Published February 1, 2014 | Version v1
Publication Metadata-only

Comparative study on methods for computing soil heat storage and energy balance in arid and semi-arid areas

Creators

  • 1. Peking University

Description

Observations collected in the Badan Jaran desert hinterland and edge during 19–23 August 2009 and in the Jinta Oasis during 12–16 June 2005 are used to assess three methods for calculating the heat storage of the 5–20-cm soil layer. The methods evaluated include the harmonic method, the conduction-convection method, and the temperature integral method. Soil heat storage calculated using the harmonic method provides the closest match with measured values. The conduction-convection method underestimates nighttime soil heat storage. The temperature integral method best captures fluctuations in soil heat storage on sub-diurnal timescales, but overestimates the amplitude and peak values of the diurnal cycle. The relative performance of each method varies with the underlying land surface. The land surface energy balance is evaluated using observations of soil heat flux at 5-cm depth and estimates of ground heat flux adjusted to account for soil heat storage. The energy balance closure rate increases and energy balance is improved when the ground heat flux is adjusted to account for soil heat storage. The results achieved using the harmonic and temperature integral methods are superior to those achieved using the conduction-convection method.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تُستخدم الملاحظات التي تم جمعها في المناطق النائية والحافة في صحراء بدان جاران خلال الفترة من 19 إلى 23 أغسطس 2009 وفي واحة جينتا خلال الفترة من 12 إلى 16 يونيو 2005 لتقييم ثلاث طرق لحساب التخزين الحراري لطبقة التربة التي يبلغ طولها 5-20 سم. تشمل الطرق التي تم تقييمها الطريقة التوافقية وطريقة التوصيل والحمل وطريقة تكامل درجة الحرارة. يوفر تخزين حرارة التربة المحسوب باستخدام الطريقة التوافقية أقرب تطابق مع القيم المقاسة. تقلل طريقة التوصيل والحمل الحراري من شأن تخزين حرارة التربة ليلاً. تلتقط طريقة تكامل درجة الحرارة بشكل أفضل التقلبات في تخزين حرارة التربة على الجداول الزمنية شبه اليومية، ولكنها تبالغ في تقدير السعة وقيم الذروة للدورة النهارية. يختلف الأداء النسبي لكل طريقة باختلاف سطح الأرض الأساسي. يتم تقييم توازن طاقة سطح الأرض باستخدام ملاحظات تدفق حرارة التربة على عمق 5 سم وتقديرات تدفق حرارة الأرض المعدلة لمراعاة تخزين حرارة التربة. يزداد معدل إغلاق توازن الطاقة ويتحسن توازن الطاقة عند ضبط تدفق الحرارة الأرضية لمراعاة تخزين حرارة التربة. تتفوق النتائج المحققة باستخدام الطرق التوافقية وطرق تكامل درجة الحرارة على تلك المحققة باستخدام طريقة التوصيل والحمل الحراري.

Translated Description (French)

Les observations recueillies dans l'arrière-pays et la périphérie du désert de Badan Jaran du 19 au 23 août 2009 et dans l'oasis de Jinta du 12 au 16 juin 2005 sont utilisées pour évaluer trois méthodes de calcul du stockage de chaleur de la couche de sol de 5 à 20 cm. Les méthodes évaluées comprennent la méthode harmonique, la méthode conduction-convection et la méthode intégrale de température. Le stockage de chaleur dans le sol calculé à l'aide de la méthode harmonique fournit la correspondance la plus proche avec les valeurs mesurées. La méthode conduction-convection sous-estime le stockage de la chaleur du sol pendant la nuit. La méthode intégrale de la température capture le mieux les fluctuations du stockage de la chaleur du sol sur des échelles de temps subdiurnes, mais surestime l'amplitude et les valeurs de crête du cycle diurne. La performance relative de chaque méthode varie en fonction de la surface terrestre sous-jacente. Le bilan énergétique de la surface du sol est évalué à l'aide d'observations du flux de chaleur du sol à 5 cm de profondeur et d'estimations du flux de chaleur du sol ajusté pour tenir compte du stockage de chaleur du sol. Le taux de fermeture du bilan énergétique augmente et le bilan énergétique est amélioré lorsque le flux de chaleur du sol est ajusté pour tenir compte du stockage de chaleur du sol. Les résultats obtenus en utilisant les méthodes harmonique et intégrale de température sont supérieurs à ceux obtenus en utilisant la méthode conduction-convection.

