины промерзания для его климатической зоны. Он заходит в интернет, вводит в поисковик фразу «какая глубина промерзания, к примеру, в Московской области» находит какую-то цифру (около 1,3-1,4 метра) и начинает копать траншею на эту глубину. При этом он не догадывается, что найденное им значение — это нормативная глубина промерзания.

    Но ведь при определении геометрических характеристик фундамента нужно учитывать не нормативное значение, а расчётное, которое определяется с учётом различных коэффициентов, характеризующих такие параметры, как конструкция цокольного перекрытия в доме и средняя температура в помещении в холодное время года. Ведь сам по себе отапливаемый дом прогревает грунт вокруг себя, и промерзание по его периметру порой значительно меньше нормативной величины. И это можно будет увидеть ниже.

    Чтобы узнать нормативные и расчётные значения глубины промерзания грунта в различных условиях, выберите ниже Ваши страну, регион и город и нажмите на кнопку «Определить глубину промерзания». Результаты будут представлены в виде двух таблиц. Если интересующего Вас населенного пункта в списке нет, выбирайте ближайший и желательно находящийся севернее от Вас.

Выберите странуРоссияАзербайджанАрменияБелоруссияГрузияКазахстанКыргызстанМолдоваТаджикистанУзбекистанУкраина

Выберите регион

Выберите город

    Таблица 1 заполняется на основании формулы из СП 22.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*):

d_fn = d₀∗√M_t ,

где d_fn — нормативная глубина промерзания,м;

      d₀ — величина, учитывающая тип грунта и равная для глин и суглинков — 0,23 м; для супесей и мелких и пылеватых песков — 0,28 м; для песков средней крупности, крупных и гравелистых — 0,30 м; для крупнообломочных грунтов — 0,34 м;

      M_t — безразмерный коэффициент, который определяется по СП 131.13330.2012 (актуализированная версия СНиП 23-01-99*) как сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зимний период в конкретном регионе.

    Примечание: СНиП допускает использование данной формулы при глубинах промерзания до 2,5 метров. При большем промерзании, а также в высокогорных районах с резкими перепадами рельефа и нестабильными климатическими условиями значение d_fn должно уточняться специальным теплотехническим расчётом. В рамках данного калькулятора мы на нём не останавливаемся.

    Таблица 2 расчётных глубин промерзания (d_f) заполняется на основании формулы из того же СП 22.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*):

d_f = k_h∗d_fn ,

где k_h — коэффициент, который учитывает тепловой режим в помещении в холодное время года. Значения его для отапливаемых помещений показаны в следующей табличке:

    Для неотапливаемых помещений коэффициент k_h = 1,1

Если калькулятор оказался для Вас полезным, пожалуйста нажмите на одну или несколько социальных кнопочек. Это очень поможет дальнейшему развитию нашего сайта. Огромное спасибо!!!

Глубина промерзания грунта — СибПоселки

Любое строительство априори начинается с земельных работ и устройства фундамента. Причем на выбор последнего и величину его заглубления влияет множество природных факторов, к которым относится и глубина промерзания грунта.

Процесс промерзания грунта

Вполне естественно, что в зимний, холодный период грунт оказывается промерзшим и зависит глубина промерзания от типа грунта и географического расположения, обуславливающего определенные климатические условия. Немаловажна так же и степень влажности грунта.

Опасность для фундамента, а значит и всего строения в целом, таится в превращении при минусовых температурах воды в лед, находящейся на глубине промерзания. Процесс этот характерен тем, что преобразуясь в лед, вода существенно изменяется в объеме (увеличивается порядка на 10%), изменяя тем самым объем грунта.

Это приводит к такому неприятному явлению как пучение грунта. То есть, грунт начинает вытеснять фундамент. Это происходит зимой, а весной, с наступлением тепла и таянием льда, происходит обратный процесс — затягивание основы строения. И тем больше пучение, чем больше воды находится в грунте. Такое опасное явление зачастую служит причиной деформации/разрушения фундамента. Силы вспучивания могут оказывать колоссальное давление на основу, причем все это происходит неравномерно. Нивелируют силы пучения заглублением фундамента на расстояние превышающие глубину промерзания грунта.

Что влияет на глубину промерзания грунта?

Поскольку на показатели глубины промерзания оказывают влияние климатические условия и тип грунта, то совершенно справедливо, что для каждого района она разная. Например, глубина промерзания грунта в Новосибирске будет существенно отличаться от глубины в других районах. В самой же Новосибирской области распространены следующие грунты:

• песчаный
• глинистый
• суглинки и супеси
• крупнообломочный грунт (осколки и обломки скальных пород)
• скалистый грунт

Если два последних ни вызывают нареканий при строительстве и являются вполне надежными (не впитывают влагу, не изменяются в объеме и т.д.), то для остальных, в обязательном порядке, следует знать глубину промерзания.

Нормативные показатели промерзания грунта:

Значения глубины промерзания грунта для Новосибирска, взятые из СНиП составляют:

• Суглинки и глины — 1.83 м
• Песок мелкий, супесь — 2.23 м
• Песок крупный, гравелистый — 2.39 м

Определены значения из учета:
— полного отсутствия снежного покрова на грунте
— минимально возможная температура для Новосибирска
— максимальная влажность грунта.

В реальности фактическая глубина несколько разнится от указанной СНиП. Это объясняется наличием снега на грунте, выступающего в роли отличного теплоизоляционного природного материала. Также сказывается, что под фундаментом отапливаемого в холодный период дома грунт, как правило, промерзает гораздо меньше. Все это позволяет вносить коррективы при устройстве основы дома и предполагать, что реальная глубина промерзания может существенно отличаться от официальной (на 20-40%).

Глубина промерзания грунта

Суглинки и глина
Супесь, пески мелкие и пылеватые
Пески гравелистые, крупные и средней крупности
Крупнообломочные грунты
* Значения нормативной глубины сезонного промерзания грунта рассчитаны для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м. (п. 5.5.3 ( СП 22.13330.2011)) Нормативная глубина промерзания грунта в районах, где dfn > 2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330.
** Глубина заложенных труб, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры. При прокладке трубопроводов в зоне отрицательных температур материал труб и элементов стыковых соединений должен удовлетворять требованиям морозоустойчивости. (п. 11.40 СП 31.13330.2012) Примечание — Меньшую глубину заложения труб допускается принимать при условии принятия мер, исключающих: замерзание арматуры, устанавливаемой на трубопроводе; недопустимое снижение пропускной способности трубопровода в результате образования льда на внутренней поверхности труб; повреждение труб и их стыковых соединений в результате замерзания воды, деформации грунта и температурных напряжений в материале стенок труб; образование в трубопроводе ледяных пробок при перерывах подачи воды, связанных с повреждением трубопроводов.
*** Наименьшую глубину заложения канализационных трубопроводов необходимо определять теплотехническим расчетом или принимать на основании опыта эксплуатации сетей в данном районе. (п. 6.2.4 СП 32.13330.2012 ) При отсутствии данных минимальную глубину заложения лотка трубопровода допускается принимать для труб диаметром до 500 м — 0,3 м, а для труб большего диаметра — 0,5 м менее большей глубины проникания в грунт нулевой температуры, но не менее 0,7 м до верха трубы, считая от поверхности земли или планировки (во избежание повреждения наземным транспортом).

Что такое глубина промерзания грунта

Строительство начинается с фундамента, его структура зависит от важнейшего параметра – глубины промерзания грунта – наибольшего показателя, при котором почва замерзает до 0 градусов при самых низких температурах без учета снежного покрова. Увеличение объема воды деформирует грунт.

Особенности процесса

Прежде чем начинать строительство дома, нужно выяснить, что такое глубина промерзания грунта. Если фундамент недостаточно заглублен, фасад здания может покрываться направленными трещинами. Чтобы при переходе грунтовых вод в состояние льда этого избежать, закладку нужно производить ниже отметок промерзания. Вид почвы влияет на выбор типа фундамента.

Одной из причин промерзания может быть высокая влажность. Переходя в состояние льда, вода увеличивается в объеме до 10%. В результате этого зимой грунт выталкивает фундамент из себя. Весной происходит обратное, из-за таяния снега он затягивается в почву. Эти процессы повторяются каждый год и неравномерно. При этом фундамент деформируется или окончательно превращается в руины.

На глубину промерзания и на правильность закладки фундамента влияют:

• тип грунта;
• уровень грунтовых вод;
• климатические условия.

Перед планированием строительства, прежде всего, изучается структура и типология почвы. Прочная, незначительно сжимаемая почва будет оптимальным вариантом. На определенной глубине вода в ней не замерзнет и не поддастся расширению, поэтому фундамент ляжет прочно и не будет деформироваться.

Расчетная и нормативная глубина

Существует понятие глубины сезонного промерзания грунта. Его показатели отличаются между собой в разных районах. Например, глубина промерзания грунта в Московской области не одинакова с показателями в более северных или южных регионах. Среднюю величину вывели на протяжении длительных наблюдений.

