Skip to main content
SpringerLink
Log in

Zur Bestimmung des Bodenwärmestroms

On the determination of the soil heat flux

  • Published:
Archiv für Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie, Serie A Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Mit Hilfe der Wärmeleitungsgleichung werden Fehler, die bei der Bestimmung des Bodenwärmestroms auftreten, berechnet. Dabei soll auch das Temperaturleitvermögen des Bodens aus den Bodentemperaturen ermittelt werden. Bei einer Genauigkeit der Temperaturwerte von 0,1 K treten zum Teil sehr große Fehler auf, insbesondere bei der Berechnung des Bodenwärmestroms nach dem Wärmeleitungsansatz. Es stellt sich heraus, daß eine Temperaturmeßgenauigkeit von 0,01 K die Fehler bei der Verwendung des Tautochronenverfahrens unter einen Wert von 10% verringern kann.

Summary

By means of the thermal conduction equation the errors of the soil heat flux are investigated. The thermal conductivity λ of the soil is calculated only by the aid of the soil temperatures. If the temperatures are given with an accuracy of 0,1 K large errors in the soil heat flux are found, especially when using the heat flux equation. With the augmentation of temperature-accuracy to 0,01 K the errors become less then 10%.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Abbreviations

a :

Temperaturleitvermögen in cm2 sec−1

B :

Bodenwärmestrom in cal cm−2 min−1

c :

spezifische Wärme des Bodens in cal g−1

c W :

spezifische Wärme von Wasser in cal g−1

C :

Konstante (Amplitude)

F :

Schranken des relativen Fehlers in %

H :

Strom fühlbarer Wärme in cal cm−2 min−1

K :

Schranken des absoluten Fehlers

m :

Masse in g

q :

Phasenkonstante

Q :

Nettostrahlungsstrom in cal cm−2 min−1

t :

Zeit in min oder sec

T :

Temperatur in K

T m :

Mischungstemperatur in K

V :

Strom latenter Wärme in cal cm−2 min−1

W :

Wasserwert in cal g−1

z :

Tiefe in cm

z′ n :

Integrationsgrenzen

α:

Winkelangabe

\(\Gamma _n\) :

Periodenlänge

ΔX :

Differenz der GrößeX (ΔX=X 1−X 2)

λ:

Wärmeleitvermögen in cal sec−1 cm−1 K−1

ρ:

Dichte in g cm−3

\(\omega _n\) :

Kreisfrequenz in sec−1

X k :

Index, die Tiefenstufe bezeichnend

X n :

Index, die Zahl der harmonischen Welle bezeichnend

T k/k+1 max/min :

Temperaturmaximum bzw.-minimum einer Periode

\(\alpha _{k/k + 1_{extr.} }\) :

Eintrittszeit eines Temperaturextremums

Literatur

  1. Berenyi, D.: Mikrometeorologie. Stuttgart, 1967.

  2. Bronstein, I., und K. Semendjajew: Taschenbuch der Mathematik. Frankfurt, 1964.

  3. Fuchs, M., und C. Tanner: Calibration and Field Test of Soil Heat Flux Plates. Soil Sci.,32, 326–328 (1968).

    Google Scholar 

  4. Hartge, K.: Die physikalischen Eigenschaften von Böden. Stuttgart, 1971.

  5. Von Hoyningen-Huene: In: Jahresbericht 1973 über agrarmeteorologische Arbeiten im Sonderforschungsbereich 150, “Wasserhaushalt und Bodennutzung”, Teilprojekt C des Deutschen Wetterdienstes, Braunschweig 1974.

  6. Hund, F.: Theoretische Physik. Stuttgart, 1956.

  7. Idso, S.: Calibration of Soil Heat Flux Plates by a Radiation Method. Agricul. Met.,10, 467–471 (1972).

    Google Scholar 

  8. Koitzsch, R.: Messungen der Wärmeleitfähigkeit im Unterboden. Z. f. Met.,19, 375–380 (1965).

    Google Scholar 

  9. Kraus, H.: Der Tagesgang des Energiehaushaltes der bodennahen Luftschicht. Arch. Met. Geoph. Biokl., Ser. B,12, 491–515 (1963).

    Article  Google Scholar 

  10. Krishnan, R., und L. Kushwaha: Analysis of Soil Temperatures in the Arid Zone of India by Fourier Techniques. Agricul. Met.,10, 55–64 (1972).

    Google Scholar 

  11. Lettau, H.: A Theoretical Model of Thermal Diffusion in Non-homogenous Conductors. Gerlands Beitr.,71, 257–271 (1962).

    Google Scholar 

  12. Mierdel, P.: Ein Bodenwärmestrommesser für Wärmehaushaltsuntersuchungen bewachsener Flächen. Z. f. Met.,23, 23–26 (1969).

    Google Scholar 

  13. Mongelli, F., G. Zito, and M. Loddo: A Method for the Determination of the Thermal Properties of Soil Near the Surface. Arch. Met. Geoph. Biokl., Ser. A,20, 35–42 (1971).

    Google Scholar 

  14. Tetzlaff, G.: Der Wärmehaushalt in der zentralen Sahara. Ber. d. Inst. f. Met. d. Techn. Univ. Hannover, Nr. 13, Hannover 1974.

Download references

Author information

Author notes

  1. G. Tetzlaff

    Present address: Institut für Meteorologie und Klimatologie der Technischen Universität Hannover, Herrenhäuser Straße 2, D-3000, Hannover 21, Bundesrepublik Deutschland

Authors and Affiliations

    Authors
    1. G. Tetzlaff
      View author publications

      You can also search for this author in PubMed Google Scholar

    Additional information

    Mit 8 Abbildungen

    Rights and permissions

    Reprints and permissions

    About this article

    Cite this article

    Tetzlaff, G. Zur Bestimmung des Bodenwärmestroms. Arch. Met. Geoph. Biokl. A. 25, 383–397 (1977). https://doi.org/10.1007/BF02317997

    Download citation

    • Received:

    • Issue Date:

    • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02317997

    Search

    Navigation