Климат как фактор почвообразования

Соотношение температур воздуха и почвы определяется их гранулометрическим составом, теплоемкостью почв, увлажненностью, наличием растительности и видом. Причины больших вертикальных градиентов температуры в верхнем слое почвы иные, чем у воздуха, где решающее значение имеет турбулентный теплообмен в отличие от почвы, у которой объемная теплоемкость более чем в 1000 раз больше по сравнению с воздухом. Градиент температуры убывает с глубиной, так как большая часть тепла поглощается верхними слоями, а тепловой поток с глубиной ослабевает. Суточная амплитуда температуры, так же как и годовая, с глубиной затухает. Физическое обоснование тех или иных особенностей микроклимата и местного климата сводится к вскрытию особенностей теплового и водного баланса деятельной поверхности, к выявлению значения отдельных их компонентов. Изучение климата и микроклимата почв целесообразно начинать с изучения теплового и водного балансов участка поверхности, при рассмотрении которых учитывают не только местные особенности, но и обще метеорологические условия, вскроются причины сходства, различий и изменчивости в зависимости от природных, погодных и антропогенных условий.

Основной фактор, формирующий микроклимат почв, прямая радиация, так как явления микроклимата непосредственно связаны с солнечной погодой. В пасмурные дни микроклиматические различия сглаживаются.

Проникновение солнечных лучей в глубину растительного покрова зависит от его густоты, расположения и формы листвы, ее плотности, что в основном и определяет различие микроклиматов растительности и почвы. He вся радиация, попадающая на деятельную поверхность, поглощается почвой. Часть радиации в зависимости от отражательной способности поверхности почвы (альбедо) возвращается в атмосферу. Значение альбедо - один из существенных факторов, определяющих различия в микроклимате и местном климате почвы. (Для европейской территории России составлены карты альбедо по сезонам.) На тепловые процессы в почве непосредственное воздействие оказывают не отдельные компоненты радиационного баланса, а баланс в целом. В суточном и годовом ходе знак радиационного баланса может быть положительным или отрицательным. Он в большинстве случаев определяет знак градиентов температуры и направление потока тепла.

Для летнего времени в ночные часы характерно отрицательное соотношение радиационного баланса дня и ночи. Оно в 5 - 6 раз меньше напряжения положительного баланса дневных часов и характеризуется эффективным излучением, непосредственно связанным с температурой излучающей поверхности. Летом эффективное излучение имеет хорошо выраженный суточный ход, возрастая к полудню за счет резкого повышения температуры поверхности почвы. Днем, по мере роста облачности уменьшается прямая радиация, но возрастает рассеянная радиация и уменьшается отдача тепла путем эффективного излучения. При пасмурном небе и инверсии температуры эффективное излучение может иметь даже положительный знак, когда в результате длинноволнового обмена теплом поверхность почвы не теряет, а, наоборот, получает тепло.

Такое явление часто наблюдают, в частности при теплых адвекциях в осеннее время года. С увеличением высоты местности эффективное излучение возрастает за счет уменьшения содержания водяного пара в воздухе и ослабления инверсии температур в ночное время. Вершины возвышенностей теряют больше тепла эффективным излучением, чем котловины и ложбины. В летний период эффективное излучение почвы тесно связано с макроклиматическими условиями. Солнечная радиация, радиационный баланс, эффективное излучение, развитость растительного покрова, облачность, время суток формируют на участках, расположенных рядом, индивидуальные особенности, приводящие к различию в микроклимате почв.

Микроклимат почвы влияет на происходящие в почве биологические и биохимические процессы, ускоряя или замедляя их течение и обусловливая во многом плодородие почвы. Образование гумуса, синтез и разложение в почве органических веществ, жизнедеятельность микроорганизмов и всей почвенной фауны происходят при активном участии тепла, влаги и воздуха в самой почве. Поэтому географическое распределение почв связано не только с атмосферным климатом, но и главным образом с почвенным климатом, а почвенная микрозональность - с микроклиматом почвы (Микроклимат).