Показатель определяла нормативная глубина промерзания грунта – техническая документация, регламентирующая архитектурно-строительное проектирование. Нормативной считается глубина, указанная в документах. Сначала применялся СНиП 2.01.01-82 («Строительная климатология и геофизика»). Сейчас используется современный СНиП 2.02.01-83* («Основания зданий и сооружений»). К этим документам прилагается карта глубин, которой удобно пользоваться. Особого внимания к себе требуют глинистые почвы – они чаще подвергаются негативному влиянию перепадов температур.

Еще одним примером может служить отапливаемое здание. При этом реальный показатель может отклоняться от нормативного до 30%. Глубина промерзания грунта для фундамента определяется по формуле: Нp = Нн * k, где:

• Нн — нормативный показатель согласно карте глубин промерзания грунтов;
• K — коэффициент, формирующийся от режима эксплуатационных мероприятий и расположения фундамента k = 0,5:1,2.

Глубина промерзания грунта для водопровода также определяется нормативными документами. Согласно существующим нормам трубы необходимо закладывать примерно на 1,6 м.

Влияние типа почвы

Важное значение играет тип грунта. Скальный является самым прочным, не подверженным размыванию и промерзанию. Фундамент можно закладывать практически на поверхности. На хрящевых почвах закладку следует производить на глубину 0,5 метров. Песчаные хорошо пропускают воду, теряют прочность и проседают. Фундамент закладывается на глубину до 0,7 метров. На торфяной почве не стоит возводить, так как из-за различных органических примесей формируется неравномерная нагрузка.

Как уменьшить показатель промерзания грунта?

Устройство фундамента предусматривает защиту основания. Все необходимые меры нужно предпринять до наступления первых холодов и после дождей. Предохранению грунта от промерзания помогут следующие меры:

• рыхление;
• теплоизоляция с использованием определенных материалов;
• химическая обработка почвы.

Вспахивание делает верхний слой рыхлым, благодаря чему образуются воздушные пустоты, что значительно отдаляет промерзание.

Хорошо предохраняет грунт от промерзания обработка химическими реагентами. Такой способ применим для небольших котлованов с песчаной и глинистой почвой. Растительность ликвидируется, и наносится необходимое количество веществ: хлористого кальция и хлористого натрия. Это увеличивает продолжительность строительного периода до 15 суток.

Утепление с использованием теплоизоляторов ¬– основной метод уменьшения глубины промерзания сезонного и другого типа грунта. При этом сопротивление теплового потока ощутимо повышается, и холод с поверхности не замораживает слои под теплоизоляционным материалом. Выбор утеплителя зависит от воспринимаемой им нагрузки.

Глубина промерзания грунта — статьи и советы ЛесДомТорг

Глубина промерзания грунта является одним из важнейших показателей, который необходимо учитывать при возведении дома. Ведь основой любого строения является надежный и крепкий фундамент.

Известно, что в зимний период земля промерзает на определенную глубину, а вода в грунте превращается в лед. Это способствует увеличению объема грунта и называется пучением.

Важно! Чтобы избежать действия силы пучения на основу фундамента, следует закладывать его ниже, чем глубина промерзания почвы.

Сила вспученного грунта, который воздействует на фундамент дома, может составлять десятки тонн на 1 квадратный метр поверхности основания дома. Она способна двигать и деформировать фундамент, тем самым негативно воздействуя на состояние всего здания. А ремонтировать дом с разрушенным фундаментом бессмысленно и неэффективно.

Какие факторы влияют на глубину промерзания грунта?

Этот показатель не имеет стабильного значения, так как на глубину промерзания грунта воздействую как постоянные, так и меняющиеся факторы. На глубину промерзанию влияют:

• — тип грунта и рельеф местности;
• — уровень грунтовых вод, влажность грунта;
• — климатические условия местности, в том числе высота снежного покрова, продолжительность и интенсивность морозов, и другие факторы.

Обратите внимание! Глинистая почва имеет большую пористость, чем песчаный грунт и поэтому промерзает меньше.

Определяем глубину промерзания грунта правильно

Можно попробовать самостоятельно проверить глубину промерзания перед закладкой фундамента дома, но более надежным и достоверным вариантом является обращение в соответствующие строительные организации.

Существуют нормативные показатели промерзания почвы по данным СНиП, которые соответствуют климату и типу грунта каждого населенного пункта. Нормативные данные обычно превышают фактическую глубину промерзания, так как они рассчитаны для наиболее неблагоприятных условий – отсутствия снега и льда, которые являются отличными теплоизоляторами. Также и под постройками почва промерзает меньше, в особенности под отапливаемым круглый год домом.

Если в вашем районе грунтовые воды не промерзают, то возведение фундамента не будет слишком проблематичным этапом строительства. В противоположном случае стоит узнать, на какую глубину обычно закладывают фундамент в этой местности и придерживаться этих данных.

Иногда стоит перестраховаться и самостоятельно определить особенности грунта. Для этого выкапывают пробный «колодец» с глубиной около 2–2,5 м. Чтобы проверить почву под строительство, комок земли опускают в емкость с водой. Если грунт быстро растворяется в жидкости, то в зимний период такая почва обязательно просядет под будущей постройкой.

Важно! Уровень закладки фундамента должен быть минимум на 20 см ниже, чем уровень промерзания почвы в этой местности.

Помните, что независимо от климатических условий фундамент необходимо закладывать минимум на 0,4 метра. Единственное исключение может составлять скалистая почва, которая не подвержена промерзанию, размыванию и разрушению. А глинистая почва – это самый непростой и непредсказуемый грунт для строительства.

Поэтому глубина промерзания грунта является важнейшим показателем при возведении любого дома, который изучает геофизика и строительная климатология. Специально разработаны карты промерзания почвы по районам, которые помогают определить уровень промерзания грунта. Обязательно обратитесь в ближайшую строительную организацию, располагающую необходимой информацией.

Поделиться ссылкой:

Как образуется мерзлый грунт?

Рис. 1. В 1967 году «Грин Бэй Пэкерс» и «Даллас Ковбойз» с трудом смогли встать на ноги, когда они играли в чемпионат по футболу на замерзшей земле. (Изображение с высоким разрешением недоступно)
— Кредит: Зал славы профессионального футбола

Как выглядит земля в замерзшем состоянии? При каких условиях он замерзает и остается замороженным? Очень известный футбольный матч в канун Нового года помогает проиллюстрировать ответы.

31 декабря 1967 года «Грин Бэй Пэкерс» и «Даллас Ковбойз» соревновались за звание чемпиона Национальной футбольной лиги в Грин Бэй, штат Висконсин.Температура в тот день была низкой, до -25 ° по Цельсию (-13 ° по Фаренгейту). Игроки заметили, что футбольное поле под их ногами стало твердым, поэтому их очищенные ботинки не могли врезаться в обычно мягкую почву. Игроки поскользнулись и изо всех сил пытались удержаться на ногах. Почему? Земля замерзла. Спортсмены не понаслышке испытали мерзлоту. Историческая игра стала известна как Ice Bowl (Рисунок 1).

Почему замерзает земля?

Что значит сказать, что земля замерзла? Это означает, что вода между камнями, почвой и галькой и даже внутри камней замерзла.Эта замороженная вода называется поровым льдом . Земля замерзает, когда вода в ней становится льдом, как это было во время Ледяной чаши.

Земля тает при таянии порового льда. Обратите внимание, что, говоря о таянии мерзлого грунта, ученые не используют слово «таять». Этот термин относится к твердому телу, превращающемуся в жидкость. Когда мерзлый грунт оттаивает, он остается твердым.

Рис. 2. Этот гигантский айсберг плавает в океане около Антарктиды, потому что лед менее плотен, чем жидкая вода.
— Авторы и права: Роб Бауэр и Тед Скамбос, NSIDC

Как вода внутри земли превращается в лед?

Вода, как и все вещества, замерзает при определенной температуре. Температура замерзания воды составляет 0 градусов по Цельсию (32 градуса по Фаренгейту). Когда температура воды опускается до 0 градусов Цельсия и ниже, она начинает превращаться в лед. Когда он замерзает, он выделяет тепло в окружающую среду.

Однако в некоторых отношениях вода не похожа на другие типы материи.Такое же количество воды заполняет больше пространства после того, как она превратилась в лед. Ученые используют слово «плотность», говоря, что жидкая вода более плотная, чем лед. Поскольку лед не такой плотный, как вода, он плавает. В этом можно убедиться, положив кубики льда в стакан с водой: они плавают. То же самое и с айсбергами, которые плавают в океане (рис. 2).

Какое отношение имеет плотность воды к мерзлому грунту?

Когда вода превращается в лед, она может расширяться с огромной силой.Лед, образующийся в почве, толкает землю, вызывая ее разбухание.

