Ҳ. А. АрFинбоев, Ҳ. У. Абдуллаев, А. М

4.6. Тупроқнинг пастки қатламларига иссиқликнинг кўчиш қонуниятлари. Тупроқ термоизоплетлари
Тупроқда иссиқликнинг тик йўналиш бўйича пастки қатлам-ларга тарқалишига Ж.Б.Ж. Фурьенинг 1822 йилда топган молекуляр иссиқлик ўтказувчанликнинг умумий назариясини қўллаш мумкин. Шунинг учун иссиқликнинг тупроқда тик йўналиш бўйлаб пастга тарқалиш қонунларини кўпинча Фурье қонунлари деб юритилади.
Кузатишлар тупроқда иссиқликнинг амалдаги тарқалиш жараёни бу қонунларга етарлича яқин мос келишини кўрсатади.
Тупроқ ҳароратининг суткалик ва йиллик тебранишлари аста-секин унинг пастки қатламларига яъни турли чуқурликларга тарқалади.
Тупроқ ҳароратининг суткалик ва йиллик тебранишлари рўй берадиган қатламини фаол тупроқ қатлами деб юритилади.
Радиацион баланс мусбат бўлганда кундузи тупроқнинг ихтиёрий пастки қатлами қанча катта чуқурликда жойлашган бўлса, у шунчалик кам иссиқлик олади ва унинг ҳароратининг суткалик ва йиллик ўзгаришлари амплитудаси жуда кичик бўлади.
Тупроқ юзаси ҳарорати тебранишларининг пастки қатлам-ларга кўчиши Фурьенинг қуйидаги учта қонуни билан тушунтирилади:
1. Тупроқ ҳароратининг тебраниш даври чуқурлик ортиши билан ўзгармайди.
2. Агар чуқурлик арифметик прогрессияга мувофиқ ошса, тупроқ ҳарорати амплитудаси эса геометрик прогрессия бўйича ка-маяди.
3. Чуқурликларда тупроқнинг максимал ва минимал ҳароратларини кузатиш пайти, тупроқ юзасидагига нисбатан кечикиб бошланади.
Биринчи қонунга мувофиқ, тупроқ юзасидагина эмас, балки тупроқнинг барча қатламларида ҳароратнинг кетма-кет иккита максимуми ёки минимуми орасидаги вақт оралиғи бир хил бўлади ва суткалик ўзгаришда ўртача 24 соатга ҳамда йиллик ўзгаришда 12 ойга тенг бўлади.
Иккинчи қонунга мувофиқ чуқурлик ошишига қараганда ҳарорат амплитудасининг камайиши тезроқ боради. Масалан, тупроқ юзаси ҳароратининг суткалик тебраниш амплитудаси 16С га тенг бўлса, 20 см чуқурликда у 4С га тенг, 40 см чуқурликда эса амплитуда 1С га, 60 см чуқурликда эса 0,25С га тенг бўлиб қолади.
Тошкент обсерваториясида 1981 йил июн ойидаги табиий юза ҳароратининг суткалик тебраниш амплитудаси 42С га тенг бўлса, 20 см чуқурликда суткалик амплитуда 11,3С га, 40 см чуқурликда 7,3С га, 80 см чуқурликда эса 4,6С га, 120 см чуқурликда 3,1С га, 320 см чуқурликда 1С га тенг бўлган.
Ер юзидан бирор чуқурликда тупроқ ҳароратининг суткалик ўзгариш амплитудаси жуда ҳам камайиб кетиб деярли нолга тенг бўлиб қолади.
Бирор чуқурликда жойлашган ҳарорати сутка давомида ўзгармай қоладиган қатламни суткалик ўзгармас ҳароратли қатлам деб юритилади. Бу қатлам ўрта кенгликларда ер изидан 70-100 см, чуқурликдан бошланади.
Ҳарорати йил давомида ўзгармай қоладиган қатламни йиллик ўзгармас ҳароратли қатлам деб юритилади. Ўрта кенгликларда йиллик ўзгармас ҳароратли қатлам 15-20 м чуқурликда жойлашган.
