เซ็นเซอร์ฟลักซ์ความร้อนตรวจจับการกระจายฟลักซ์ความร้อนในดิน

เซ็นเซอร์ฟลักซ์ความร้อนอาจช่วยตรวจจับการกระจายฟลักซ์ความร้อนในดินได้

ฟลักซ์ความร้อนของดินคือปริมาณความร้อนที่ผ่านโปรไฟล์ของดินต่อหน่วยเวลา ค่าของมันขึ้นอยู่กับความต่างของอุณหภูมิระหว่างชั้นบนและชั้นล่างของดิน รวมถึงการนําความร้อนของดิน อุณหภูมิของดินเป็นปัจจัยสําคัญในสภาพภูมิอากาศของป่าไม้และเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเจริญเติบโตของพืช สภาพแสงที่แตกต่างกันในป่าที่มีความลาดและทิศทางลาดต่างกัน ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิดินและความร้อนในดินตามมา

พืชชนิดต่าง ๆ และสภาพแปลงต่าง ๆ กําหนดรูปแบบการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิดิน ซึ่งส่งผลต่อการคายน้ําของพืช การหายใจและการดูดซึมของระบบราก รวมถึงอัตราการละลายของเกลืออนินทรีย์ต่าง ๆ ในสารละลายดิน ส่งผลให้มีผลต่อการเจริญเติบโตของต้นไม้

ผลผลิตของดินสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการศึกษาผลกระทบของวิธีการคลุมดินและการไถพรวนที่แตกต่างกันต่ออุณหภูมิและความชื้นของดิน ข้อมูลที่ครบถ้วนและแม่นยําเกี่ยวกับการกระจายอุณหภูมิดินทั้งในเชิงพื้นที่และเวลาเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก การสร้างแบบจําลองกระบวนการสิ่งแวดล้อม วัฏจักรทางธรณีเคมี และวิวัฒนาการของคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของดิน

เมื่อพื้นผิวดูดซับพลังงานจากรังสีแสงอาทิตย์ ความร้อนจะถูกถ่ายเทไปยังชั้นลึกโดยการนําโมเลกุล ทําให้ชั้นล่างอุ่นขึ้น ในทางกลับกัน ความร้อนจะถูกส่งออกมาจากชั้นลึกเมื่อผิวดินเย็นลงและอุณหภูมิลดลงต่ํากว่าชั้นลึก

สถานะความร้อนของดินแสดงออกในรูปของอุณหภูมิ ซึ่งไม่ใช่คุณสมบัติทางกายภาพของดินเอง คุณสมบัติทางความร้อนของดินคือคุณสมบัติทางกายภาพของดินที่มีผลต่อการไหลของความร้อนและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในดิน โดยส่วนใหญ่รวมถึงการนําความร้อน ความจุความร้อน และการแพร่ความร้อน ขณะที่การไหลของความร้อนในดินเป็นหนึ่งในองค์ประกอบสําคัญของสมดุลพลังงานบนพื้นผิวโลก

เซ็นเซอร์วัดฟลักซ์ความร้อนในดินคืออะไร?

เซ็นเซอร์วัดฟลักซ์ความร้อนในดิน หรือที่รู้จักกันในชื่อ แผ่นฟลักซ์ความร้อนของดิน แผ่นฟลักซ์ความร้อน เครื่องวัดฟลักซ์ความร้อนของดิน เป็นเครื่องทดสอบประสิทธิภาพความร้อนแบบดั้งเดิมที่ใช้วัดสมดุลพลังงานของดินและการนําความร้อนของชั้นดิน โดยค่าของมันขึ้นอยู่กับความต่างของอุณหภูมิระหว่างชั้นบนและชั้นล่าง รวมถึงการนําความร้อนของดิน ค่าของฟลักซ์ความร้อนภายในวัตถุที่จะวัดมีค่าค่อนข้างน้อย

คุณจะวัดการไหลของความร้อนได้อย่างไร?

เซ็นเซอร์วัดฟลักซ์ความร้อนของดินใช้เทอร์โมไพล์ในการวัดความต่างอุณหภูมิ เทอร์โมไพล์มีวัสดุโลหะสองชนิดเพื่อสร้างตัวตรวจจับเทอร์โมไพล์ ซึ่งได้รับรังสีความร้อน รังสีความร้อนสามารถสร้างจุดเชื่อมต่อสองจุดที่ไม่ใช้วัสดุนี้เพื่อสร้างศักย์ไฟฟ้าความต่างอุณหภูมิระหว่างจุดเชื่อมต่อทั้งสองในรูปแบบของแรงดันไฟฟ้าที่ส่งออก แรงดันไฟฟ้าแปรผันกับฟลักซ์ความร้อน

ค่าการนําความร้อนและความจุความร้อนของดินมักถูกใช้ในการประมาณการไหลของความร้อนในดิน ขนาดของการเปลี่ยนแปลงการไหลของความร้อนในดินจะมากกว่าในวันที่แดดออกมากกว่าวันที่มีเมฆมาก และขนาดของการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ความร้อนในดินจะมากกว่าภายนอกป่ามากกว่าภายในป่า; เมื่ออุณหภูมิลดลง การแลกเปลี่ยนฟลักซ์ความร้อนในดินจะเปลี่ยนจากการนําความร้อนลงผิวดินเป็นการนําความร้อนต่ําลงผิวดิน และค่าของฟลักซ์ความร้อนในดินจะค่อย ๆ ลดลงเป็นค่าลบ ซึ่งเห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะในวันที่มีเมฆมาก