Люди, живущие в районах с холодным зимним сезоном, знают, что промерзшая земля может повредить дороги. Например, вода, превращающаяся в лед под дорогами, иногда создает морозное пучение . Расширяющийся лед толкает дорогу вверх и создает горб. Когда вода замерзает, а затем тает, это способствует образованию выбоин и углублений на проезжей части.

Иногда в очень холодных местах под почвой образуется слой чистого льда.Этот слой называется сегрегированный лед — он не смешивается с почвой (рис. 3). Толщина сегрегированного льда может составлять несколько метров (до 10 футов). Сегрегированный лед образуется, когда поры льда притягивают воду, которая замерзает и притягивает еще больше воды. Этот эффект называется криосакцией . Криосакция заставляет замороженный слой расти, а растущий слой еще больше расширяет почву. Криосакция может увеличить размер постоянно мерзлого грунта на 50 процентов.

Рис. 3. Тонкие сероватые слои у колен человека на фотографии представляют собой сегрегированный лед.Над льдом — слои осадка.
— Источник: Natural Resources Canada

Все ли подземные слои имеют одинаковую температуру?

Когда температура земли опускается ниже 0 ° по Цельсию (32 ° по Фаренгейту), она замерзает. Однако температура земли может отличаться от температуры воздуха над ней. Слои глубоко в земле могут быть холоднее или теплее, чем слои у поверхности земли.

Верхний слой грунта может реагировать на условия на поверхности, но нижние слои могут меняться не так быстро.В теплый летний день поверхность земли может поглощать тепло и становиться горячее воздуха. Но температура в метре (нескольких футах) под землей может быть намного ниже, чем в воздухе. Зимой происходит обратное. Поверхность земли охлаждается, но слой глубоко под землей может оставаться теплее, чем поверхность. Верхний слой земли не позволяет теплу перемещаться между холодным воздухом и более глубокими слоями земли. В результате земля изолируется.

Земля — ​​не единственное, что изолирует себя от воздуха.Например, представьте себе озеро в жаркий летний день. Первые несколько футов озера будут теплыми. Но ближе ко дну озера вода будет намного прохладнее. Солнечное тепло оказывает меньшее влияние на воду, находящуюся глубоко под поверхностью.

Этот слой температур называется температурным градиентом. Летний температурный градиент в холодном месте, таком как Фэрбенкс на Аляске, может выглядеть так: температура воздуха выше нуля, поверхность земли выше нуля, но более глубокие слои почвы постоянно замерзают.

Рис. 4. На этой диаграмме показано, как атмосфера Земли и земля отражает и поглощает энергию Солнца.
– Авторы и права: Центр данных НАСА по атмосферным наукам

Тип почвы в районе также влияет на то, как земля будет аккумулировать тепло. Рыхлые почвы, такие как песок, имеют больше места для воды. В рыхлых почвах с крупными частицами лед образуется легче. Плотные почвы с мелкими частицами не имеют столько места для воды. Глина, например, замерзает не так легко, как песок.

Насколько глубоко может промерзать земля?

Глубина промерзания грунта во многом зависит от того, как долго воздух будет холодным. Чем дольше будет холодный период, тем глубже промерзнет земля. Но глубина мерзлого грунта ограничена, потому что Земля внутри теплая.

Большая часть тепла Земли исходит от Солнца (рис. 4). Земля сохраняет много солнечного тепла, а остальное отражает в воздух. Снег и лед светлые и отражают больше тепла. Океанская вода и голая земля отражают меньше тепла, а не поглощают его.Этот перенос тепла между землей и воздухом называется потоком поверхностной энергии.

Тепло также исходит изнутри Земли. Ядро Земли очень горячее, и его тепло движется к поверхности (рис. 5). Это движение тепла к поверхности называется геотермальным тепловым потоком. Геотермальный тепловой поток может предотвратить замерзание земли. Даже в очень холодных регионах земля может замерзнуть только до того, как геотермальный тепловой поток остановит ее.

Рис. 5. Глубоко внутри Земля горячая.Мантия и жидкое внешнее ядро ​​представляют собой расплавленную породу. Внутреннее ядро ​​твердое, но тоже горячее. Это тепло перемещается через слои Земли к поверхности.
— Источник: Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса

Тепло от вулканов, рек, озер и других источников также может распространяться через землю. Это тепло сохраняет некоторые участки незамерзшими, даже если температура поверхности низкая.

В целом, более глубокая вечная мерзлота старше. Один исследователь обнаружил, что самая глубокая часть вечной мерзлоты под заливом Прудхо-Бэй на Аляске была заморожена более 500000 лет.Замерзшая земля под океаном называется подводная вечная мерзлота .

Какие виды мерзлого грунта?

Мерзлый грунт — это может быть сезонно мерзлый грунт или вечная мерзлота . Сезонно мерзлый грунт зимой промерзает, а летом оттаивает. Более чем на половине территории Северного полушария есть сезонно мерзлый грунт.

Вечная мерзлота — это тип мерзлого грунта, температура которого не ниже 0 ° по Цельсию (32 ° по Фаренгейту) не менее двух лет.Вечная мерзлота не обязательно должна содержать воду или лед. Пока температура земли ниже точки замерзания, земля считается мерзлой, даже если она полностью высохла. Если мерзлота начинает сильно прогреваться, она тает.

Эти два типа мерзлого грунта могут встречаться по отдельности или вместе. Слой земли, который ежегодно замерзает и оттаивает, может находиться поверх вечной мерзлоты. Это называется активным слоем . Активный слой — это сезонно мерзлый грунт, который не является частью вечной мерзлоты.Вечная мерзлота начинается там, где заканчивается сезонная мерзлота.

Какие виды вечной мерзлоты?

Ученые классифицируют вечную мерзлоту на два основных типа:

Сплошная вечная мерзлота

Сплошная вечная мерзлота существует почти на всей поверхности суши на территории. В районах со сплошной вечной мерзлотой слои вечной мерзлоты часто превышают 100 метров (330 футов) толщиной. Самая глубокая вечная мерзлота, когда-либо обнаруженная, находится в Сибири, регионе на севере России. В одном районе Сибири слой вечной мерзлоты простирается на 1 650 метров (5 413 футов).

Прерывистая вечная мерзлота

Прерывистая вечная мерзлота существует на значительной части определенной территории или только в нескольких определенных местах. Альпийская вечная мерзлота — это прерывистая вечная мерзлота, которая существует на вершинах гор, где земля остается очень холодной. В районах с прерывистой вечной мерзлотой слой вечной мерзлоты может простираться на глубину до десяти метров (тридцать три фута) под землей. Талики — участки незамерзшего грунта в пределах вечной мерзлоты.

Прерывистая вечная мерзлота может быть изолированной или спорадической.Он называется изолированным, если менее десяти процентов поверхности покрыто вечной мерзлотой. Спорадический означает, что от десяти до пятидесяти процентов поверхности покрыто вечной мерзлотой.

Основные сведения о глубине замерзания

Вы когда-нибудь застревали в долгом холодном периоде погоды, когда земля кажется замороженной? Когда вы окружены мерзлым грунтом, его воздействие влияет на ваш рабочий график. Замерзшая земля также может повредить здания, продукты, оборудование и задержать транспортировку.

Когда вы окружены мерзлым грунтом, вы ищете решения для обогрева, которые могут обеспечить оптимальную температуру для вашего продукта, услуги, оборудования или транспортных потребностей.Финансовая жизнеспособность и рост вашей отрасли зависят от решений по потеплению, использующих лучшие и наиболее совершенные инструменты, которые предлагают полностью настраиваемые функции и функции. Эти индивидуализированные решения помогают предприятиям предотвратить финансовые неудачи, задержки в расписании или потерю товарно-материальных ценностей.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о том, как формируется мерзлый грунт, что влияет на глубину промерзания, и о решениях, которые вы можете использовать, чтобы помочь вам бороться или бороться с глубиной льда.

Определение глубины промерзания и что на нее влияет?

Рекордная глубина замерзания на Земле, непрерывное измерение 0 градусов по Цельсию или 32 градусов по Фаренгейту, достигает 8 футов или 2,40 метра.Понятно, как это влияет на глубину промерзания, но то, что вызывает колебания температуры в климатическом отношении, все еще обсуждается.

Ученые знают, что когда Земля вращается вокруг своей оси, Солнце приносит дневной свет на половину Земли, то есть то, что мы называем днем. Есть участки Земли, где отрицательные значения местоположения измеряют градусо-дни (FDD). В местах с большей высотой холоднее, потому что там тоньше земная атмосфера.

Это атмосфера Земли, которую ученые сравнивают с одеялом, покрывающим Землю, тем, как оно удерживает тепло, которое поверхность Земли поглощает.Кроме того, самые холодные места на Земле имеют более тонкую атмосферу, что означает, что они не очень хорошо удерживают тепло. Через каждые сто метров высоты (328 футов) температура воздуха падает на 0,6 градуса Цельсия или один градус Фаренгейта.

