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Temperatura Suelo

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TEMPERTATURA DEL SUELO.

variaciones diarias y estacionales de la temperatura en el suelo, respecto a la


que existe sobre él, se amortiguan rápidamente con la profundidad, de tal modo
que el medio edáfico actúa como tampón frente a la variabilidad de la
temperatura atmosférica del lugar.

las fluctuaciones diarias y estacionales de la temperatura del suelo se reducen


rápidamente hasta que a un metro o dos de profundidad, suelen ser
desdeñables. Esta distancia de la superficie aún vive muchos microorganismos,
tienen lugar numerosas reacciones biogeoquímicas y se desarrollan
profusamente los sistemas radicales de las plantas; Simplemente que el suelo
es un medio muy refractario a las fluctuaciones de temperatura, por lo que su
ambiente térmico resulta ser extremadamente regular y estable para el
desarrollo de la vida y el metabolismo edáfico. En este post hablaremos por
tanto de la temperatura del perfil edáfico, tocando de refilón la micro
climatología. Se trata de un post para jóvenes estudiantes, aunque no vendría
mal que lo leyeran algunos colegas que trabajan en cambio climático.

Una vez que la radiación neta es absorbida en la superficie del suelo y


transformada en calor, es transmitida hacia la profundidad modificando a su paso
la temperatura de las distintas capas del suelo.

El conocimiento de la temperatura del suelo y su variación anual, es muy


importante en agrometeorología, pues el suelo es el asiento natural de las plantas
y desarrollo de microorganismos. La temperatura, junto con la humedad, generan
el clima edáfico o clima del suelo. Desde el punto de vista meteorológico su
importancia radica en que el suelo es la fuente de calor para la temperatura del
aire ya que esta se calienta o enfría en contacto con el suelo.

El suelo es un sistema disperso constituido por una fase sólida (50%), una
gaseosa (25%) y una liquida (25%). El movimiento del calor en el suelo se
produce de las capas más calientes a las más frías, por conducción molecular
(forma típica de transmisión de calor en los sólidos), en casi el 95%; muy poco o
casi nada por convección (aire), y procesos de cambios de estado del agua en el
suelo.

La capacidad de un suelo para absorber energía, por lo tanto, modificar su


temperatura depende de factores externos como la radiación solar y de la forma
que incidan el resto de los elementos del tiempo y el clima. También depende de
factores internos, como la composición del suelo, dado que la transmisión del
calor dependerá de los minerales presentes y la cantidad de agua o aire. El color
del suelo, así como su cobertura, determinará el albedo, incidiendo sobre la
temperatura; así como la topografía o exposición.
La transmisión de calor en el suelo depende de tres propiedades físicas:

1) calor específico y capacidad calórica (Ce):


Representa la cantidad de calor que hay que suministrar a una unidad de
sustancia para elevar su temperatura en una unidad (1 °C).

Se infiere que, en relación a los demás componentes, el mayor calor específico


corresponde al agua y el menor al aire. Por lo tanto, un suelo seco es más fácil de
calentar que un suelo húmedo. Por el contrario, cuando un suelo incorpora agua,
se necesita más calor para obtener el mismo aumento de temperatura que en un
suelo seco.

2) Conductividad térmica (λ):


Es la propiedad que tienen los cuerpos de dejarse traspasar por un flujo de calor.
Los suelos tienen λ esta capacidad y la manifiestan transmitiendo el calor por
conducción molecular desde la capa de mayor temperatura a la de menor
temperatura. Este poder de conducción se expresa a través del coeficiente de
conductividad térmica (λ), que se define como la cantidad de calor (en calorías)
conducida a través de un cubo de 1 cm de arista en una unidad de tiempo (un
segundo), cuando la diferencia de temperaturas en ambas caras es de 1 °C y no
hay transporte de calor en otro sentido que no sea el vertical.

De los datos presentados en la Tabla, puede inferirse que el aire prácticamente


carece de poder de conducción calórica resultando ser un muy mal conductor del
calor. En cambio, el poder de conductividad térmica del agua es
aproximadamente 20 veces mayor que el del aire. Por lo tanto, cuando un suelo
se humedece, aumenta su poder de conductividad térmica en relación al suelo
seco. De esta manera, el suelo absorbe y transmite una mayor cantidad de calor
hacia las capas más profundas durante el día, lo que facilita su re-irradiación
hacia la atmósfera durante la noche.

