[科普中國]-直管地溫表

簡介

直管地溫表測定深層土壤溫度的溫度表。應(yīng)裝在帶有銅底帽的管形保護(hù)框內(nèi)，框中部有一長孔，使溫度表刻度部分顯露，便于讀數(shù)。框頂端聯(lián)以木棒，置于硬橡膠套管內(nèi)。套管垂直插入其中，深度分40 、80 、160 、320 厘米等數(shù)種。

《地面觀測規(guī)范》規(guī)定:直管地溫表應(yīng)安裝在帶有銅底帽的保護(hù)框內(nèi), 保護(hù)框頂端連接在一根木棒上, 木棒頂端有一個金屬蓋, 恰好蓋住硬橡膠套管, 木棒上幾處纏有絨圈, 金屬蓋內(nèi)裝有氈墊, 溫度表的感應(yīng)部分周圍填滿銅屑。這樣安裝的目的就是阻滯管內(nèi)外空氣對流交換, 防止降水等物落入, 溫度表具有必要的滯后性。只有這樣才能真實(shí)測定地中溫度。有的觀測員在平時觀測工作中, 并未完全按上述規(guī)定執(zhí)行, 容易造成記錄失真。1

背景知識玻璃液體地溫表：地面溫度表（0cm，地面最高、最低溫度表）、曲管地溫表（淺層地溫表，5、10、15、20cm）、直管地溫表（深層地溫表，40、80、160、320cm）。

構(gòu)造直管地溫表是裝在帶有銅底帽的管形保護(hù)框內(nèi)，保護(hù)框中部有一長孔，使溫度表刻度部位顯露，便于讀數(shù)。

保護(hù)框的頂端連接在一根木棒（或三節(jié)棒）上，木棒長度依深度而定。整個木棒和地溫表（保護(hù)框）又放在一根硬橡膠套管內(nèi)。

木棒頂端有一個金屬蓋，恰好蓋住硬橡膠套管。木棒上幾處纏有絨圈，金屬蓋內(nèi)裝有氈墊，以阻滯管內(nèi)空氣對流和管內(nèi)外空氣交換，也可防止降水等物落入。

裝銅屑的原因：使溫度表具有必要的滯后性，以便使在從地中抽出溫度表進(jìn)行讀數(shù)的短時間內(nèi)，示度保持不變。

觀測觀測地段與儀器安裝a 、在觀測場，面積為3×4m2,草層應(yīng)與觀測場上草層同高。

b、安裝應(yīng)自東向西，由淺而深，表間隔約50cm，在地段中部排列成一行。

C、為了保護(hù)地段的草層和有積雪時的積雪層，在地溫表北邊約30cm處，應(yīng)設(shè)置一個木制觀測臺架。架寬約30cm，長度按觀測方便而定，高度與地溫表外管露出地面的高度相同.

觀測和記錄時間：40cm地溫表于每日2、8、14、20時觀測80、160、320cm地溫表每日14時觀測一次。

方法：同地面、曲管地溫表。 觀測深層地溫時，應(yīng)在臺架上按由淺至深的順序，把直管地溫表從套管中迅速取出讀數(shù)；觀測后將表輕輕插回套管，蓋好頂蓋。

特殊情況：觀測時，若正降大雨，為了不使雨水落入直管地溫表的套管中，可適當(dāng)延遲直管地溫表的觀測。在積雪時，直管地溫表照常觀測。在積雪較深的地區(qū)，為避免積雪掩沒直管露出地面部分，應(yīng)事先在管外再附加一個套筒，并加頂蓋。套筒頂蓋須系一根繩子，繩的下端系在直管表頂蓋的環(huán)上，用以觀測時提取地溫表。

觀測規(guī)律土壤溫度變化先從表面開始， 逐漸影響土壤深層的溫度變化。熱量的傳遞需要一定的時間。當(dāng)土壤表面熱量累積達(dá)到最大值而出現(xiàn)一天中的最高溫度時， 土壤各深度的溫度尚未達(dá)到一天中的極大值。因此，土壤最高、最低溫度出現(xiàn)的時間，隨深度增加而滯后。

一般情況下40cm( 地溫從每年1月初開始逐漸回升，到8月初達(dá)一年中的最高值，以后又逐漸漸下降，在次年的1月初達(dá)全年的最小值。80cm地溫從每年2月中旬開始逐漸升高，到8月中旬達(dá)全年的最高值，之后逐漸下降，在次年的2月中旬出現(xiàn)全年的最低值。160cm地溫在每年的4月中旬左右開始升高，9月逐漸回落，在次年的4月中下旬達(dá)全年的最低值。320cm地溫則在每年的5月中旬才開始回升，9月末達(dá)最高值，以后逐漸下降，最小值則出現(xiàn)在次年的5月初。