Как замерзшая земля влияет на слои Земли

Возможно, вы уже знаете, что температура земли отличается от температуры воздуха вокруг нее. Поскольку слои земли имеют разную глубину, чем ближе слой к верхним слоям Земли, тем он теплее, потому что первые слои земли реагируют на условия в воздухе.Нижние слои тоже реагируют на то, что происходит в воздухе, но медленнее, поскольку атмосфере требуется больше времени, чтобы достичь этих слоев.

В зависимости от сезона и зимой нижние слои Земли остаются более теплыми, чем поверхностные слои. Это потому, что нижний слой удерживал тепло, которое верхний слой Земли давал ему в более теплое время года. Это делает Землю почти идеальным примером того, что может обеспечить теплоизоляция, потому что Земля буквально знает, как изолировать себя.

Что еще влияет на слои Земли?

Помимо сезонных изменений, влияющих на температуру в различных местах на земле, у вас также есть снег, растения, почва и другие факторы, влияющие на глубину промерзания.

Рыхлая и плотная почва

Если у вас рыхлая почва с крупными частицами, лед образуется легко, а плотная почва с более мелкими частицами не замерзает быстро и легко.

Светлая почва промерзает быстрее, чем темная.Так же, как одежда, которую вы носите в разное время года, все светлые цвета отражают солнечный свет, а более темные цвета поглощают тепло.

Снежные одеяла

Снег действует как одеяло, которое удерживает тепло поверхности земли, предотвращая выход тепла. Снег обеспечивает замерзание тонкого слоя земли, но другие слои имеют тепло, которое, по словам, содержится в земле. Это означает, что снег — это большое тепловое одеяло, которое может защитить землю от тепла.

Болота и торф

Болотистые участки земного слоя имеют почву под названием Торф.Торф образуется при частичном разложении мертвых растений. Слои под торфом холоднее любой почвы вокруг него, не покрытой торфом.

Склоны и холмы Земли

Склоны влияют на температуру земли в зависимости от того, обращена ли одна сторона склона к солнцу.

Растения

Растения обеспечивают слой изоляции и сохраняют прохладу под почвой, потому что через нее не проникает и солнце.

Вода в озерах и реках

Вода в озерах и реках является источником тепла в холодных регионах, потому что во многих случаях земля под озером или рекой не замерзает.

Решения для обеспечения теплом земных слоев земли

Когда вам необходимо искусственно разморозить землю, нагревательные одеяла (также называемые нагревательными матами или матами для оттаивания) обеспечивают равномерное распределение тепла. Вот почему обогревающие одеяла также используются в аэрокосмической, морской или строительной отраслях. Именно их универсальность обеспечивает наилучший подогрев различных поверхностей и сред.

Многие решения для обогрева, используемые для оттаивания замороженной земли или бетона на открытом воздухе, могут помочь сохранить любые ваши дорогие материалы или товары.Покрытия для оттаивания грунта — лучший метод для оттаивания мерзлого грунта, отверждения бетона, предварительного нагрева и защиты от замерзания строительных материалов, таяния опасного снега и льда, земляных работ, защиты трубопроводов от замерзания и технического обслуживания электрических кабелей. Вы называете это, он с этим справится.

Независимо от вашей отрасли — от сельскохозяйственных, железнодорожных и ландшафтных компаний до компаний, работающих в сфере коммунального хозяйства, строительства и нефтяной отрасли — будьте уверены, что она будет продолжать работу и облегчать жизнь всем в вашей команде.

Какое решение вам нужно?

Когда вам нужно последовательное и эффективное решение, которое поможет вам с проблемой глубины промерзания здания, которое вы возводите, выполняете рытье и земляные работы, или размещаемого оборудования, вы должны знать глубину промерзания грунта, чтобы иметь возможность подготовить почву эффективно. У нас есть необходимые вам продукты для размораживания грунта. Морозная глубина и лед — одни из самых мощных сил в мире.

Итак, вы хотите предоставить лучший продукт, который поможет избавиться от беспокойства или беспокойства по поводу этой силы.Обратитесь к HeatXperts сегодня, и вам больше никогда не придется беспокоиться о мощном ударе мороза.

% PDF-1.5 % 4 0 obj > эндобдж 7 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000I \ 000n \ 000t \ 000r \ 000o \ 000d \ 000u \ 000c \ 000t \ 000i \ 000o \ 000n \ 000 \ 040) эндобдж 8 0 объект > эндобдж 11 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000T \ 000h \ 000e \ 000o \ 000r \ 000e \ 000t \ 000i \ 000c \ 000a \ 000l \ 000 \ 040 \ 000M \ 000o \ 000d \ 000e \ 000l \ 000 \ 040 \ 000o \ 000f \ 000 \ 040 \ 000S \ 000o \ 000i \ 000l \ 000 \ 040 \ 000F \ 000r \ 000e \ 000e \ 000z \ 000i \ 000n \ 000g \ 000 \ 040) эндобдж 12 0 объект > эндобдж 15 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000H \ 000e \ 000a \ 000t \ 000 \ 040 \ 000T \ 000r \ 000a \ 000n \ 000s \ 000f \ 000e \ 000r \ 000 \ 040) эндобдж 16 0 объект > эндобдж 19 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000M \ 000e \ 000c \ 000h \ 000a \ 000n \ 000i \ 000c \ 000a \ 000l \ 000 \ 040 \ 000E \ 000q \ 000u \ 000i \ 000l \ 000i \ 000b \ 000r \ 000i \ 000u \ 000м \ 000 \ 040) эндобдж 20 0 объект > эндобдж 23 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000W \ 000a \ 000t \ 000e \ 000r \ 000 \ 040 \ 000M \ 000i \ 000g \ 000r \ 000a \ 000t \ 000i \ 000o \ 000n \ 000 \ 040) эндобдж 24 0 объект > эндобдж 27 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000I \ 000c \ 000e \ 000 \ 040 \ 000S \ 000e \ 000g \ 000r \ 000e \ 000g \ 000a \ 000t \ 000i \ 000o \ 000n \ 000 \ 040) эндобдж 28 0 объект > эндобдж 31 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000M \ 000o \ 000d \ 000e \ 000l \ 000 \ 040 \ 000V \ 000a \ 000l \ 000i \ 000d \ 000a \ 000t \ 000i \ 000o \ 000n \ 000 \ 040 \ 000a \ 000n \ 000d \ 000 \ 040 \ 000N \ 000u \ 000m \ 000e \ 000r \ 000i \ 000c \ 000a \ 000l \ 000 \ 040 \ 000A \ 000n \ 000a \ 000l \ 000y \ 000s \ 000i \ 000s \ 000 \ 040) эндобдж 32 0 объект > эндобдж 35 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000M \ 000o \ 000d \ 000e \ 000l \ 000 \ 040 \ 000V \ 000a \ 000l \ 000i \ 000d \ 000a \ 000t \ 000i \ 000o \ 000n \ 000 \ 040) эндобдж 36 0 объект > эндобдж 39 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000T \ 000h \ 000e \ 000 \ 040 \ 000E \ 000f \ 000f \ 000e \ 000c \ 000t \ 000 \ 040 \ 000o \ 000f \ 000 \ 040 \ 000S \ 000o \ 000i \ 000l \ 000 \ 040 \ 000P \ 000a \ 000r \ 000a \ 000m \ 000e \ 000t \ 000e \ 000r \ 000s \ 000 \ 040 \ 000o \ 000n \ 000 \ 040 \ 000t \ 000h \ 000e \ 000 \ 040 \ 000S \ 000o \ 000i \ 000l \ 000 \ 040 \ 000F \ 000r \ 000e \ 000e \ 000z \ 000i \ 000n \ 000g \ 000 \ 040 \ 000P \ 000r \ 000o \ 000c \ 000e \ 000s \ 000s \ 000 \ 040) эндобдж 40 0 объект > эндобдж 43 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000C \ 000o \ 000n \ 000c \ 000l \ 000u \ 000s \ 000i \ 000o \ 000n \ 000s \ 000 \ 040 \ 000a \ 000n \ 000d \ 000 \ 040 \ 000D \ 000i \ 000s \ 000c \ 000u \ 000s \ 000s \ 000i \ 000o \ 000n \ 000 \ 040) эндобдж 44 0 объект > эндобдж 46 0 объект (\ 376 \ 377 \ 000R \ 000e \ 000f \ 000e \ 000r \ 000e \ 000n \ 000c \ 000e \ 000s) эндобдж 47 0 объект > эндобдж 64 0 объект > ручей x ڵ Zm ~ o \ y /% vlUdRvJv8% Y`W> == 0 V: ‘JJ; 3 = tpq7W ~ X0q $ UrMXUp ^ qDGJ QiHTȾphj

eRw ^ $ 44 _ldD`I է / x̃, 4QK

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

• Образование
• Исследовательская работа
• Инновации
• Прием + помощь
• Студенческая жизнь
• Новости
• Выпускников
• О Массачусетском технологическом институте
• Подробнее ↓
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О Массачусетском технологическом институте

Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

(PDF) Сравнение глубины промерзания почвы и ее продолжительности, определенной по трубке промерзания почвы и интерполяции температуры почвы

Stˇredov´a H.и др .: Сравнение глубины промерзания почв. . . (255–268)

Fiˇs´ak J., 1994: Инструкции для наблюдателей на метеорологических станциях. Методика «типография»

ˇ

CHM ´

U, 11, CHMI, 3

rd Переработанное издание, 115 стр. (на чешском языке).

