第四章 實驗數據分析
第四節 孔隙材料內不同深度之夏季期間溫度變化
在本章第一節的圖 4-1-4 至 4-1-12 已分別顯示在指定時間的個別材料在不同覆蓋厚 度時孔隙內溫度變化。其次,在第二節與第三節也已分別討論在材料的下方表土溫度與 近孔隙表層溫度的相關議題。因此本節主要說明材料在夏季期間不同深度(30 公分覆蓋 厚度)時之測點溫度曲線與材料覆蓋厚度 15 公分者其下方表土溫度曲線之間的比較,
並以夏季期間 6 月 5 日至 7 日之溫度量測數據為例。
覆蓋材料本身的熱性質會影響其在不同覆蓋厚度時材料內部的溫度變化狀態,特別 是其下方的土表層溫度以及近材料孔隙表層溫度。例如當覆蓋厚度不同時,下方土表溫 度的比較如圖 4-2-13 至 4-2-15 所示。覆蓋厚度的增加,讓下方表土溫度在近中午之後 的白天期間溫度會較低,但在夜晚期間維持較高的溫度。同樣的,當材料覆蓋厚度不同 時,其近表層溫度變化的比較,如圖 4-3-13 至 4-3-15 所示。
三種孔隙覆蓋材料在不同厚度時其不同深度測點之間的溫度關係說明如后。
一、陶粒材料
若觀察圖 4-1-4 及 4-1-5,在白天期間,覆蓋厚度 15 公分時的深度 10 公分測點之溫 度曲線是近似於覆蓋厚度 30 公分時的深度 25 公分測點之溫度曲線。此二曲線的比較,
請看圖 4-4-1;很明顯的,在白天期間,二條曲線是非常相似,但在夜間有些微的溫度
圖 4-4-3 陶粒 15 公分厚下方表土與 30 公分厚測點 15 公分位置之溫度比較
圖 4-4-3 顯示在陶粒材料覆蓋 30 公分厚度時其測點 15 公分位置的溫度曲線與覆蓋 厚度 15 公分時其下方土表層之溫度曲線。二條曲線的變化也幾乎是相同的。在上午七 時,覆蓋厚度 30 公分的測點 15 公分位置之溫度以及在覆蓋厚度 15 公分下方表土溫度 都是與氣溫相同;在下午三時,其溫度開始高於氣溫,至傍晚六時之後溫度開始逐漸下 降。綜言之,對陶粒而言,在其孔隙內不同位置的溫度是隨材料覆蓋厚度的增加而維持 一定關係的上升模式。在下午三時之後的期間,其溫度都是高於當時氣溫。
二、碎木片材料
比較碎木片在覆蓋厚度 15 公分時深度 10 公分測點的溫度與其覆蓋厚度 30 公分時 深度 25 公分測點的溫度關係,如圖 4-4-4 所示。在白天期間二者有較明顯的溫度值差異,
但在深夜期間則是非常近似。在上午十時之後的期間,其溫度都是遠高於當時的氣溫。
20 25 30 35 40 45
0:00 12:00 24:00 12:00 24:00 12:00
溫度(℃)
24:00 時間(hr) 測點15cm (厚度30cm) 土表覆陶粒 (厚度15cm) 表土裸露
氣溫 06/06
06/05 06/07
圖 4-4-4 碎木片 15 公分厚測點 10 公分位置與 30 公分厚測點 25 公分位置之溫度比較
圖 4-4-6 碎木片 15 公分厚下方表土與 30 公分厚測點 10 及 5 公分位置之溫度比較
圖 4-4-6 顯示在碎木片材料覆蓋 30 公分厚時其測點 10 公分位置的溫度曲線與其覆 蓋厚度 15 公分下方的土表溫度曲線。二條曲線雖然近似,但在下午至夜晚期間還是有 些微明顯的溫度值差異。換言之,兩者溫度在上午八時之後開始低於氣溫,但在下午三 時之後開始高於氣溫。其溫度在傍晚六時開始緩慢下降,但還是遠高於當時的氣溫。在 下午至午夜期間覆蓋 30 公分厚碎木片時測點 5 公分位置的溫度是略高於覆蓋碎木片 15 公分厚的下方表土溫度,這可能是因為下方約 5 公分厚碎木片材料內蓄積熱的影響。
三、白雲石材料
圖 4-4-7 顯示白雲石材料在覆蓋厚度 15 公分時深度 10 公分測點的溫度與其覆蓋厚 度 30 公分時深度 25 公分測點的溫度關係比較。在白天期間二者有較為明顯的溫度值差 異,而且都是遠高於當時的氣溫。但在夜晚期間,二者的溫度值差異非常小,且與當時 氣溫非常近似。
20 25 30 35 40 45
0:00 12:00 24:00 12:00 24:00 12:00
溫度(℃)
24:00 時間(hr)
測點10cm (厚度30cm) 測點5cm (厚度30cm) 土表覆碎木片 (厚度15cm) 表土裸露
氣溫
06/05 06/06 06/07
圖 4-4-7 白雲石 15 公分厚測點 10 公分位置與 30 公分厚測點 25 公分位置之溫度比較
圖 4-4-9 白雲石 15 公分厚下方表土與 30 公分厚測點 5 公分位置之溫度比較
圖 4-4-9 顯示在白雲石材料覆蓋厚度 30 公分時其測點 5 公分位置的溫度曲線與其覆 蓋 15 公分厚下方表土溫度之間曲線比較。二條曲線在白天期間幾乎是完全相似,但在 下午至夜間期間還是有比較明顯的差異,這說明在 15 公分覆蓋厚度下方的表土溫度與 覆蓋 25 公分材料的溫度是相似的。在上午七時,二者溫度與氣溫最為接近,並開始明 顯的低於氣溫,但在傍晚五時開始高於氣溫,雖然有溫度緩慢下降的現象。如同陶粒與 碎木片,其夜間溫度仍處於相對比氣溫高的溫度狀況。
綜合上述,在材料覆蓋 15 公分厚的情況,若比較其下方表土溫度(TA)與在材料
覆蓋厚度 30 公分時其內部不同深度之溫度(TB),結果顯示:對陶粒而言,TA≈TB15。 TB15是指 B 條件在測點 15 公分位置的溫度。對碎木片而言,TA≈TB10。對白雲石而言,
TA≈TB5。