Celem pracy jest charakterystyka dziennego oraz terminowego ( w wybranych terminach doby) przebiegu temperatury gleby na powierzchni gruntu oraz na wybranych głębokościach gleby w Ogrodzie Botanicznym w Krakowie w 2008 roku. Dane dotyczące temperatury gleby oraz odnoszące się do poszczególnych parametrów meteorologicznych, na podstawie których dokonano charakterystyki pogody na stacji w 2008 roku pochodzą ze Stacji Naukowej Zakładu Klimatologii IGiGP UJ. Należą do nich: średnie, minima oraz maksima temperatury powietrza, dzienne sumy usłonecznienia rzeczywistego, wysokość pokrywy śnieżnej a także kody określające stopień uwilgotnienia gleby na poziomie gruntu. W pracy wykorzystano także kalendarz sytuacji synoptycznych dla dorzecza Górnej Wisły autorstwa T. Niedźwiedzia, który umożliwił określenie typu cyrkulacji dominującej w danym dniu. Przedstawiony został wpływ poszczególnych elementów meteorologicznych na reżim termiczny gleby. Średnia roczna temperatura gleby na powierzchni gruntu wyniosła 12,7°C.Wyraźny wzrost średniej temperatury gleby na tym poziomie stwierdzono od stycznia do czerwca, od lipca natomiast stopniowy spadek. Najchłodniejszy był styczeń, średnia temperatura miesięczna wyniosła -1,1°C, najcieplejszy czerwiec (26,3°C). Minimalna temperatura przypadła na styczeń (-11,1°C), maksymalna wystąpiła w czerwcu (60°C) podobnie jak najwyższa amplituda (49,3°C). Uśredniona wartość roczna temperatury na poziomach 2-50 cm wyniosła 11,5°C a najwyższa średnia roczna odnosiła się do 5 i 50 cm głębokości (11,7°C). Najniższa średnia roczna wyliczona została na poziomie 20 cm (11,1°C). Zaobserwowany został spadek wartości amplitudy rocznej temperatury wraz z głębokością wynosząc od 23,1°C (2 cm) do 18,1°C (50 cm) zgodnie z jednym z praw Fouriera. Temperatura maksymalna na poziomach 2-50 cm wystąpiła w lipcu, czyli z miesięcznym opóźnieniem w stosunku do maksymalnej temperatury na powierzchni gruntu. Zmiana kierunku strumienia ciepła w glebie najczęściej występuje w marcu (od powierzchni w głąb) oraz we wrześniu (od głębszych warstw ku powierzchni). W dniach upalnych (tmax>30°C) i gorących (tmax>25°C) w terminie południowym temperatura minimalna wystąpiła na 50 cm głębokości, natomiast w terminie wieczornym (18:00 UTC) wzrost wartości notuje się do poziomu 5 lub 10 cm głębokości a następnie spadek w głąb profilu. W dniach mroźnych (tmax<0°C), niezależnie od terminu pomiaru, wartości temperatury wzrastają wraz z głębokością, osiągając maksima na najgłębszym z poziomów. Największe przyrosty temperatury notowane są pomiędzy poziomami 0 a 2 cm głębokości. Porównując dni o podobnych parametrach innych elementów meteorologicznych, ale wyraźnie różną liczbą godzin słonecznych można stwierdzić, że największe różnice w przebiegu dobowym temperatury gleby wystąpiły w terminie południowym (12:00 UTC) na poziomach 0-20 cm, na poziomie 50 cm głębokości nie zauważono żadnych różnic. Porównując dzień z pokrywą śnieżną z dniem bez pokrywy można zaobserwować systematyczny przyrost wartości temperatury na kolejnych poziomach głębokości w dniu z szatą śnieżną. Najmniejsze różnice temperatury zaobserwowano podczas obserwacji południowych, największe natomiast o godzinie 6:00 UTC. Na najgłębszym poziomie (50 cm) reakcja gleby po krótkotrwałych ciągach (2, 3-dniowych) dni upalnych nie występuje, stwierdzono ją natomiast po dłuższych ciągach (11-dniowych) dni gorących. Można więc wnioskować, że bardziej znacząca jest liczba dni w ciągu aniżeli wartość średnia maksymalnej temperatury. Zmiany w przebiegu elementów meteorologicznych powierzchniowych warstw gleby są wynikiem wymiany z powietrzem w przygruntowej warstwie, dlatego też wahania w przebiegu temperatury gleby na wyższych poziomach bywają odzwierciedleniem aktualnie panujących warunków atmosferycznych. Stosunki cieplne gleby zależą przede wszystkim od wielkości dopływu energii słonecznej oraz absorpcyjnych zdolności gleby uzależnionej od rodzaju powierzchni czynnej.
The aim of this thesis is to present a characteristic of the annual and daily (selected hours of the day) course of soil temperature when compared on the ground and at a few depth levels in the Botanical Garden in Cracow in 2008. All of the data, which was obtained from the Field Research Station of the Climatology Department in the Botanical Garden in Cracow, part of which involves weather conditions whereas the other is strictly associated with soil temperature. The data series contain daily average, minimum and maximum temperature of the air; daily sum of total sunshine duration; height of the snow cover, and codes, which refer to the amount of moisture contained in soil (especially on the ground level). In order to determine the type of circulation, the calendar of synoptic circulation was used for the Upper Vistula basin.The thesis sought to depict the influence of meteorological elements on the temperature regime in soil. The mean annual soil temperature on the ground amounted to 12,7°C. A considerable increase of average temperature on the ground was noted from January to June, followed by a consequent decrease starting in July. The minimum temperature was registered in January (-11,1°C), the maximum temperature as well as the highest amplitude were noted in June (60,0; 49,3°C). The highest average temperatures on the ground were registered at 5 and 50 cm depth (11,7°C) with the lowest noted at 20 cm depth (11,1°C). A significant decrease of annual amplitude values (23,1°C at 2 cm depth and 18,1°C at 50 cm depth) is consistent with one of Fourier’s laws. The maximum temperature between 2-50 cm depth was registered in July, with a one month-delay to ground level. The change of heat flux direction occurs twice a year: in March (from the surface down the soil profile) and in September (inversely). During a hot day (tmax> 25°C) and a very hot day (tmax>30°C) at 12:00 UTC, the minimum temperature was registered at the deepest (50cm) level, but at 18:00 UTC an increase in temperature was noted at 5 or 10 cm depth and subsequently the temperature decreased when moving downwards to deeper levels During a frosty day (tmax<0°C) the temperature rose proportionally to depth at any time, but the largest increase was noted between 0 and 2 cm depth. If we compare the days with similar meteorological parameters but different number of hours with sunshine duration, we will observe considerable differences between 0-20 cm depth during the midday hours, and no disparity at 50 cm depth. If we compare the days with and without the snow cover, we will notice that temperature rises proportionally to depth. During these two selected days, the smallest differences were registered at noon and the biggest at 6:00 UTC. The study shows that the reaction of the soil at the lowest level (50 cm) is greater after a long sequence of hot days than after a shorter sequence of very hot days. Thus, it can be concluded that the number of days in a sequence is more significant than the temperature registered on “characteristic days”.The changes of meteorological elements on the surface are result of the exchanges with the air above the ground. This is why fluctuations of soil temperature, which occur closer to the surface, are reflected in the current weather conditions. Temperature regime depends on the kind of active surface, the amount of solar energy and absorption properties of the soil.
