Dergiler / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi / 2019 / Cilt: 7 - Sayı: 2

Toprak sıcaklığının tahmininde ısı taşınım denklemi ve pedotransfer fonksiyonun karşılaştırılması

Comparison of heat flow equation and pedotransfer function in prediction of soil temperature

Sayfa
158–166
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Toprak sıcaklığının tahmininde kullanılabilecek pedotransfer fonksiyonların farklı toprak ve atmosfer sınır koşulları için geliştirilmesi, bu fonksiyonların kullanımlarındaki güvenirlik ve hassasiyetlerini de artıracaktır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmanın amacı toprak profili boyunca sıcaklık değerlerinin tahmininde kullanılan, ısı taşınım denkleminin çözümünden elde edilen cosinusoidal harmonik fonksiyon (Tcos) ile pedotransfer (Tped) fonksiyonu karşılaştırmaktır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Deneysel olarak kil bünyeli bir toprağın 0-70 cm profil derinliğinde günün farklı saatlerinde yapılan sıcaklık ölçüm değerleri yüzey ve yüzeye yakın toprak katmanlarında (<30 cm) daha çok salınım gösterirken, toprağın daha derin katmanlarda (>30 cm) bu salınımın daha az olduğu belirlenmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Toprak sıcaklığının tahmininde kullanılabilecek pedotransfer fonksiyonların farklı toprak ve atmosfer sınır koşulları için geliştirilmesi, bu fonksiyonların kullanımlarındaki güvenirlik ve hassasiyetlerini de artıracaktır.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Toprak sıcaklığı · ısı akış denklemi · pedotransfer fonksiyon

Özet

Bu çalışmanın amacı toprak profili boyunca sıcaklık değerlerinin tahmininde kullanılan, ısı taşınım denkleminin çözümünden elde edilen cosinusoidal harmonik fonksiyon (Tcos) ile pedotransfer (Tped) fonksiyonu karşılaştırmaktır. Deneysel olarak kil bünyeli bir toprağın 0-70 cm profil derinliğinde günün farklı saatlerinde yapılan sıcaklık ölçüm değerleri yüzey ve yüzeye yakın toprak katmanlarında (<30 cm) daha çok salınım gösterirken, toprağın daha derin katmanlarda (>30 cm) bu salınımın daha az olduğu belirlenmiştir. Yüzey toprak katmanında (10 cm) Tcos eşitliği ile hesaplanan değerler ölçülen toprak sıcaklık değerleri ile daha iyi uyum gösterirken, toprağın alt katmanlarında ölçülen sıcaklık değerleri Tped fonksiyonu ile hesaplanan değerler ile daha iyi uyum göstermiştir. Toprak profili boyunca ölçülen sıcaklık değerleri ile Tped fonksiyonuyla hesaplanan değerler daha yüksek R2 (0,766**) ve daha düşük HKOK (0,99) verirken, Tcos ile hesaplanan değerler daha düşük R2 (0,672**) ve daha yüksek HKOK (1.20) vermiştir. Amplütüt, ısı yayınımı, gecikme zamanı ve sönme derinliği gibi bazı parametrelere sahip Tcos eşitliği ile karşılaştırıldığında, pedotransfer fonksiyonunun avantajı sadece yüzey toprak sıcaklığını kullanarak verilen sınır koşulları içerisinde toprağın herhangi bir derinliğinde toprak sıcaklığının tahmin edilebilmesidir. Toprak sıcaklığının tahmininde kullanılabilecek pedotransfer fonksiyonların farklı toprak ve atmosfer sınır koşulları için geliştirilmesi, bu fonksiyonların kullanımlarındaki güvenirlik ve hassasiyetlerini de artıracaktır.

