پژوهشگرانی همچنین در لهستان با آنالیز بار سرمایشی و گرمایشی یک نمونه ساختمان­ خاک پناه در منطقه bozanan به نتایجی از جنبه­ تغییر جنس خاک رسیدند. آنها اذعان داشتند که هرچه پخشندگی گرمایی خاک کمتر باشد، تقاضای انرژی گرمایشی ساختمان کمتر و تقاضای انرژی سرمایشی ساختمان، بیشتر است STANIEC&NOWAK, 2011)).
۲-۸-۳- بررسی­های ویژگی­های دیگر ساختمان­های خاک پناه
در کنار بهره وری انرژی محققانی دیگر بدنبال بررسی ویژگی­های زیست محیطی و معماری شهری فضاهی خاک پناه بودند. گولانی (۱۹۹۵) اذعان داشت که فضاهای خاک پناه سطح زمین و محیط زیست را حفظ می­ کند و آن­­­­­ را برا­ی­ سبز نگه داشتن و طراحی محیط آزاد می­ گذارد(Golany, 1995). این موضوع باعث آسیب کمتری به محیط­های محلی و حتی محیط زیست جانداران وارد می­ کند. (Carmody & Sterling, 1993)
پاره­ای دیگر از تحقیقات این گونه­ ساختمانی را از جنبه تاثیر آن بر سلامتی بررسی می­ کند. گلونای و همکارانش اینطور اظهار می­ کنند که فضاهای زیرزمینی با تامین دمای محیطی مطلوب و کاهش سروصدا، نقش مثبتی در ارتقای آرامش، سرزندگی روحی و کاهش اضطراب ایفا می­ کنند.­ بر اساس تحقیقات دانشگاه مینه سوتا دوره­ بهبود بعد از عمل جراحی در بیمارستان­های­زیر­زمینی تا حدود ۲۰% کاهش می­یابد Golany, 1993)).
۲-۹- مباحث تاثیرگذار بر عملکرد فضاهای خاک پناه
ساختمانی که در میان توده­ی انبوهی از خاک قرار می­گیرد رفتاری متفاوت از ساختمان قرار گرفته در میان هوای آزاد دارد. بنابراین ساختمان­های خاک پناه چه به صورت کامل در خاک قرار بگیرد و چه به­ صورت نیمه کامل، در تعامل با عوامل و جوانب دیگری است که عملکرد آن را تحت تاثیر قرار می­ دهند. علاوه بر عواملی که برای ساختمان­های رایج مطرح است، پاره ای از عوامل در مورد این گونه­ معماری اهمیت بیشتری می­یابد. عواملی که در این بخش مطرح می­گردد به طور مستقیم بر عملکرد حرارتی، آسایش ساختمان­های خاک پناه همچنین ابعاد مهم امکان سکونت انسان، تاثیر می­گذارند. عوامل مهم و تاثیرگذار بر عملکرد فضاهای خاک­پناه به شرح زیر می­باشد.

۲-۹-۱- جهت­گیری[۱۹]
جهت­گیری برای ساختمان­های خاک پناه تنها زمانی معنا پیدا می­ کند که بازشوها و نورگذرها در جوانب ساختمان حضور پیدا کنند. بازشوها و عوامل نورگذر تبادل حرارت و عبور تابش را ایجاب می­ کنند. حضور این عناصر، جوانب ساختمان را تحت تاثیر باد منطقه و تابش خورشید قرار می­دهد. به دلیل قرار گیری خاک در بسیاری از جوانب ساختمان، قسمتی از بنا که در تعامل مستقیم با محیط بیرون است بسیار مهم می­گردد. تهویه و دسترسی­ به نور طبیعی از عوامل بسیار مهمی است که بهره­ گیری از باد منطقه و تابش خورشید کمک بسیار زیادی در این زمینه به آن می­نماید. بنابراین جهت­گیری جبهه­های دارای بازشو و عوامل نورگذر تاثیر بسیار زیادی در میزان مصرف انرژی ساختمان ایجاب می­نماید . علاوه بر تاثیر باد منطقه و تابش خورشید عوامل دیگری نیز ممکن است در جهت­گیری ساختمان مهم باشد. دید و منظر ساختمان و توپوگرافی عوامل مهمی هستند که جهت گیری ساختمان را تحت تاثیر قرار می­ دهند.