Хейхо Х. Н., Балчин Д., 1986: Электрическое определение заморозков почвы, Канадское сельское хозяйство.

Культурная инженерия, 28, 77–80.

Хрбек Ю., Крунек С., 1957: Промерзание почвы зимой 1955–1956 гг.Meteorologick´e

zpr´avy, 10, 1, 16–23 (на чешском языке).

Ледницкий В., 1979: Глубина промерзания почвы в Брно. Meteorologick´ezpr´avy, 32, 1, 12–15

(на чешском языке).

Лундеквам Х., Ромстад Э., Эйгарден Л., 2003: Сельскохозяйственная политика в Норвегии и влияние

на эрозию почвы. Наука об окружающей среде и политика, 6, 57–67.

Самец Д. Х., Грей Д. М., 1981: Удаление снежного покрова и руление ff. В: Грей Д. М., Мале Д.

Х. (ред.): Справочник по снегу.Pergamon Press, Торонто, 360–436.

МакКул Д. К., Уильямс Дж. Д., 2005: Эффекты замораживания / оттаивания и эрозия оврагов на севере —

западных районах пшеницы и ареалов. Международный журнал исследований отложений, 20,

3, 2002–2010.

Øygarden L. 2003: Развитие мель и оврагов во время экстремального зимнего стока в

на юго-востоке Норвегии. Катена, 50, 2-4, 217–242.

Пхукан А., 1985: Инженерия замороженного грунта. Prentice Hall Inc., Энглвуд Клис, 336 стр.

Репелевска-Пекалова Ю., Пекала К., 2003: Пространственные и временные изменения в активном слое

мощности, Калипсостранда, Шпицберген. В 8-м межд. Конференция по вечной мерзлоте,

Цюрих, июль 2003 г .; Ред. Swets & Zeitlinger, Лиссе, Нидерланды, 941–945.

Розновский Ю., 1990: Характеристики динамики температуры почвы. Acta Univ. Agric.,

Факс. Agron., Brno, 38, 3-4, 97–104 (на чешском языке).

Шаррат Б. С., Радке Дж. К., Хинзман Л. Д. и др., 1997: Физика, химия и экология

мерзлых почв в управляемых экосистемах: Введение Труды Международного симпозиума

по физике, химии и экологии сезонно мерзлых почв. CRREL

Специальный отчет.

Шарратт Б. С., МакКул Д. К., 2005: Глубина мороза. В: Хатфилд Дж. Л., Бейкер Дж. М., Вини

М. К. (ред.), Микрометеорология в сельскохозяйственных системах: мониторинг агрономии, 47,

115–177.

Сляба Н., 1972: Инструкция для наблюдателей метеостанций ЧССР.Hand-

Регламент. Гидрометеорологический институт, 7, 224 с. (на чешском языке).

Степпун Х., 1981: Снег и сельское хозяйство. В: Грей Д. М., Мале Д. Х. (ред.): Справочник

по снегу, Pergamon Press, Торонто, 60–125.

268

Без аутентификации | 37.48.37.0

Дата загрузки | 15.06.14 17:34

Программа для трубки Frost

Программа для трубки Frost

Протокол Frost Tube

PDF версия

Назначение

Для контроля сроков и глубина промерзания почвы на участке Frost Tube или на специально отведенном участке исследования GLOBE.

Обзор

Студенты построят Трубка Frost Tube вставляется в отверстие в ненарушенной и неуплотненной почве. В холодные месяцы студенты измеряют глубину, на которой вода в мороз Трубка замерзла, что означает, что окружающая почва также замерзла.

Результаты студентов

Студенты смогут,

• Наблюдать когда вода в Frost Tube замерзает
• Собрать и проанализировать данные, связанные с промерзанием почвы, чтобы понять, как почва температура и влажность совпадают с сезонными изменениями в разные Биомы .
• Исследовать отношения между воздухом, почвой и вечной мерзлотой
• Общайтесь результаты проекта с другими школами GLOBE
• Сотрудничать с другими школами GLOBE (в вашей стране или других странах)
• Поделиться наблюдения путем отправки данных в архив GLOBE
• сравнить сроки и глубина промерзания почв в разных регионах вокруг Мир
• Прогноз сроки и глубина замерзания на предстоящие сезоны (дополнительно)

Научные концепции

Науки о Земле и космосе

• Некоторые в регионах мира есть циклы замораживания / оттаивания, и они происходят сезонно. В других регионах таких циклов нет, так как почва никогда не замерзает и не замерзает. тает.
• Вода проникает в почву и промерзает на определенной глубине в сезон циклы.
• В зависимости от географического положения исследуемой почвы, немного воды в почве никогда не может таять или замерзать.
• Вода циркулирует в почве, изменяя свойства как почвы, так и вода.
• высота снега и / или органический материал (мох, опавшие листья и т. д.) могут повлиять на насколько глубоко промерзает почва.

Науки о жизни

Температура почвы будет влияют на тип жизни, растущий в ней и в ней, и на то, как она растет. (Организмы функции связаны с окружающей их средой.)

Тип растительности, произрастающей на почва может влиять на глубину промерзания и оттаивания почвы, а также на скорость, с которой он замерзает и тает.(Организмы изменяют среду, в которой они живут.)

Возможности научного расследования

Используйте соответствующие инструменты и методы, включая математику, для сбора, анализа и интерпретации данных.

• Разработка описания и предсказания с использованием доказательств.
• Распознать и проанализировать альтернативные объяснения.
• Общайтесь процедуры и пояснения.

Время

Конструкция Frost Tube: 12 часов

Подбор площадки, настройка и установка Frost Tube: 1-2 часа

Посещений на сайт и с сайта: 10 минут (5 минут до места и 5 минут до возвращения)

Время считывать измерения: 5 минут

Уровень

Все

Частота

Глубина мерзлого грунта составляет измеряется в одно и то же время дня (желательно в пределах одного часа после солнечного полудня) один раз неделю, начинающуюся при приближении температуры воздуха к нулю (0С).

Материалы и инструменты

Мороз Полевое руководство по определению площадки для труб

Мороз Лист определения места для труб

Мороз Полевая направляющая трубки при температуре воздуха выше -20 ° C

Мороз Руководство по эксплуатации трубки при температуре воздуха ниже -20 ° C

Мороз Технический паспорт трубки

GPS Руководство по протоколу (при использовании нового сайта)

GPS Лист данных протокола (при использовании нового сайта)

GPS приемник (при использовании нового сайта)

Шнек для почвы (требуется один раз для монтаж)

Мороз трубки (см. Конструкция прибора и Установка для получения инструкций по созданию и установке Frost Tube)

Подготовка

Выберите сайт для установка морозильной трубки.В идеале сайт должен быть относительно ненарушенная и неуплотненная почва среди естественной растительности и в пределах 30 метров от ваш сайт изучения атмосферы, если он у вас есть. Свяжитесь с соответствующими органами. для безопасности при рытье почвы на выбранном участке.

Получите показания GPS Сайт для изучения протокола Frost Tube.

Предварительные требования

GLOBE Протокол GPS

Рекомендовано

GLOBE Протокол температуры почвы

GLOBE Протокол характеристики почвы

GLOBE Атмосферный протокол (температура воздуха и почвы; осадки)

Введение

Почему учеба заморожена Земля?

Температура почвы это важный показатель для понимания, поскольку он влияет на микроклимат, рост растений, сроки распускания почек или опадания листьев, скорость разложения органических материалов и других химических, физических и биологические процессы, происходящие в почве.В общем, узор температура почвы в течение года, как правило, не меняется (например, средняя летняя температура почвы, средняя зимняя температура почвы и среднегодовая температура почвы остается относительно постоянной из года в год). Однако если изменение средней летней, зимней или годовой температуры почвы происходит от одного года к следующему, это могло быть связано с некоторыми существенными изменениями в окружающем окружающей среде, например, повышение температуры воздуха из-за глобального потепления или некоторых тип нарушения, например, вырубка леса, удаление изолирующего грунта поверхность или урбанизация.(см. протокол температуры почвы GLOBE для получения дополнительной информации информация о температуре почвы). Контроль сроков и глубины заделки почвы замораживание и оттаивание помогает ученым понять, как температура почва меняется с течением времени, поэтому они могут определить влияние климата изменение, например, потепление или другое нарушения экосистемы.

