第四章 實驗數據分析
第三節 近材料孔隙表層之溫度
此部份說明在不同季節與材料鋪設厚度時其孔隙近外氣層部份之溫度變化。
一、夏季期間溫度變化
在夏季,不同覆蓋材料其厚度為 15 公分或 30 公分時,在其孔隙接近外氣層部份的 溫度以及表土裸露時溫度的關係,請看圖 4-3-1 與 4-3-2。若材料覆蓋厚度 15 公分時,
在 6 月 6 日下午 2 時的白雲石溫度最高,約 41.53℃,約略高於裸露表土溫度 41.49℃。
陶粒與碎木片的溫度略低,分別是 38.6℃與 37.64℃。另外,在圖 4-3-2 中,材料覆蓋厚 度 30 公分,在 6 月 6 日下午 2 時的碎木片近表層溫度最高,約 45.15℃,此時氣溫為 32.7℃。
其次為陶粒約 41.02℃,其溫度與表土裸露的溫度(41.49℃)非常相近;白雲石溫度最 低,約 37.86℃。在此案例,覆蓋材料近表層的最高溫度範圍是有可能大於裸露表土的 溫度,且較當時的氣溫高約 9~12℃。當材料鋪設厚度增加時,在碎木片近表層的溫度會 被大幅提高,陶粒的溫度是略微上升;但在白雲石內近表層溫度反而下降。白雲石的緊 密材質與色澤使其孔隙內的熱行為不同於材質較鬆散的碎木片與陶粒。
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) 白雲石
15公分厚
30公分厚
表土裸露
氣溫
06/05 06/06 06/07
若比較在不同覆蓋厚度 15 公分或 30 公分時三種孔隙材料近表層的溫度,在白天覆
圖 4-3-3 夏季期間 15 公分厚覆蓋材料近表層溫度與裸露表土差異的比較
在冬季 12 月 29 日下午二時,當時氣溫 24.6℃,碎木片近表層溫度為 34.81℃、陶
三、近材料孔隙表層溫度與氣溫差異關係
圖 4-3-9 冬季期間 15 公分厚覆蓋材料近表層溫度與氣溫差異的比較
冬季期間在近材料孔隙表層的溫度與下方土表溫度之間的全日最大溫差曲線與夏 季的曲線是類似的。在白天,近材料孔隙表層的溫度高於其下方土表溫度;在夜晚則較 其下方土表溫度低約 3~4℃左右(圖 4-3-12)。以 12 月 29 日的情況為例,三種材料在其 近材料孔隙表層與下方土表溫度之間的全日最大溫差範圍是-4.09℃至 23.92℃;其中陶 粒的溫差範圍為-4.09℃至 21.59℃;碎木片在-3.49℃至 23.92℃之間;彩繪石則為-3.67℃
至 14.86℃。陶粒或碎木片的溫差範圍明顯大於彩繪石的差距。
若比較冬、夏兩季之溫差範圍,冬季期間之溫差範圍明顯大於夏季期間之差距。換 言之,在冬季白天期間,在近孔隙表層位置的溫度上升值較夏季為明顯。此外,不論在 冬季或夏季期間,在覆蓋材料近表層位置的溫度似乎都是在上午七至八時之間開始上升,
並在正午 12 至 14 時之間達到最高溫度,之後開始急速下降,而且是在夜間七至八時之 間下降至與下方表土溫度一樣的溫度。
圖 4-3-10 夏季期間 15 公分厚覆蓋材料近表層與下方表土之間溫差變化 -10
-5 0 5 10 15 20 25 30
0:00 12:00 24:00 12:00 24:00 12:00
溫度差(℃)
24:00 時間(hr) 測點15公分處與下方土壤表面之間的溫度差
陶粒
碎木片
白雲石
06/05 06/06 06/07 △T = T15 - T0
圖 4-3-11 夏季期間 30 公分厚覆蓋材料近表層與下方表土之間溫差變化
圖 4-3-13 不同厚度的陶粒近表層溫度比較
對陶粒而言,其近表層溫度是隨厚度增加而上升,但趨近於裸露表土溫度。在碎木 片的情況,其近表層溫度是隨厚度增加而有很大的變化,而且在覆蓋厚度 30 公分時,
其近表層溫度是大於裸露表土溫度。對白雲石而言,不同於陶粒及碎木片,其近表層溫 度會因覆蓋厚度增加而降低。綜言之,不同孔隙覆蓋材料的近外氣表層溫度與裸露表土 溫度比較時,會因材料本身熱性質的不同而高於或低於裸露表土溫度。