این­که کدام­یک از جبهه­های ساختمان دارای بازشو و عوامل نورگذر باشند کاملا وابسته به اقلیم و نوع کاربری است. همانند دیگر ساختمان­های رایج این موضوع بنا به نیازهای حرارتی ساختمان و کاربری آن باتوجه­به شرایط آب و هوایی منطقه تعیین می­ شود. خیرالدین (۱۹۹۱) در مطالعات خود پیشنهاد می­نماید که در اقلیم گرم جبهه­ها رو به آفتاب با خاک پوشیده شود و ورودی­ ها و پنجره­ها در پشت به آفتاب قرارگیرند. جبهه­ی رو به آفتاب با خاک پوشیده شود و ورودی­ ها و بازشو­ها و پنجره­ها در قسمت رو به آفتاب قرار گیرند تا حداکثر استفاده را از تابش خورشید بنماید .(El-Hamid & et al,1991)
۲-۹-۲- تهویه
تهویه ی طبیعی یکی از عوال مهم برای تامین هوای تازه جهت سلامتی و آسایش ساکنین است. موضوع تهویه در ساختمان­های خاک پناه به دلیل هوابندی آن توسط خاک وتغییر وضعیت دما نسبت به محیط بیرون بسیار بااهمیت می­گردد. سطح رطوبت نسبی در فضاهای­زیرزمینی عمدتا به واسطه­ ورود نم از طریق خاک پیرامون و یا اشباع شدن هوا، بالاتر می­رود. علاوه بر آن در فصول گرم سال به دلیل پایین بودن دمای هوای ساختمان خاک پناه نسبت به هوای بیرون ، سطح رطوبت نسبی بالا، آسایش ساکنین را دچار اختلال می­ کند. همچنین این موضوع ممکن است باعث تعریق در جداره­ها و بسیاری از نواحی سردتر گردد و موجب ایجاد پوسیدگی نیز گردد.
تهویه و دورکردن رطوبت اضافی از ساختمان موضوع کاملا ضروری است. توجه به این امر و پیش بینی نحوه ی انجام این موضوع باید از قبل اندیشیده شود. علاوه بر تهویه به­وسیله­ دستگاه­های مکانیکی و رطوبت گیرها، عناصر غیرفعالی نظیر شومینه خورشیدی و نسل جدید بادگیرها نیز می ­تواند برای بسیاری از مناطق بکار روند. همچنین طراحی ساختمان بصورت گونه ی دارای بازشو­های روبرو امکان استفاده از تهویه ی طبیعی را فراهم می­ کند.
۲-۹-۳- نور طبیعی
تامین نور طبیعی برای ساختمان­های خاک پناه بسیار مشگل­تر از گونه ساختمان­های رایج بر روی سطح زمین ­ا­ست. حضور نورطبیعی یکی از مسائل روانشناختی است که اعظم کاربران نیاز به آن­را اذعان دارند (Al-Neama,2011). عدم وجود پنجره و تاریکی ممکن است نوعی ترس و فرار را برای کاربران تداعی کند که مانع پذیرش آن گردد. با این که بسیاری از گونه های ساختمان خاک پناه بازشو­ها و نورگیر­های نسبتا وسیعی دارند اما در برخی از فضاها نیز ممکن است دسترسی به نور با مشکل مواجه شود. با این حال نمونه ای از لوله­های نوری می ­تواند تاحد بسیار مناسبی نور فضاهایی که به بازشو دسترسی ندارند را تامین کند و در مصرف انرژی الکتریکی برای عدم استفاده از نور مصنوعی صرفه جویی کند (Shin & yun & kim, 2011).