В средних широтах и на средних высотах на Земле части почвы у поверхности промерзают в зима.В северных и южных широтах и ​​на большой высоте некоторые почвы слои / земляные материалы, температура которых не ниже 0 C в течение как минимум двух последовательных годы известны как вечная мерзлота (http://www.uspermafrost.org/glossary.php). В Протокол пробирки для замораживания почвы позволяет студентам и ученым GLOBE увидеть, какая часть почвы промерзает и когда промерзание начинается и заканчивается в разных частях мир. Если после каких-либо нарушений или из-за изменения климата почва температура в течение года может быть теплее, глубина промерзания почвы может уменьшится, и время заморозки может увеличиться.Другие части окружающая среда также будет затронута. В холодном климате большое количество органических материя (мертвые растения и животные) присутствуют в почве и заперты в ней. вечная мерзлота. По мере таяния вечной мерзлоты органическое вещество начинает разлагаться. и выделяются парниковые газы, такие как углекислый газ и метан. An увеличение количества парниковых газов в атмосфере приводит к повышению температуры воздуха, что приводит к еще более высокой температуре почвы, большему таянию вечной мерзлоты и выделение еще большего количества парниковых газов по мере разложения большего количества органических материалов.Этот цикл положительной обратной связи продолжает усугублять глобальное потепление, как только он начинается. Поверхностные слои почвы становятся тоньше и теряют изоляционные свойства. способность, и деревья, которые росли над слоями мерзлого грунта с высоким льдом контент сваливается и похож на пьяный лес. Типы растительности будут затронуты изменением гидрологического режима.

Что такое вечная мерзлота?

Вечная мерзлота — это слой почвы или камня на некоторой глубине под поверхностью, в которой температура постоянно находился ниже 0C в течение как минимум двух лет или более; он существует там, где летнее отопление не достигает основания слоя промерзшей наземный (Национальный центр данных по снегу и льду http: // nsidc.org / cgi-bin / words / word.pl? вечная мерзлота ). В районах, где температура воздуха поднимается выше нуля в течение нескольких месяцев год, поверхность земли может временно оттаивать перед повторным промерзанием после приход более прохладной погоды. Слой почвы над вечной мерзлотой, сезонно замерзает и оттаивает называется активным слой . Мощность вечной мерзлоты и активного слоя зависит от местного климата. условий, растительного покрова и свойств почвы, а также от жары в Земля.

Как воздух температура прохладная (например, осень переходит в зиму) слой замерзания в почва должна увеличиться, но другие переменные, такие как высота снежного покрова и толщина вегетативный слой будет влиять на то, насколько и как быстро произойдет замерзание. Если слой снега и / или растительности очень толстый, он изолирует почву и предотвратить его замерзание до поздней зимы. Когда идет сильный снегопад в начале года, и оно сохраняется, это замедлит промерзание грунта.Максимум замерзание в ненарушенной почве обычно происходит в конце зимы или ранней весной, когда температура воздуха начинает нагреваться. Таким же образом глубина оттаивания в районах вечной мерзлоты обычно наиболее глубокие в конце лета или даже после первые заморозки ранней осенью.

Рисунок 1. Распространение вечной мерзлоты на севере Полушарие

Браун, Дж., Феррианс, О.Дж., Хегинботтом, Дж. А. и Мельников, E.S. (1997). Международная ассоциация вечной мерзлоты. Состояние вечной мерзлоты и грунтового льда, масштаб 1: 10 000 000. НАС. Геологическая служба

Зоны вечной мерзлоты занимают до 24% открытой площади. земельный участок Северного полушария. Вечная мерзлота также распространена на огромных территориях. континентальные шельфы Арктический океан . Эта подводная вечная мерзлота сформировалась во время последнего ледникового периода, когда мировое море уровни были более чем на 100 м ниже, чем в настоящее время, и полки были обнажены. к очень суровым климатическим условиям.Подводная мерзлота на многих локации. Вечная мерзлота различной температуры и непрерывности существует также в горные районы, из-за холодного климата на больших высотах. (Вечная мерзлота протяженность в Северном полушарии, июнь 2007 г., на картах ЮНЕП / ГРИД-Арендал. и графическая библиотека ..)

Большая картина

температура почвы напрямую связана с температурой атмосферы потому что почва является изолятором для тепла, протекающего между твердой землей и Атмосфера.Например, в солнечный день почва будет поглощать энергию солнца. и его температура повысится. Ночью почва будет отдавать тепло растениям. воздух, имеющий прямое и наблюдаемое влияние на температуру воздуха. Количество тепла которые будут поглощены или выпущены почвой из атмосферы и в атмосферу, в зависимости от по ряду факторов, включая топографию, растительный покров, органическое вещество состав, текстура почвы, насыпная плотность почвы и влажность почвы. Северная сторона склон будет холоднее и с большей вероятностью промерзнет, ​​чем склон, обращенный на юг. северные широты.Тип деревьев или другой растительности, произрастающей на почве. определяет, сколько тепла и света достигают почвы под растительным покровом. А более открытый навес пропускает больше тепла и света, чем закрытый навес. Слой мха или органическое вещество в почве действует как изолятор, который замедляет передачу тепла к и от минеральные части почвы. Влажные почвы нагреваются медленнее, чем сухие, потому что вода в поровых пространствах между частицами почвы поглощает больше тепла, чем воздух.Чем плотнее почва, тем больше тепла проходит через нее, чтобы песчаная почва или грунт с высокой насыпной плотностью будет проводить тепло быстрее, чем глинистая или суглинистая почва с хорошей структурой и низким объемная плотность.

Как поверхность почвы подвергается воздействию таких возмущений, как изменения гидрологии, строительство дорог, урбанизация, рубка деревьев или добыча торфа, изоляционные свойства поверхности почвы удаляются, и больше тепла и света перемещается в почва, повышая ее температуру и вызывая таяние мерзлых слоев.Как тепло оставляет поверхность почвы, вода и минералы в почве замерзают сверху вниз. Однако, как воздух температура нагревается и лед в верхних горизонтах почвы тает, талая вода проходит через почву и снова замерзает, когда достигает слоя вечной мерзлоты, поэтому что почва начинает промерзать снизу вверх.

Один из признаков наличия вечной мерзлоты — наличие узорчатых земля.К ним относятся объекты в форме многоугольника на ландшафте и большие особенности, называемые пинго, которые образуются, когда почва замерзает и оттаивает много сезонов у Пинго есть ледяное ядро, которое выталкивается грунтовыми водами.

Рисунок 2.Узорчатая земля (http://www.uspermafrost.org/glossary.php)

Что такое трубка Frost?

инструмент, используемый для измерения глубины и сроков промерзания грунта, называется Frost Tube.Этот инструмент легко изготавливается и устанавливается в безопасном месте. почва рядом с вашей школой. Трубка Frost Tube состоит из прозрачного куска толщиной 6-8 мм. пластиковая трубка (внутренняя трубка), размеченная с шагом 5 см, содержащая окрашенную воду, которая находится внутри 10 мм (внешний диаметр) радиационной тепловой трубки (средней трубки), запаянной на дно. Он помещается внутрь 12 мм трубы из ХПВХ (внешняя труба), открытой с обеих сторон. заканчивается

Рисунок 3.Компоненты морозной трубки

Рис. 4. Другой вид морозильной трубки, показывающий внутренняя, средняя и внешняя трубки.

Учитель Служба поддержки

Глубина Замерзание почвы связано с продолжительностью холода над землей. Именно поэтому измерение глубины промерзания указывает на тип климата, в котором они учатся.Мониторинг глубины промерзания почвы помогает ученым и инженеры понимают, как температура почвы меняется с течением времени, поэтому что они могут определить влияние изменения климата.

Когда наступает зима, земля промерзает, и мерзлая почва становится гуще, как зима прогрессирует .. Насколько толстым станет?

глубина промерзания грунта зависит от множества различных параметров, таких как промерзание градусо-дни, влажность почвы, насыпная плотность, частицы зерна и т. д.Это может можно упростить следующей формулой:

D = aF

D = глубина промерзания

a = постоянная

F = √t (квадратный корень из t) = градусные дни замерзания

F — количество дней с градусом замерзания у поверхности земли.Градус замерзания дней (fdd) — мера того, как было холодно и как долго было холодно; совокупный fdd обычно рассчитывается как сумма среднесуточных градусов ниже нуля за указанное время период (10 дней, месяц, сезон и т. д.). (национальный Центр данных по снегу и льду http://nsidc.org/cgi-bin/words/word.pl?freezing%20degree-days )

a — константа теплового свойства почвы, влажности почвы и характеристик морозного пучения.Мороз пучение характеризуется крупностью частиц грунта. a варьируется от 1 до 5 и обычно около 2,7, но это сильно зависит от местоположения. Например, насыщенный песчаный материала около 3. Сухой илистый материал около 2.3. Органический материал вероятно будет около 2.

