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Estimación cuantitativa de los efectos de la humedad del suelo en la temperatura utilizando un modelo de acoplamiento de agua y calor del suelo

Autores: Zhang, Ziyuan; Chen, Xiao; Pan, Zhihua; Zhao, Peiyi; Zhang, Jun; Jiang, Kang; Wang, Jialin; Han, Guolin; Song, Yu; Huang, Na; Ma, Shangqian; Zhang, Jiale; Yin, Wenjuan; Zhang, Zhenzhen; Men, Jingyu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Estimación cuantitativa de los efectos de la humedad del suelo en la temperatura utilizando un modelo de acoplamiento de agua y calor del suelo


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales

Palabras clave

Humedad del suelo
Temperatura del suelo
Procesos hidrotermales del suelo
Ciclo del agua
Clima regional
Conducción del calor en el suelo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La humedad del suelo no solo es un componente esencial del ciclo del agua en los ecosistemas terrestres, sino también un factor influyente importante del clima regional. En el proceso hidrotérmico del suelo, la humedad del suelo tiene un efecto regulador significativo sobre la temperatura de la superficie; puede impulsar el cambio de temperatura de la superficie al influir en las propiedades físicas del suelo y la partición de la energía superficial disponible. Sin embargo, las observaciones limitadas de la temperatura y la humedad del suelo restringen los estudios previos de los procesos hidrotérmicos del suelo, y pocos modelos se centran en estimar el impacto de la humedad del suelo en la temperatura del suelo. Por lo tanto, basándose en los experimentos realizados en el Condado de Wuchuan en 2020, este estudio propone un modelo de acoplamiento de agua y calor del suelo que incluye módulos de radiación, evaporación, transporte de agua del suelo, conducción de calor del suelo y acoplamiento de temperatura del suelo para simular la temperatura y la humedad del suelo y posteriormente estimar los efectos de la humedad del suelo. Los resultados muestran que el modelo funciona bien. El coeficiente de Nash-Sutcliffe (NSE) y el índice de concordancia (C) de los valores simulados y medidos bajo cada tratamiento son superiores a 0,26 y 0,7, respectivamente. El RMSE de los resultados de la simulación está entre 0,0067-0,017 kg kg (humedad del suelo) y 0,43-1,06 gradosC (temperatura del suelo), respectivamente. Los valores simulados coincidieron bien con los valores reales. La humedad del suelo tuvo un efecto regulador notable en el cambio de temperatura del suelo, la temperatura de la superficie del suelo aumentaría de 0,08 a 0,43 gradosC por cada 1% de disminución en la humedad del suelo, y con el aumento de la humedad del suelo, la variación de la temperatura del suelo disminuyó. Debido a los cambios en la radiación solar, la sensibilidad de la temperatura del suelo a la disminución de la humedad del suelo fue mayor durante junio-julio y menor en septiembre. Además, las contribuciones de los cambios en la humedad del suelo al aumento de la temperatura bajo diversas condiciones iniciales son inconsistentes, el aumento en las horas de sol, la temperatura promedio diaria inicial y la disminución en el índice de área foliar (LAI), la densidad del suelo y la capacidad de calor del suelo pueden aumentar la temperatura de la superficie del suelo. Se espera que los resultados proporcionen información para explorar el mecanismo de impacto del cambio climático regional y optimizar la estructura de la producción agrícola.

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