۲-۹-۴- ویژگی­های فیزیکی خاک
دمای هوا در طول سال دارای نوساناتی است که این نوسان در زیر لایه های خاک متفاوت است. الگوی سالانه­ی دمای پوسته­ی زمین به صورت یک موج سینوسی است که دامنه­ نوسان آن با عمق رابطه­ای عکس دارد. الگوی نوسان دمای زمین تقریبا مشابه نوسان دمای سالانه­ی هواست که برای اقلیم های مختلف تفاوت دارد. میزان انتقال حرارت از طریق خاک تفاوت اساسی با هوای پیرامون آن دارد. خاک به واسطه­ جنس، بافت، رطوبت و چگالی خود رفتار متفاوت تری در برابر انتقال حرارت دارد (van Dronkelaar,2013) و (قیابکلو،۱۳۹۲) .تمامی این عوامل دست به دست یکدیگر می­ دهند و محیطی خاص را پیرامون ساختمان خاک پناه بوجود می­آورند. خواص فیزیکی خاک و چگونگی اندر کنش آن با محیط پیرامون در بخش بعد به تفصیل شرح داده خواهد شد.
۲-۱۰- مکانیزم تبادل حرارت میان ساختمان خاک پناه و محیط
۲-۱۰-۱- مفاهیم موثر در انتقال حرارت جداره­ها
انتقال حرارت در جریان ناشی از اختلاف دما ایجاد می­گردد. هرگاه اختلاف دمایی در درون یک ماده یا بین دو ماده وجود داشته باشد، انتقال حرارت رخ می­دهد. به ­دلیل وجود اختلاف درجه حرارت در فضای داخل ساختمان و محیط بیرون، حرارت از طریق جداره­های ساختمان به بیرون و یا بالعکس منتقل می­گردد. بخش اعظم تلفات حرارت در ساختمان از طریق جداره­های ساختمان(دیوارها، سقف، کف و پنجره­ها) صورت می­گیرد .در کنار این موضوع ساختمان علاوه بر اتلاف، حرارت را دریافت نیز می­نماید[۲۰]. این موضوع باعث تعاملی میان ساختمان و محیط اطراف آن می­گردد. چگونگی انتقال حرارت در پوسته­ی ساختمان وابسته به خاصیت مصالح تشکیل دهنده آن است که چگونگی انتقال حرارت از لایه های آن را تعریف می­نماید. بدیهیست درک این موضوع وابسته به فهم پاره ای از خواص فیزیکی مصالح است که رفتار حرارتی ساختمان را به خوبی تبیین می­نماید.
۲-۱۰-۱-۱- اینرسی حرارتی
یکی از پارامترهای تاثیرگذار در عملکرد حرارتی ساختمان، که توسط آن میتوان از انرژی خورشید بهره گرفت اینرسی حرارتی است. طبق گفته گیوونی ایده اینرسی حرارتی روزانه[۲۱]، توسط بالکومب (۱۹۸۲) برای ارزیابی ظرفیت حرارتی، جهت ذخیره ی انرژی خورشیدی در جذب مستقیم بیان شده است (گیوونی، ۱۹۹۷). اینرسی حرارتی ساختمان، تابعی از چگالی ( ρ) و ظرفیت حرارتی ( cp) جداره­های فضا می­باشد[۲۲] (Gregory& Moghtaderi & Sugo,2008). این مشخصه بیانگر توانایی مواد در ذخیره­سازی انرژی و آزاد سازی آن در طول زمان است. همچنین مواد و مصالحی که از اینرسی حرارتی بالایی برخوردارند، توانایی ذخیره سازی انرژی بیشتری را نیز دارند