Использование глубину промерзания почвы и градус промерзания дней можно вычислить a .Зная и климатических условиях (# градус замерзания дней, F ) можно рассчитать глубину замораживание, D . Если мы знаем глубину промерзания и a , то мы можем рассчитать степень промерзания. дней. Таким образом, ученые смогут лучше понять, каким может быть климат. изменение путем сбора дополнительных данных о глубине промерзания почвы.

Рисунок 5.Прогрессирование замерзания

Кто может использовать протокол Frost Tube?

Первый, задайте следующие вопросы:

1. Сделать температура воздуха в какое-то время года достигает нуля?
2. Есть промерзание почвы в течение части года?
3. Is есть ли в вашем районе вечная мерзлота под почвой?

Если вы ответите утвердительно на любой из этих вопросов, тогда этот протокол стоит расследование для вашего класса.Этот протокол — первый шаг к тому, чтобы помочь студентам исследовать отношения между воздухом, почвой, снегом и вечная мерзлота (где она возникает).

Выбор места

В идеале, Место исследования Frost Tube должно быть относительно ненарушенным и неуплотненным. почва в районе естественной растительности. Поскольку результаты этого протокола могут в сочетании с данными о температуре и осадках из GLOBE Atmosphere Исследование, попробуйте выбрать место рядом с местом исследования атмосферы, если вы Имеется.Также было бы лучше разместить трубку Frost Tube в пределах 5 минут ходьбы. из вашей школы, поэтому к нему относительно легко добраться в холодную погоду.

Потому что много почв в северных широт сформировались из материнского ледникового материала, почвы в этом регион может содержать много крупных камней, в которых может быть трудно раскопаться. Если возможно, найдите место с минимумом камней или вам может потребоваться больше прочное оборудование для вставки морозильной трубки. Обратитесь в соответствующие органы, чтобы получить разрешение на копание в вашем предлагаемое место и разместить его в безопасном месте вдали от заглубленных кабелей или труб. Имейте в виду, что близлежащие здания, дороги и даже озера или реки могут повлиять на температуры почвы и влияют на собираемые вами данные, поэтому тщательно задокументируйте это информация о сайте Frost Tube Лист определений . Если вы живете в районе вечной мерзлоты, проверяйте прозрачную трубу в конце лета, чтобы измерить расстояние от поверхности почвы до границы между водой и льдом внизу трубки.Введите эти данные в раздел «Комментарии / метаданные» лист данных Frost Tube .

Процедура измерения

Это очень желательно, чтобы эти наблюдения проводились как минимум двумя людьми за посещение.

студентов измерит глубину промерзания по мере остывания грунта.

Глубина промерзания = расстояние в морозильной трубе (внутренней трубе) от поверхности почвы до граница между слоем льда и незамерзшей водой. Это представляет собой глубину промерзание между поверхностью почвы и подстилающей незамерзшей почвой.

Управление студентами

Это очень важно, чтобы кто-нибудь посещал сайт Frost Tube каждую неделю, чтобы принять измерения при понижении температуры воздуха ниже нуля.Студентам необходимо быстро и эффективно собирать измерения, чтобы уменьшить влияние температура окружающего воздуха на Frost Tube. Когда студенты закончат делать по своим наблюдениям они должны заменить верхнюю крышку, чтобы сохранить снег, воду и холод воздух из сборки.

Часто задаваемые вопросы

1. Где самая глубокая граница между льдом и водой в районах, не подверженных вечной мерзлоте?

Глубина где заканчивается цветная вода и начинается чистая вода, используется в качестве вспомогательного средства для чтения граница ледяной воды; однако иногда, когда вода во внутренней трубке замерзает и оттаивает, цвет или краситель выталкиваются из замороженной части и даже когда он тает и снова замерзает, цвет не возвращается.Так согните трубку для обнаружения или определения местонахождения льда.

Frost Tube Protocol Ищу в данных

Достоверны ли данные?

фронт замерзания (граница раздела льда и воды) обычно движется очень медленно от поверхности почвы вниз (менее 1 см в сутки).Однако если ниже нуля температура воздуха сохраняется, снежный покров отсутствует, приповерхностная глубина почвы может произойти быстрое промерзание верхних 5-10 см почвы в начале зимы в зависимости от влажности почвы и температуры окружающего воздуха. Это обычно происходит в регионах, лежащих в основе вечной мерзлоты, таких как Внутренняя Аляска. В любом случае замерзание обычно происходит на увеличивающейся глубине в большинстве случаев. Аляска, но не юго-восток или район пролива Принца Уильяма.

Что ищут ученые? данные?

Мороз трубка (глубина) может многое сказать.Максимальная глубина замерзания будет одной из важные измерения для этого. Замерзание грунта в основном зависит от воздуха температура, высота снежного покрова и свойства почвы. Суровые зимние условия в одном может привести к более глубокому промерзанию почвы, чем более теплые зимние условия в другая область. Задержку замерзания грунта можно зафиксировать с помощью данных трубопровода замерзания. Задержка замерзания грунта напрямую влияет на деградацию вечной мерзлоты в северные широты.

Также снег толщина является важным фактором промерзания грунта из-за снега изоляционное качество.Различная глубина промерзания может привести к появлению участков с одинаковая температура воздуха, но с разной высотой снежного покрова

Эти различия в глубине промерзания грунта можно смоделировать или смоделировать, если почва условия или характеристики (обозначены как в приведенном уравнении ранее в разделе «Поддержка учителей»). Градусные дни замерзания (накопленные среднесуточные температуры поверхности земли ниже 0 ˚C) увеличивается до конца зимы.Влияние высоты снежного покрова и температуры воздуха градусо-дни (fdd) и глубина промерзания грунта. Однако остается такой же. Следовательно, мы можем предсказать глубину замерзания (D) с помощью fdd. Глубина земли или промерзание почвы (D в уравнении) может быть оценено на основе одного года заморозки трубы данные.

Оценка глубина промерзания почвы: Расчет градусо-дней промерзания (FDD):

максимальная глубина промерзания зависит от температуры воздуха зимой, толщины снега, влажность почвы, физические свойства почвы, такие как размер зерна, поровое пространство, минеральный состав и др.Градус-дни замерзания (fdd) на поверхности земли являются общепринятая мера оценки глубины промерзания, используемая учеными. Для этого метода вам потребуются среднесуточные данные о температуре поверхности земли для вашей школы. с 1 сентября (если вы живете в северном полушарии) или первого апреля (если вы живете в южном полушарии) до даты включительно температуры выше нуля (0 ^o C).

Кому рассчитать градусо-дни:

1.Сначала для каждого дня рассчитайте среднесуточную температуру грунта (Tavg).

2. Начиная с 1 сентября или 1 апреля, проверьте, не меньше ли Tavg 0˚ C. Если это так, запишите эту температуру. Если Tavg больше 0 ° C, игнорировать Это. Перейти на следующий день. Опять же, проверьте, меньше ли (Tavg) 0˚ C. Если это так, добавьте его к температуре, которую вы записали впервые. Если нет, снова игнорируй это. Повторяйте этот процесс для каждого последующего дня вплоть до дня запрещения. замораживание (e.г. до поздней весны). Сумма среднесуточных отрицательных температура — это градус замерзания в днях (единица fdd — C дней). Но удалите отрицательный знак (-) из суммы среднесуточных отрицательных температуры. Морозные дни градуса перед числом не ставить знак минус (-). Запишите значения в таблицу на вашем Work. Лист.

