Głównym celem przeprowadzonych badań było uzyskanie wymiernych, ilościowych danych o rozkładzie przestrzennym i zmianach temperatury powierzchni terenu w cyklu dobowym. Tego rodzaju dane są niezbędne do ustalenia metodyki wykonywania obserwacji termowizyjnych, m.in. dla potrzeb termalnego monitoringu środowiska. Pole testowe stanowił fragment (300 × 200 m) południowego zbocza o nachyleniu około 20%, z wyraźną poprzeczną ondulacją powierzchni i jednolitą pokrywą gleb lessowych. Strukturę użytków rolnych stanowiły pola o odkrytej powierzchni gleb, trwałe użytki zielone oraz pola w różnym stopniu pokryte roślinnością uprawową. Zgodnie z przyjętą metodyką obserwacje termowizyjne wykonywano w cyklu całodobowym rejestrując co godzinę termogramy obejmujące obszar pola testowego. Zestaw danych analitycznych stanowiły wyniki punktowego pomiaru temperatur na termogramach każdej serii obserwacyjnej. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, że poziom oraz amplituda temperatury dobowej zależą wyraźnie od ukształtowania i cech strukturalnych powierzchni terenu oraz od rodzaju i stopnia pokrycia roślinnością. Zmienność temperatury gruntu w czasie zależy głównie od dynamiki procesów cieplnych, natomiast zróżnicowanie temperatury odkrytych gleb jest związane przede wszystkim z ukształtowaniem powierzchni terenu. Stwierdzono, że dla detekcji anomalii termicznych o różnej genezie termogramy należy wykonywać tuż przed wschodem słońca, natomiast najlepsze warunki rejestracji termograficznej dla interpretacji cech strukturalnych powierzchni terenu istnieją pomiędzy godziną 13 i 14, kiedy to temperatura powierzchni gruntu osiąga swoje maksimum. Przedstawiono również dwa przykłady zastosowania w praktyce opracowanej metodyki dla wykrywania anomalii towarzyszących naturalnym procesom geotermicznym
EN
The main goal of the study presented was to obtain the measurable, quantitative data related to spatial temperature distribution and temperature changes on a real terrain surface during a day and night. This kind of data have been essential for methodology principles definition of the thermovision registrations for environmental monitoring purposes. As a study area a part (300 × 200 m) of south-facing slope (about 20 %) characterized by clear cross-undulated form of barren soil surface mixed with different type of vegetation cover was selected. According to methodology being used a thermal imaging have been taken at every hour during a day and night time. Analytical data set was created by point temperature measurements on all thermograms. Analysis of the investigation results indicated that diurnal temperature amplitude and temperature level are strongly depended on texture of the terrain surface and also on type and density of vegetation cover. It has been also stated that the ground temperature changes in time are mainly depended on the dynamics of thermic process, while the temperature differences of the bare soils are connected with mezorelief of the test area. In order to detect the thermal anomalies different in origin, the thermograms should be done just before sunrise, while the thermograms taken between 2 and 3 o`clock p.m. have been provided an unique information for structural features interpretation of the terrain surface, when the peak of ground temperature is observed. In addition, two examples of application this methodology for the thermal anomalies detection connected with natural phenomena are presented.
Praca dotyczy metodyki pomiaru temperatury radiacyjnej naturalnej trawiastej pokrywy roślinnej oraz zastosowania tego pomiaru do oceny stresu wodnego roślin. Celem pracy było zbadanie wpływu stanu energetycznego wody na kształtowanie się temperatury radiacyjnej naturalnej pokrywy roślinnej w doświadczeniu laboratoryjnym i polowym. Obiekt badań stanowiły dwie maksymalnie zróżnicowane gleby z naturalną roślinną, pokrywą łąkową. Do pomiaru temperatur radiacyjnej stosowano systemy termowizyjne AGA 680 (3-5.5 (μm) i AGEMA 880 (8- 13 μm). Różnica między temperaturą radiacyjną badanej pokrywy roślinnej i znajdującej się w komfortowych warunkach wodnych jest dobrym wskaźnikiem stresu wodnego roślin, determinowanego przez potencjał wody glebowej, jako czynnika fizycznego decydującego o jej dostępności dla roślin. Różnica temperatur w odniesieniu do warunków komfortu wodnego wzrasta do około 2°C, gdy wartość potencjału wody w glebie przekracza pF 3,7, co odpowiada zakresowi wody trudno dostępnej dla roślin, osiągając maksymalne wartości sięgające 7°C przy pF 4,2, co odpowiada punktowi trwałego więdnięcia roślin.
EN
The study concerns the method of radiation temperature measurements of natural meadow plants and the application of these measurements to estimate the waler stress of plants. The aim of this study was to investigate the influence of the water energy state on radiation temperature in laboratory and lysimetric experiments. The investigations were performed on two extremely differentiated soils with natural meadow plant cover. The radiation temperature measurements were performed with the use of AGA 680 Thermovision system (3-5,5 μm) and AGEMA 880 System (8-13 μm). The radiation temperature difference between the investigated plant cover and the one in comfort water conditions is a good indicator of water stress of plants, which is determined by soil water potential, as a decisive physical factor of its accessibility for plants. The temperature differences referring to water comfort conditions increase to 2°C when the value of soil water potential exceeds pF 3,7, which corresponds to the range of unavailable water for plants, having the maximum value of 7ºC with pF 4,2, which corresponds to the plant wilting point. Keywords, plant water stress, radiation temperature, water content of the soil, soil water potential.
Hyperspectral remote sensing is still being discovered as a tool about analytical possibilities for the research on areas about diversifi ed character, like mountain areas. This study investigated the relationship between spatial variability of surface temperature of the Gąsienicowa Valley (the Tatra Mountains) and chosen components of the natural environment, such as: near-surface lithology layers, soil surfaces, land cover types, altitudes, slopes and aspects. Image of the surface radiation temperature was processed basing on the Digital Airborne Imaging Spectrometer (DAIS 7915) data. Thematic layers were: acquired from the Tatra National Park GIS Office (geology, lithology and soil layers), generated from DTM (altitude, slopes and aspects) and created from the DAIS RGB compositions data (land cover). The analysis of relationship between components and surface temperatures were measured by the power connection index (Richling, 1983) and connection index (Zagajewski, 2003). It has been stated that the greatest power of connections occurred between the radiation temperature and the soil surface, however on the majority surface of the Gąsienicowa Valley temperature responses most strongly to the land cover type.
W pracy dokonano analizy statystycznej metodą regresji wielokrotnej wpływu czynników meteorologicznych i glebowych na wartości temperatury radiacyjnej pokrywy roślinnej. Stwierdzono, iż wprowadzenie do modelu regresji wielokrotnej potencjału wody glebowej jako zmiennej niezależnej poprawia dokładność predykcyjną modelu w przypadku, gdy zmienną zależną jest różnica temperatury pokrywy roślinnej w sytuacji stresu wodnego i przy nieograniczonej dostępności wody glebowej. Przedstawiono zależność temperatury powierzchni roślin od temperatury powietrza, prędkości wiatru, radiacji słonecznej i potencjału wody glebowej.
EN
In this study the statistical analysis was performed, using the multiple regression, of the impact of meteorological and soil parameters on radiation temperature of plant cover. It was stated that including into the model soil water potential as an independent variable of multiple regression, improves its predictive precision in case when the dependent variable is the difference of crop temperature in the conditions of water stress and under unlimited availability of soil water. The relation between crop temperature and air temperature, wind speed, solar radiation and soil water potential is presented.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.