.(Aste, Angelotti, Buzzeti,2009) این مواد همچنین دامنه نوسانات دمایی محیط را کاهش می­ دهند که این نسبت تحت عنوان عامل کاهش[۲۳] شناخته می­گردد. پارامتر حائز اهمیت دیگری که به اینرسی حرارتی جداره ها وابسته است تاخیر زمانی است که نشان دهنده اختلاف زمانی بین وقوع ماکزیمم دما در دو سمت جداره استKoray,2002) ) و (Asan,2006). هر چه اینرسی حرارتی دیوار بیشتر باشد، حرارت با سرعت کمتری از خارج به طرف داخل انتقال می­یابد. در نتیجه، سطوح داخلی با تاخیر بیشتری به حداکثر دمای خود نسبت به سطوح خارجی می­رسند (معرفت و همکاران،۱۳۹۰). در واقع زمان تاخیر[۲۴] باعث می شود در ساعاتی که حداکثر دما اتفاق می­افتد، حرارت در دیوار های خارجی نفوذ کرده و در همان جا ذخیره شود و هنگام عصر و شب که هوا نسبتا خنک می­گردد، از آن آزاد گردد. در فصل زمستان و بویژه در مناطق سرد که به طور کلی دمای هوای خارج کمتر از دمای هوای گرم شده داخلی است، اینرسی حرارتی مصالح ساختمانی دامنه نوسان دمای هوای داخلی آن را کاهش می­دهد. ولی در تابستان در مناطق گرم که سطوح خارجی ساختمان هنگام روز گرمتر و هنگام شب سردتر از هوای داخلی است، اینرسی حرارتی علاوه بر آنکه در کاهش تبادل حرارت داخلی و خارجی موثر است، در جهت حرکت حرارت نیز تاثیر می­ گذارد. لذا در مناطقی که تاثیرات روزانه دمای هوا و شدت تابش آفتاب زیاد است ( مانند مناطق گرم و خشک)، ساختمانی با اینرسی حرارتی زیاد می تواند به میزان قابل توجهی وضعیت حرارتی هوای داخل خود را تنظیم نماید. بنابراین با انتخاب مصالح حرارتی مناسب برای یک ساختمان، هم می­توان نوساناتی را که در اثر گرم و سرد شدن سطوح خارجی در معرض تابش آفتاب و در تماس با هوای خارج و داخل بوجود می ­آید، کنترل کرد و هم نوساناتی را که در اثر تابش مستقیم آفتاب از میان پنجره­ها و نفوذ هوا از درز پنجره­ها و گرمایی که در اثر فعالیت داخل ایجاد می­ شود. با این حال باید توجه داشت که ظرفیت حرارتی زیاد در مناطقی که مشکل گرمای هوای داخلی معمولا در شب ها نیز وجود دارد( مانند مناطق مرطوب ساحلی) مناسب نیست (کسمایی،۱۳۹۱)و(قبادیان وفیض نوروزی،۱۳۹۰) (Kontoleon, Bikas,2006), و (Givoni,1997) .
۲-۱۰-۱-۲- رابطه ضخامت پوسته­ها، اینرسی حرارتی و وضعیت حرارتی هوای داخلی
همان­طور که پیشتر ذکر شد، اینرسی حرارتی یک دیوار نتیجه چگالی، ضخامت و گرمای ویژه مصالح آن است. اما نتایجی که در اثر تغییر وزن مخصوص مصالح و یا تغییر ضخامت یک دیوار در وضعیت حرارتی آن ایجاد می­ شود، کاملا متفاوت است. به طور کلی اینرسی حرارتی تقریبا بر اساس وزن مصالح مشخص می­ شود. با متراکم کردن مصالح برای افزایش جرم حجمی ، ضریب هدایت حرارتی نیز افزایش می­یابد و در نتیجه باعث کاهش اینرسی حرارتی می­ شود. بنابراین ، این موضوع فقط تا حد کمی در بهبود وضعیت پوسته های ساختمان تاثیر می­ گذارد. اما هنگامی که به منظور افزایش اینرسی حرارتی دیوارها به ضخامت آن افزوده شود، مقاومت حرارتی دیوار نیز به نسبت افزایش می­یابد و در نتیجه تاثیر آن در شرایط هوای داخلی تا حد زیادی افزوده خواهد شد. بر اساس محاسبات و بررسی­های نظری، میزان نوسان درجه حرارت هوای داخلی یک ساختمان با تغییر ضخامت دیوارهای آن تغییر می­ کند و در نتیجه با افزایش ضخامت دیوارهای یک ساختمان، حداکثر دمای هوای داخلی کاهش و حداقل دمای آن افزایش می­یابد.