Asimismo, un suelo arado tendrá menor conductividad que uno comprimido y a


medida que aumente el tenor de agua de un suelo aumentará su λ, pues el agua
reemplaza al aire del suelo en los espacios porosos. Así, regando un suelo, se
consigue mejorar la conductibilidad de un suelo, se facilita la penetración del
calor a la profundidad. Este hecho es de gran importancia en la lucha contra
heladas. En este caso, el manejo del suelo consistirá en aumentar la
conductividad térmica manteniéndolo moderadamente húmedo y compacto
(mediante pasaje de rodillos) para minimizar la cantidad de aire.

La materia orgánica, como tiene menor conductibilidad que la parte mineral, en


general, cuando aumenta la cantidad de materia orgánica del suelo, se rebaja la
conductibilidad. Eso es debido a que la materia orgánica dispersa el suelo, ya que
son partículas pequeñas y con mucho contenido en aire.

3) Difusibilidad Calórica (D):


Si bien existe una relación directa entre temperatura y poder de conducción, hay
también una influencia de la densidad y del calor especifico del suelo. Todo esto
está determinado por una constante denominada coeficiente de difusibilidad
calórica o de conducción térmica, que es directamente proporcional al coeficiente
de conducción calórica e inversamente a la densidad y al calor específico
gravimétrico.
Refleja la temperatura que adquiere el suelo ante el paso de un flujo de calor,
siendo directamente proporcional a λ e inversamente proporcional a la densidad
() y al calor específico (Ce).

Las grandes masas de agua, por ejemplo, varían poco su temperatura a distintas
profundidades en virtud de que tiene un calor específico muy elevado. El suelo,
en cambio varía mucho la temperatura durante el día y el año, como
consecuencia de su calor específico mucho más reducido, a pesar de la mayor
densidad comparada (en relación con el agua). Vale decir, que recibiendo el suelo
y el agua igual cantidad de calor, habrá un comportamiento térmico distinto. En
el agua, aun con la mayor conducción calórica y en razón del mayor Ce, tendrá
baja difusibilidad, por lo que las distintas capas se calentarán poco y tendrán muy
poca variación de temperatura, tanto diaria como anual. Mientras que el suelo,
aun con una menor conductividad, presenta mayor difusibilidad, por lo tanto, se
calentara más que el agua en las capas superiores; enfriándose con igual
intensidad durante la noche o el invierno, determinando la existencia de grandes
variaciones en la temperatura tanto en el día como en el año.

Ese distinto comportamiento del agua y del suelo es un factor de clima de enorme
importancia que marca las grandes diferencias que existen en las características
de temperatura del aire entre el hemisferio norte, que posee gran proporción del
suelo firme y poca agua, y del
hemisferio sur netamente oceánico.

Ese comportamiento del agua frente al coeficiente de difusibilidad también se


manifiesta en relación con la cantidad de agua del suelo. Cuando un suelo seco
comienza a ser humedecido, el agua incorporada comienza al principio a
aumentar la capacidad de conducción del suelo, pero cuando la cantidad de agua
incorporada ha superado un determinado nivel para cada tipo de suelo, el agua
comienza a actuar en sentido inverso en relación con el coeficiente de
difusibilidad. Es decir, al principio aumenta, pues aumenta λ, pero pasado un
cierto nivel hay un aumento grande en la densidad del suelo ya que el agua
reemplaza al aire, y al aumentar el Ce más de lo que aumenta λ, D se hace menor.

El contenido de materia orgánica en general rebaja el valor coeficiente D, es


decir, los suelos con materia orgánica tienden a tener menores variaciones diarias
y anuales en las temperaturas de sus distintas capas. La materia orgánica, por su
granulado y gran capacidad de retención de agua, aumenta la conductividad
térmica y reduce la difusibilidad calórica del suelo. Los suelos con mucha
materia orgánica, que han absorbido mucha agua, se comportan como
relativamente fríos. Bajo esa situación se registra una reducción en las
variaciones diarias y anuales de la temperatura del suelo. En cambio, si la
cantidad de agua absorbida es escasa (más aire), el suelo se calienta y se enfría
con más facilidad durante el día y la noche, respectivamente, registrándose una
marcada amplitud diaria y anual de la temperatura del suelo.

 Constantes para algunos tipos de materiales

Observando los valores estadísticos de las temperaturas medias mensuales


registradas en las diversas profundidades a través del curso del año, se van
observar dos hechos que sirvieron para determinar dos leyes que se conocen
como leyes de Angot de variación de la temperatura del suelo.

Primera ley de Angot


La amplitud de las oscilaciones de la temperatura del suelo disminuye
geométricamente a medida que la profundidad aumenta aritméticamente (imagen
a).

Segunda ley de Angot


El atraso en el momento de ocurrencia de las temperaturas máximas y mínimas
en un suelo homogéneo es proporcional a la profundidad (imagen b).

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