Учинчи қонунга мувофиқ чуқурлик ошган сари, у ердаги қатламларда тупроқнинг максимал ва минимал ҳароратлари тупроқ юзасидан бошлаб ҳисобланган чуқурликка боғлиқ равишда оз ёки кўп кечикиб бошланади, яъни чуқурлик кам бўлса максимал ва минимал ҳароратларнинг бошланишдаги кечикиш кам, чуқурлик катта бўлганда эса кўп бўлади. Чунки иссиқлик пастки қатламларга кўчиши учун чуқурликка қараб оз ёки кўп даражада вақт керак.
Суткалик максимум ва минимумлар ҳар 10 см чуқурликка ўртача 2,5-3,5 соатга кечикиб бошланади, йиллик амплитудалар эса ҳар 1 м чуқурликка 20-30 суткага кечикиб бошланади.
Масалан, тупроқ юзаси ҳароратининг суткалик ўзгаришида минимум соат 6 да ва максимум соат 13 да бошланса, у ҳолда 10 см чуқурликда минимал ҳарорат соат 9 да, максимал ҳарорат эса соат 16 да кузатилади.
Фурьенинг назарий ҳисоблашларига мувофиқ ҳароратнинг йиллик тебранишлари сўнадиган қатлам чуқурлиги, ҳароратнинг суткалик тебранишлари сўнадиган қатлам баландлигидан 19 марта катта бўлиши керак. Реал шароитда эса иссиқликнинг чуқурлик бўйлаб кўчиши назарий ҳисоблардан анча четлашади. Бунга турли чуқурликларда намликнинг ҳар хиллиги, вақт бўйича ўзгариб туриши, ҳарорат ўтказувчанлик коэффициентнинг чуқурлик бўйлаб ўзгариши ва бошқалар сабаб бўлади.
Тупроқнинг турли чуқурликлардаги таркиби ва структураси ҳар хил, шунинг учун чуқурлик бўйлаб ҳарорат ўтказувчанлик коэффициенти ҳам ўзгаради.
Ёзда тупроқ юзидан бошлаб чуқурлик ошган сари ҳарорат пасайиб боради,қишда эса чуқурлик ошган сари тупроқ ҳарорати ортиб боради.
Ўзбекистон Республикаси ҳудудида қишнинг энг совуқ ойи-январда тупроқ юзасининг ўртача ойлик ҳарорати шимолда -9С, жанубда эса 4С га тенг. Ўзбекистоннинг шимолий ҳудудларида тупроқ юзасининг абсолют минимуми -40С гача, жанубий ҳудуд-ларда -17С гача пасаяди.
Июл ойида тупроқ юзаси энг кўп исийди, унинг ўртача ойлик ҳарорати 31-38С орасида ўзгаради.
Республиканинг текисликларида ёзда тупроқ юзасининг ҳарорати 68-77С гача ошади.
Чуқурлик ошган сари тупроқ ҳароратининг суткалик ва йиллик ўзгаришини махсус график ёрдамида кўрсатиш мумкин. Уни тупроқнинг кўп йиллик ўртача ойлик ҳароратлари асосида чизилади.
Тупроқнинг турли чуқурликларда ҳароратининг йиллик ўзгаришини график ҳолида тасвирлаш учун абсцисса ўқига ойларни, ордината ўқига эса чуқурликлар қийматларини жойлаштирилади. Сўнгра бирор чуқурликка мос турли ойлардаги ўртача ойлик ҳароратлар қийматларини қўйиб чиқилади. Худди шунга ўхшаш ҳароратлар қийматларини қўйиб турлича чуқурликларда ойлар бўйича ўртача ойлик ҳароратларнинг қийматларини қайд этилади. Сўнгра бир хил ҳароратли нуқталарни ўзаро равон чизиқлар билан туташтирилади ва ҳосил бўлган эгри чизиқларни термоизоплетлар деб юритилади.