علاوه بر تمام موارد ذکر شده، تاثیر ضخامت دیوارها در کنترل دمای سطوح و درجه حرارت هوای داخلی یک ساختمان به شرایط تهویه طبیعی در آن ساختمان و رنگ سطح خارجی دیوارها نیز بستگی دارد نیست(کسمایی،۱۳۹۱)و(قبادیان وفیض نوروزی،۱۳۹۰) و (Givoni,1997) و
( Kontoleon, Bikas,2006) .
۲-۱۰-۱-۳- تاثیر تابش آفتاب بر حرارت داخلی ساختمان
تابش خورشید همیشه برای ایجاد روشنایی طبیعی در ساختمان لازم است ولی از آنجا که این تابش در نهایت به حرارت تبدیل می­ شود، میزان تابش مورد نیاز برای هر ساختمان باید با توجه به نوع آن و شرایط اقلیمی آن تعیین شود. گرمای تبادل یافته بین ساختمان و محیط پیرامون بوسیله ی دریافت و اتلاف از طریق پوسته­ها رخ می­دهد .(Givoni,1997) سقف و دیوارهای جانبی ساختمان، فضای داخلی را از محیط اطرافش جدا می­سازد و بدین طریق، ساختمان از تاثیر مستقیم عناصر اقلیمی مانند دما و رطوبت هوا، باد، تابش آفتاب و بارش­های جوی بر فضای داخلی آن در امان می­ماند. ولی در هر صورت، هر یک از این عوامل از طریق تاثیر بر جداره­های خارجی ساختمان، هوای داخلی آن را تحت تاثیر قرار می­ دهند. لذا حرارتی که در اثر تابش آفتاب، در سطوح خارجی یک ساختمان جذب می­ شود، با تغییراتی به سطوح داخلی و سرانجام به هوای داخلی انتقال می­یابد و باعث تغییر دمای هوای آن می­ شود (کسمایی،۹۱) .
۲-۱۰-۱-۴- تابش آفتاب بر انواع دیوار
تاثیر تابش آفتاب در حرارت داخلی ساختمان، به ویژگی مصالح بکار رفته در دیوارهای خارجی آن بستگی دارد. وقتی هوای داخلی ساختمان به وسیله سیستم مکانیکی کنترل نشود، نوع مصالح بکار رفته در ساختمان نقش مهمی در تامین آسایش ساکنین آن بازی می­ کند. حتی در زمانی­که هوای داخلی ساختمان به­وسیله سیستم مکانیکی کنترل شود، کیفیت مصالح ساختمانی بکار رفته، تاثیر زیادی در حرارت دفع شده یا جذب شده ساختمان دارد و علاوه برتامین آسایش ساکنین، در بازدهی اقتصادی وسایل مکانیکی موثر است (کسمایی،۹۱). بنابراین لازم است با توجه به نوع ساختمان و شرایط اقلیمی، مصالح ساختمانی مناسب به دقت انتخاب گردد (کاری،۱۳۹۱) .
دمای هوای خارج و میزان تابش آفتاب، دارای یک دوره تغییرات روزانه است و الگوی این تغییرات به موقعیت جغرافیایی محل بستگی دارد. افزایش دمای هوای خارج باعث گرم شدن سطح خارجی دیوارهای جانبی ساختمان می­ شود. همزمان با افزایش دمای دیوار، آفتاب نیز بصورت مستقیم و پراکنده به ساختمان می­تابد. قسمتی از پرتو تابیده به دیوار در اثر برخورد به سطح آن منعکس می­ شود و مقدار باقیمانده در آن جذب شده، باعث گرم شدن آن می­ شود .(Givoni,1997) در این حالت، جهت جدارها در مقدار تابش دریافت شده و در نتیجه، مقدار حرارت ایجاد شده در آنها کاملا موثر است. به همین دلیل، در دیوارها و بام ساختمان، تحت تاثیر تابش آفتاب، دمای متفاوتی ایجاد می­گردد (کسمایی،۹۱).
