с другом, что свидетельствует об исчезновении того или иного
протаявшего или промерзшего слоя. Число границ может и увели-
читься, что отвечает возникновению новых прослоек. Такая ситу-
ация описывается системой уравнений теплопроводности, коли-
чество которых не постоянно. Система должна быть дополнена
условием фазовых переходов на границах прослоек (условие Сте-
фана).
Возможно несколько иное математическое описание данной
задачи. Разница заключается лишь в том, что если в первом случае
переменный пространственный шаг определяет расстояние меж-
ду переломными точками профиля температуры, то во втором —
этот шаг является постоянным интервалом осреднения и вместо
непрерывной кривой имеет место ступенчатая гистограмма рас-
пределения температуры почвы по глубине.
Как и все физические характеристики выделенных слоев по-
чвы, температура принимается постоянной в пределах слоя и скач-
кообразно изменяется на границах слоев. В этом случае динамика
тепловой энергии описывается системой дифференциальных урав-
нений типа
а0/а = &-„(@уа - @;) - 5н (0, - 0,1),
где ; — количество тепловой энергии, содержащейся в /-м слое
почвы на единичной площади, Дж/м?.
Коэффициент теплообмена между двумя слоями почвы, Вт/
(м?.°С), связан с их коэффициентами теплопроводности и опре-
деляется соотношением
512 = 2/(А2,/No, + А2 /2,),
где А7 — толщина выделенного слоя почвы, м.
Общая картина динамики тепла и холода в почве (обычно при-
ходится рассматривать почвенные слои вместе со снежным по-
кровом) изложена ниже.
В морозный период после снижения температуры верхнего слоя
почвы до 0 °С холод продолжает поступать в него, не изменяя его
температуру до тех пор, пока не будет компенсировано выделе-
ние тепловой энергии, численно равной удельной теплоте замер-
зания воды, находящейся в слое, после чего воздействие холода
вновь сопровождается понижением температуры почвы.
Весной поток тепла из атмосферы в верхний почвенный слой
не поступает, так как полностью расходуется в снежной толще на
снеготаяние. Однако при этом может передаваться из почвы часть
запасенного за зиму холода в снежный покров.
После схода снега и повышения температуры почвы до 0°С
тепло продолжает поступать в верхний слой почвы, не изменяя
его температуру до тех пор, пока не будет израсходована энергия,
87