Translated Description (Spanish)

Las observaciones recogidas en el interior y el borde del desierto de Badan Jaran durante el 19–23 de agosto de 2009 y en el oasis de Jinta durante el 12–16 de junio de 2005 se utilizan para evaluar tres métodos para calcular el almacenamiento de calor de la capa de suelo de 5-20 cm. Los métodos evaluados incluyen el método armónico, el método de conducción-convección y el método integral de temperatura. El almacenamiento de calor del suelo calculado utilizando el método armónico proporciona la coincidencia más cercana con los valores medidos. El método de conducción-convección subestima el almacenamiento de calor del suelo durante la noche. El método integral de temperatura captura mejor las fluctuaciones en el almacenamiento de calor del suelo en escalas de tiempo subdiurnas, pero sobreestima la amplitud y los valores máximos del ciclo diurno. El rendimiento relativo de cada método varía con la superficie terrestre subyacente. El balance de energía de la superficie terrestre se evalúa utilizando observaciones del flujo de calor del suelo a una profundidad de 5 cm y estimaciones del flujo de calor del suelo ajustadas para tener en cuenta el almacenamiento de calor del suelo. La tasa de cierre del balance de energía aumenta y el balance de energía mejora cuando el flujo de calor del suelo se ajusta para tener en cuenta el almacenamiento de calor del suelo. Los resultados obtenidos utilizando los métodos armónico e integral de temperatura son superiores a los obtenidos utilizando el método de conducción-convección.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دراسة مقارنة حول طرق حساب تخزين حرارة التربة وتوازن الطاقة في المناطق القاحلة وشبه القاحلة
Translated title (French)
Étude comparative sur les méthodes de calcul du stockage de la chaleur et du bilan énergétique du sol dans les zones arides et semi-arides
Translated title (Spanish)
Estudio comparativo sobre métodos para calcular el almacenamiento de calor del suelo y el balance energético en zonas áridas y semiáridas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W1592323632
DOI
10.1007/s13351-014-3043-5

Is supplement to
https://openalex.org/W4300982440 (Other)
https://openalex.org/W4200347341 (Other)
https://openalex.org/W3105400769 (Other)
https://openalex.org/W3006327073 (Other)
https://openalex.org/W2928740825 (Other)
https://openalex.org/W2361925542 (Other)
https://openalex.org/W2340948935 (Other)
https://openalex.org/W2171719917 (Other)
https://openalex.org/W2009469337 (Other)
https://openalex.org/W1570865255 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1964997900
  • https://openalex.org/W1969007977
  • https://openalex.org/W1985905008
  • https://openalex.org/W1988144296
  • https://openalex.org/W1990088363
  • https://openalex.org/W1990665382
  • https://openalex.org/W1996064037
  • https://openalex.org/W1999110455
  • https://openalex.org/W2023582804
  • https://openalex.org/W2036373654
  • https://openalex.org/W2043540666
  • https://openalex.org/W2079020920
  • https://openalex.org/W2079968170
  • https://openalex.org/W2111128485
  • https://openalex.org/W2119895530
  • https://openalex.org/W2127564270
  • https://openalex.org/W2134263410
  • https://openalex.org/W2137211294
  • https://openalex.org/W2144653885
  • https://openalex.org/W2151277668
  • https://openalex.org/W2163606831
  • https://openalex.org/W2176144019
  • https://openalex.org/W2327833314
  • https://openalex.org/W2795519352