با افزایش تابش و دمای هوای خارجی، دمای سطح خارجی جدارها به حداکثر میزان خود می­رسد. پس از کاهش شدت آفتاب و خنک شدن هوا جدارها نیز شروع به سرد شدن می­ کنند و لایه­ های جدار به تدریج حرارت خود را از دست می­ دهند. بدین ترتیب، جدارهای ساختمان در طول روز یک دوره گرم و سرد را طی می­ کند. البته دامنه نوسان این دوره گرم و سرد شدن، برای سطوح داخلی و خارجی برابر نیست. نوسان دما در سطوح داخلی همیشه کمتر از سطوح خارجی است و سطوح داخلی نیز، مدتی پس از سطوح خارجی به حداکثر و حداقل دمای خود می­رسند (Pupeikis,2010).
۲-۱۰-۲- نحوه تبادل حرارت میان ساختمان خاک پناه و محیط پیرامون
چگونگی رفتار حرارتی زمین و پدیده ­های در ارتباط با آن موضوعی است که مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. خیرالدین(۱۹۹۱) اظهار کرد که زمین یک عایق طبیعی در دسترس است و فضاهای زیر زمینی انرژی را به بهترین نحو ذخیره می­ کنند. بر طبق این گفته او زمین را می­توان یک تعادل­گر دما نامید (El-Hamid & et al,1991) .گولانی نیز در سال ۱۹۹۵ اظهار کرد که خاک دو عملکرد حرارتی جداگانه دارد. بدین صورت که اگرخاک در ضخامت کم در اطراف ساختمان استفاده گردد به عنوان یک عایق عمل می­ کند و اگر توده­ی عظیمی از آن پیرامون ساختمان قرار گیرد مانند یک انباره­ی حرارتی عمل می­ کند. بنابراین خاک گرمای ذخیره شده در خود را می ­تواند در مواقع لزوم، در امر سرمایش و گرمایش بکار ببندد. علاوه بر آن بر طبق مطالعات گولانی فضاهایی که در ارتباط مستقیم با پوسته­ی خاکی قرار می­گیرند یک خرد اقلیم با دمای تقریبا ثابت در نوسان های شدید دمایی بیرون، به ­وجود می­آورند (Golany,1995). مسائل مربوط به تبادل حرارت بین زمین و ساختمانی که در آن بنا می­گردد، بسیار پیچیده تر از تبادل حرارتی بین فضای داخلی و خارجی مجاور هوا است. زمانی­که سطوح گسترده­­ی ساختمان با خاک تماس پیدا می­ کند، در واقع دیگر محیط انتقال حرارت از طریق جداره ها، مانند ساختمان­های معمولی، انتقال از حجم هوای داخلی به هوای خارجی نیست. به بیان دیگر محیط انتقال حرارت در این مورد تغییر کرده است و بحث انتقال حرارت از محیط جامد و صلب خاک به هوای داخل ساختمان و بلعکس پیش می ­آید. همچنین دمای خورشید، آسمان و هوا به واسطه­ تبادل حرارتی با ساختمان تغییر نمی­کند در حالی­که دمای زمین و نتیجه ی قابلیت آن بعنوان یک ظرف تخلیه­ی حرارتی علاوه بر سایر عوامل جوی، به طور قابل ملاحظه­ای تحت تاثیر ساختمانی است که در آن احداث شده است(قبادیان و فیض نوروزی،۱۳۹۰) . برای درک صحیح نحوه تبادل حرارت میان ساختمان خاک پناه و محیط پیرامون علاوه بر چالش­هایی که در زمینه­ انتقال حرارت از میان جدارها و خواص فیزیکی آن پیش می ­آید، شناخت مکانیزم تبادل حرارت در محیط کلی انتقال حرارت پیرامون ساختمان گونه­ خاک پناه نیز ضروری است.