Abstract

The objective of this study is to compare the cosinusoidal harmonic function (Tcos) obtained from the solution of heat transfer equation and the pedotransfer (Tped) function which are used in prediction of temperature values along the soil profile. Experimentally, while daily temperature measurement values of 0-70 cm a clay soil profile depth at different times showed more fluctuations at the surface and near the surface soil layers (<30 cm), it showed less fluctuations at deeper soil layers (> 30 cm). The values calculated by Tcos equation fitted very well with the measured soil temperature values at the surface soil layer (10 cm), while the temperature values measured at the lower soil layers showed better agreement with the values calculated by Tped function. The values calculated with Tped function gave higher R2 (0.766**) and lower HKOK (0.99) with the temperature values measured through soil profile while the values calculated with Tcos gave lower R2 (0.672**) and higher HKOK (1.20). When comparing with the Tcos equation having some parameters such as; amplitude, heat diffusivity, retardation time and damping depth, the advantage of the pedotransfer function is that the soil temperature can be predicted at any soil depth using just the surface soil temperature.The development of pedotransfer functions for different soil and atmospheric boundary conditions will increase their reliability and sensitivity for estimating soil temperature.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

GÜLSER, C., EKBERLİ, İ. (2019). Toprak sıcaklığının tahmininde ısı taşınım denklemi ve pedotransfer fonksiyonun karşılaştırılması. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, Cilt: 7 - Sayı: 2, 158–166. https://ajindex.com/articles/367834

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (10)

  1. Arkhangelskaya TA, 2014. Diversity of thermal conditions within the paleocryogenic soil complexes of the East European Plain: The discussion of key factors and mathematical modeling. Geoderma, 213: 608-616.
  2. Banimahd SA, Zand-Parsa Sh, 2013. Simulation of evaporation, coupled liquid water, water vapor and heat transport through the soil medium. Agricultural Water Management, 130: 168-177. Bouma J, 1989. Using soil surve data for quantitative land evaluation. Advances Soil Science, 9: 177-213. Bouma J, van Lanen HAJ, 1987. Transfer functions and threshold values: from soil characteristics to land qualities. In: Quantified Land Evaluation, Proceedings of a workshop. ISSS/SSSA, Washington, D.C. ITC Publ. Enschede, the Netherlands, pp. 106-110.
  3. Candemir F, Gülser C, 2012. Influencing Factors and Prediction of Hydraulic Conductivity in Fine Textured-Alkaline Soils. Arid Land Research Management, 26:15-31.
  4. Chen J, Saunders S, Crow T, Naiman, R, Brosofske K, Mroz G, Brookshire B, Franklin J, 1999. Microclimate in forest ecosystem and landscape ecology. BioScience, 49: 288-297.
  5. Cho B, Park D, Kim J, Hamasaki H, 2017. Study on the heat-moisture transfer in concrete under real environment. Construction and Building Materials, 132: 124-129. Demiralay İ, 1993. Toprak fiziksel analiz yöntemleri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, Erzurum, 111-120.
  6. Donatelli M, Wösten JHM, Belocchi G, 2004. Methods to evaluate pedotransfer functions. Developments in Soil Science, 30: 357-411.
  7. Dong J, Steele-Dunne, SC, Judge J, van de Giesen, N, 2015. Aparticle batch smoother for soil moisture estimation using soil temperature observations. Advances in Water Resources, 83: 111-122. Ekberli I, 2006. Determination of initial unconditional solution of heat conductivity equation for evaluation of temperature variance in finite soil layer. Journal of Applied Sciences, 6(7): 1520-1526.
  8. Ekberli İ, Dengiz O, 2017. Bazalt ana materyali ve farklı topografik pozisyonlar üzerinde oluşmuş toprakların bazı topografik ve fiziko- kimyasal özellikleri arasındaki doğrusal regresyon modellerinin belirlenmesi. Toprak Su Dergisi 6 (1): 15-27.
  9. Ekberli İ, Gülser C, 2014. Estımatıon of soil temperature by heat conductıvıty equatıon. Vestnik Bashkir State Agrarian University (Вестник Башкирского Государственного Аграрного Университета), 2(30): 12-15.
  10. Ekberli İ, Gülser C, 2015. İki boyutlu isi iletkenliği denklemine bağlı olarak toprak sıcaklığının matematiksel modellenmesi. Anadolu Tarim Bilimleri