以平均情況而言，土壤日最高、最低溫度出現(xiàn)的時間，隨深度每增加lOcm滯后2. 5一3. 5 h,而年最高和最低溫度出現(xiàn)的時間，隨深度每增加1m落后20一30d。掌握了這些規(guī)律，對日常觀測有很大幫助。40cm地溫比80, 160, 320cm地溫受天氣影響稍明顯。若相鄰兩定時溫度變化在士0. 4℃以上，80, 160, 320cm相鄰兩天溫度變化在士0. 2℃以上時，應(yīng)該考慮是否誤讀或溫度表是否損壞或酒精柱是否中斷等現(xiàn)象。但是在春季和初冬時，深層地溫也會有一些波動，總的趨勢如上所述。因?yàn)樯顚拥販刈兓苄。话闱闆r下溫度不會大幅度地升降。所以在日常工作中應(yīng)注意尋找規(guī)律，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能不斷提高觀測質(zhì)量。2

直管地溫表的檢查新安裝的地溫表檢查對于新安裝的地溫表, 一般要注意檢查以下幾個方面:

① 套管的外觀檢查。套管應(yīng)當(dāng)是圓形的, 管身勻直完好無損。套管末端的金屬管帽固定牢固。分節(jié)套管各段連接時應(yīng)不太費(fèi)力而擰到底。套管的外壁涂有油漆, 露出地面部份漆成白色。

②必套管下端的金屬套帽, 不應(yīng)有漏水現(xiàn)象。檢查的方法一是滲漏檢查法: 將有金屬套帽的一節(jié)插入水中, 然后用一根木棒卷上一層吸水性較好的紙, 插入套管內(nèi), 30 分鐘后取出木棒( 注意紙不要掉入套管內(nèi)) , 檢查紙上有無水漬現(xiàn)象。如有水漬則該套管不能安裝使用。二是加壓檢漏法: 將有金屬套帽的一節(jié), 在牙口連接一根橡皮管, 然后插入水中, 通汪橡皮管向里打氣, 使套管內(nèi)的壓力增加, 待2 一8 分鐘后, 如果水面出現(xiàn)氣泡,則該套管不符合技術(shù)要求, 不能安裝使用。

③ 木桿的檢查: 木桿是經(jīng)過蓖麻油或其他防腐物質(zhì)加工處理的, 不得有損裂痕跡。在木桿上應(yīng)裝有毛氈環(huán), 金屬帽中有氈墊。多節(jié)木桿之間的連接應(yīng)是靈活可靠的。

使用中的地溫表檢查對于使用中的直管地溫表, 一般要注意檢查以下幾個方面:

①外套管的變形檢查。直管地溫表的外套管, 是根據(jù)不同的深度埋在土中。西北地區(qū)土質(zhì)松軟, 雨后容易板結(jié)下沉, 對外套管產(chǎn)生擠壓而變形。造成插拔溫度表時感到困難, 嚴(yán)重的將使玻璃地溫表折斷。

檢查的方法是將木桿插入套管中, 然后來回抽動2 一3次, 每抽動一次將木桿轉(zhuǎn)動一個角度。從上到下和從下到上都感到抽動用力均勻, 沒有過松或過緊現(xiàn)象, 則說明外套管正直。否則外套管已變形，需要重新安裝或更換新管。

②防空氣對流絨圈的檢查。用黃銅線扎在木桿上的幾道毛氈絨圈，由于長期使用磨損，而失去應(yīng)有的作用，造成測值失真或快速下插表時損壞地溫表的球部。檢查的方法是將木桿插入外套管的一、士、憊等深度，慢慢的松手，觀察木桿是否無阻力向下掉。如果向下掉，則絨圈已被磨損，則需更換絨圈。

③金屬蓋內(nèi)氈墊圈，必須保持松軟，否則失去密封和減振作用。必要時更換新氈墊。3

直管地溫表的正確使用除嚴(yán)格執(zhí)行《地面觀測規(guī)范》外，在觀側(cè)時要做到:

（1）提表時要慢，要保持木桿鉛直向上。當(dāng)表提出管口時，不能傾斜折壓溫度表保護(hù)框。否則將會折斷玻璃溫度表，而造成損壞儀器的事故。

（2）在插表時要保持木桿垂直向下，動作要慢。當(dāng)離底約20-30厘米時，更要減慢速度;到底后要用手輕壓帽蓋，使溫度表保護(hù)框銅帽與外套管底銅帽可靠接觸。

近來損壞的7支地溫表中，有6支是由于長期使用中防對流絨圈磨損，失去阻滯作用，插表時過快過猛，表球部被劇烈撞擊震破，1支是套管變形，向上提表時被折斷。從上述情況看，要減少儀器損壞的事故，必須注意平時的檢查和維護(hù)，特別是日常觀測中操作動作要慢要輕。只要小心謹(jǐn)慎是可以杜絕儀器損壞事故的。3

儀器維護(hù)① 經(jīng)常注意檢查直管地溫表的套管內(nèi)有無積水。檢查時，可在長棒上縛以吸水物來進(jìn)行。若發(fā)現(xiàn)有水，應(yīng)及時用竹桿或長棒縛上海綿、棉花等易吸水物反復(fù)插入管內(nèi)將水蘸干。若管內(nèi)經(jīng)常積水，則應(yīng)查明原因，視情況進(jìn)行修理或更換硬橡膠套管。

② 每月檢查一次地溫表安裝狀況，并經(jīng)常注意地溫表保護(hù)框的清潔，特別要清除保護(hù)框銅底帽上的泥垢。