۲-۱۰-۲-۱- مکانیزم تبادل حرارت از خورشید تا عمق زمین
با تابش خورشید بر روی زمین و محیط پیرامون آن بخشی از امواج جذب می­شوند، بخشی در میان ذرات هوا و ابر پراکنده می­گردند و بخشی هم به سمت آسمان بازتابش می­شوند. میزان زیادی از تابشهای الکترو مغناطیسی خورشید بوسیله ی زمین جذب می­گردد. توده­ی زمین امواج الکترومغناطیسی جذب شده را به گرما با طول موج بلندتر تبدیل می­نماید. سپس پوسته ی زمین بخشی از این امواج را به سمت محیط بیرون می­تاباند و بخشی را به سمت لایه های داخلی جریان می­دهد (Bonan,2002).

تصویر ۸- تعامل بین پوسته­ی زمین و تابش خورشید [۲۵]
موج­های بلند گرمایی در طول تابستان بدلیل بالاتر بودن دما و تابش خورشیدی به سمت عمق خاک جریان می­یابند و بوسیله­ی خاصیت بالای اینرسی حرارتی خاک در آن ذخیره می­گردند. با سردشدن هوای مجاور گرمای ذخیره شده در عمق خاک به سمت محیط بیرون جریان می­یابد. این موضوع یک چرخه­ی گرمایی طولانی مدت بین فصول سرد و گرم ایجاد می­ کند (تصویر۸).
۲-۱۰-۳- بررسی رفتار حرارتی خاک
بیش از یک قرن است که تحلیل­های مربوط به دمای زمین موضوع مطالعه بسیاری از علوم بوده است. “لرد کلوین” در سال ۱۸۶۱ مطالعات خود را تحت عنوان ” مشاهدات بر کاهش دمای زمین” به چاپ رسانید (قبادیان و همکاران،۱۳۹۰) بررسی دقیق چرخه­ی تبادل حرارت میان زمین و محیط پیرامون آن، نیازمند شناخت آگاهانه­ی عوامل موثر بر این پدیده هستند. پوسته­ی زمین متشکل از لایه­ های خاکی است که رفتار اجزای آن نقش تعیین کننده ­ای در مسیر جریان حرارت دارد. همانطور که گفته شد نوسان دمای محیط بر روی دمای پوسته­­ی زمین تاثیر می­ گذارد و آنرا دستخوش تغییرات می­نماید. الگوی سالانه­ی دمای پوسته­ی زمین به­ صورت موجی سینوسی بوده و منحنی تغییرات آن در اعماق مختلف بیانگر این مطلب است که هرچه عمق زمین بیشتر شود، میزان تغییرات دمای خاک در طول سال دارای نوسانات کمتری است و تقریبا از دمای میانگین هوای سالانه­­ی منطقه ی موردنظر تبعیت می­نماید. برای تخمین دمای خاک در اعماق مختلف در طول سال روش­های متعددی ارائه شده است. سرانجام لبز رابطه ای ریاضی را برای توصیف ارتباط میان عوامل موثر بر انتقال حرارت خاک در عمق و زمان­های مختلف تعریف کرد. رابطه­ او توصیفی کامل از ارتباط میان دمای خاک با توجه به زمان، میانگین دمای سالانه­ی هوا و ضریب نفوذ گرمایی خاک بیان می­ کند (لبز ۱۹۷۹). امروزه این فرمول پایه­ محاسبات حرارتی دمای خاک می­باشد (رابطه­ ۱).
رابطه (۱):
= دمای خاک در عمق و زمان مورد نظر ( (
d= عمق خاک از سطح زمین (m)
Tm = میانگین سالانه­ ی دمای زمین ( (
t = شماره روز موردنظر از اول ژانویه
t0 = شماره روز سردترین روز سال از اول ژانویه
As = دامنه­ موج دمای هوا = اختلاف متوسط دمای گرمترین و سردترین روز سال / ۲
α = ضریب نفوذ گرمایی خاک (m2/day) که از رابطه­ ۲ بدست می ­آید.

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...