Пример техпаспорта

	Tavg	FDD Днем	FDD	мороз глубина	Tavg	FDD Днем	FDD	мороз глубина
	Гомер	Гомер	Гомер	Гомер	Igiugig	Igiugig	Igiugig	Igiugig
01.10.08	2	0	0		nd	nd	nd
02.10.08	1	0	0	0	nd	nd	nd	0
03.10.08	1	0	0		nd	nd	nd
04.10.08	0	0	0		nd	nd	nd
05.10.08	0	0	0		nd	nd	nd
06.10.08	0	0	0		nd	nd	nd
07.10.08	-1	1	1		nd	nd	nd
08.10.08	-1	1	2		nd	nd	nd
09.10.08	-1	1	3		nd	nd	nd
10.10.08	-1	1	4		nd	nd	nd
11.10.08	4	0	4		nd	nd	nd
12.10.08	2	0	4		nd	nd	nd
13.10.08	0	0	4		nd	nd	nd
14.10.08	0	0	4		nd	nd	nd
15.10.08	0	0	4		2	0	0
16.10.08	0	0	4		-2	2	2
17.10.08	1	0	4		-4	4	6
18.10.08	1	0	4		2	0	6
19.10.08	0	0	4		-2	2	8
20.10.08	0	0	5		-4	4	12
21.10.08	-1	1	5		-2	2	14
22.10.08	-1	1	6		-6	6	20
23.10.08	-1	1	8		-6	6	26
24.10.08	-3	3	11		-6	6	33
25.10.08	-4	4	15		0	0	33
26.10.08	-2	2	17		-4	4	37
27.10.08		4	21		-9	9	46
28.10.08	-6	6	28	-13	-9	9	55
29.10.08	-6	6	34		0	0	55
30.10.08	-5	5	39		2	0	55
31.10.08	-2	2	41		-4	4	59
01.11.08	-5	5	45		-3	3	62
02.11.08	-6	6	52		-5	5	67
03.11.08	-7	7	59		-10	10	78
04.11.08	-7	7	66		-10	10	88	-27
05.11.08	-5	5	70	-32	-7	7	95
06.11.08	-3	3	74		-4	4	99
07.11.08	-3	3	77		-7	7	106
08.11.08	-5	5	82		-2	2	108
09.11.08	-5	5	87	-37	2	0	108
10.11.08	-1	1	88		1	0	108
11.11.08	0	0	88		-2	2	110	-37
12.11.08	-1	1	89		-3	3	113
13.11.08	-3	3	91		-5	5	118
14.11.08	-4	4	96		-4	4	122
15.11.08	-4	4	100		-2	2	123
16.11.08	-5	5	104		-3	3	127
17.11.08	-2	2	106		-7	7	134
18.11.08	-5	5	111		-11	11	145	-36
19.11.08	-7	7	118		-12	12	157
20.11.08	-7	7	126		-15	15	172
21.11.08	-5	5	131		-18	18	190
22.11.08	-7	7	138		-14	14	204
23.11.08	-8	8	146		-10	10	214
24.11.08	-4	4	149		1	0	214
25.11.08	-1	1	151		-11	11	225
26.11.08	-3	3	154		-14	14	239
27.11.08	-4	4	158		-12	12	251
28.11.08	-2	2	160		-6	6	257
29.11.08	-1	1	161	-40	-10	10	267
30.11.08	-1	1	162		-21	21	288
01.12.08	-3	3	164		-13	13	301
02.12.08	-3	3	167		-3	3	304
03.12.08	-2	2	169		1	0	304
04.12.08	-1	1	170		2	0	304
05.12.08	0	0	171		2	0	304
06.12.08	0	0	171		1	0	304
07.12.08	0	0	171		-1	1	305
08.12.08	0	0	171		0	0	305

Таблица данных Excel с температурой поверхности и градусами замерзания в днях с 01.10.2008 по 01.05.2009 предоставляется отдельным документом.

Для расчета замораживания дней получения степени студенты сначала сдавали экзамены данные о температуре, чтобы увидеть, были ли даты с отсутствующими данными во время морозный период. Они нашли только один 27 октября 2008 года у Гомера. Для этого отсутствовала температура на этот день, они смотрели на среднюю температуру для день, предшествующий 26 октября, а следующий день — 28 октября. оценили среднюю температуру 27 октября, они выполнили линейный интерполяция, которая часто используется учеными для оценки значения отсутствующих данных.На приведенном ниже графике показаны средние значения температуры для 26 октября (-2 C) и 28 октября (-6 C). Они нарисовали линию, соединяющую этих двух баллов, а затем оценили среднюю температуру на 27 октября как -4 ° C. они подсчитали градусные дни у Гомера.

Рис. 6. Оценка недостающих данных для температуры поверхности на 27 октября 2008 г., у Гомера.

Далее они рассчитали замораживание дипломные дни для Igiugig.Они подсчитали градусо-дней для 411 FDD в Гомере. и 1212 FDD в Igiugig. Данные показывают, что участок с большим количеством морозных дней, имел более глубокое промерзание грунта, Глубина 155 см на Игиугиге; а сайт с меньшим количеством морозных дней, Гомер, имел мелкое промерзание грунта глубиной 37 см. Также количество морозных дней и глубина промерзания указывают на более толстый (более) снег накопленные после ноября у Гомера, что предотвратило дальнейшее промерзание грунта, следовательно, температура грунта оставалась около 0C. до конца зимы.

Рисунок 7. Морозные дни и глубины мороза у Гомера и Игуигиг , Аляска

Вопросы для дальнейшего Расследование

Как будет глубина промерзания различается в разных регионах земного шара?

Что приведет к изменению сроков и глубины промерзания почв с одного года на Другой?

Как как влияет глубина промерзания на фенологию растительности в конкретном регионе?

Есть там любая связь между замерзанием земли и пресноводным льдом сезонность?

Что другие части экосистемы зависят от времени и глубины залегания почвы. замораживание?

Список литературы

Браун, Дж., Феррианцы, О.Дж., Хегинботтом, Дж. и Мельников Е. (1997). Международная вечная мерзлота Ассоциация Циркум-Арктическая карта условий вечной мерзлоты и грунтового льда в масштабе 1: 10 000 000. НАС. Геологическая служба

Вечная мерзлота протяженность в Северном полушарии. (Июнь 2007 г.). В картах ЮНЕП / ГРИД-Арендал и графическая библиотека . Получено в 05:55, 26 мая 2010 г. с сайта http://maps.grida.no/go/graphic/permafrost-extent-in-the-nhibited-hemisphere.

Суровость зимы и глубина заморозков в условиях потепления

Эти карты показывают величину и географическое распределение изменений значений индекса замерзания воздуха за 1981–2010 гг. По сравнению с 1951–1980 гг. Для холодных сезонов с двухлетним (вверху) и 100-летним (внизу) периодами повторяемости.

Во многих районах страны правильное проектирование и строительство здания зависит от точных ожиданий того, насколько глубоко земля промерзнет зимой. Глубина промерзания почвы также имеет важное значение для гидрологии, сельского хозяйства и даже захоронений. Поскольку глубина промерзания определяется как интенсивностью, так и продолжительностью морозной погоды, наблюдаемое в последние несколько десятилетий потепление, вероятно, изменяет характер промерзания почвы.

В новой статье журнала Journal of Applied Meteorology and Climatology , озаглавленной «Расчет и оценка индекса замерзания воздуха для периода климатических норм 1981–2010 гг. В прилегающих к территории Соединенных Штатах Америки», наши ученые работали со своими коллегами из Кооперативного института. для Climate and Satellites — North Carolina, чтобы представить новую версию индекса замерзания воздуха NOAA (AFI), который можно использовать для оценки максимальной глубины промерзания почвы.Они также обнаружили значительное сокращение AFI за 1981–2010 годы по сравнению с 1951–1980 годами, что согласуется с тенденциями изменения климата, наблюдавшимися за этот период.

Оценить глубину промерзания почвы сложно, потому что прямые измерения глубины промерзания широко не доступны, а те, которые доступны, датируются не очень давно. Но поскольку глубина промерзания тесно связана с температурой воздуха, индекс, который измеряет, насколько часто и насколько температура воздуха остается ниже нуля в течение зимы, может служить полезным косвенным измерением глубины промерзания.

AFI, представленный в документе, основан на «градусах замерзания в днях» (FDD) — количестве градусов, на которое средняя температура в данный день выше точки замерзания (положительные значения FDD) или ниже точки замерзания (отрицательные значения FDD). Например, если средняя температура в месте составляет 42 ° F (10 ° F выше точки замерзания), значение FDD для этого дня равно 10. Для среднесуточного значения, которое достигает только 20 ° F, значение равно –12 FDD.

AFI для данного года рассчитывается как текущая сумма FDD за этот год, начиная с 1 августа по 31 июля следующего года — период, сосредоточенный вокруг одного холодного сезона.Для большинства регионов страны AFI неуклонно увеличивается в течение первых нескольких месяцев этого периода, поскольку среднесуточные значения температуры обычно выше нуля, а соответствующие положительные значения FDD увеличивают значение текущей суммы AFI.

С наступлением холодного сезона дни ниже нуля создают отрицательные значения FDD, которые снижают значение текущей суммы AFI. Затем AFI снова начинает увеличиваться, когда возвращается теплая погода, и значения FDD снова становятся положительными.

Разрыв между пиком AFI в начале холодного сезона и самым низким значением AFI, наблюдаемым в конце холодного сезона, позволяет измерить интенсивность этого холодного сезона — чем больше разрыв, тем сильнее замерзание для этого. зима.В теплых районах страны, где средние температуры почти всегда выше нуля, AFI будет очень низким или нулевым. В более холодных районах страны длительная суровая зима приводит к значению AFI в 1000 и более.

Сравнивая средние показатели за 1981–2010 годы и 1951–1980 годы, ученые обнаружили, что AFI значительно снизился для большей части страны. Изучая зимы с «двухлетним возвращением», то есть зимы с суровостью, обычно наблюдаемой каждые два года, AFI снизился более чем на 10% для более чем 80% станций, в то время как только 2% станций показали увеличение на 10%. или больше.Для более редких, более суровых зим со 100-летним периодом повторяемости 59% станций показали снижение AFI на 10% или более, а 21% станций показали увеличение на 10% или более.

.