監(jiān)測土壤溫濕度對于氣候天氣及全球變暖的作用

全球變暖是一個受到媒體廣泛關(guān)注的話題，尤其是在夏季炎熱的日子里。二氧化碳（CO2）在大氣層中阻止熱能逃逸到外層空間被稱為溫室效應。大氣中的二氧化碳含量越高，可以逸出的熱能就越少，從而導致全球溫度升高。

常規(guī)使用型號：CS655、EC-5、TDR350、CS257等

幾十年來，環(huán)境科學家一直在通過檢查碳循環(huán)以及大氣二氧化碳的來源和匯（去除）來確定人為（人為引起的）和自然排放與全球熱預算之間的趨勢。

全球碳循環(huán)、天氣和氣候都受到土壤濕度的嚴重影響。土壤既可以是大氣一氧化碳的主要來源2以及以土壤水分為驅(qū)動力的主要碳儲存庫。事實上，一氧化碳的量土壤排放量是人類化石燃料排放量的十倍。

土壤濕度、溫度和有機物濃度是土壤呼吸速率以及碳在環(huán)境中的歸宿和運輸?shù)闹饕蛩?。例如，在土壤非常干燥的干旱沙漠地區(qū)，土壤中的微生物活性降低，相反，在土壤保持水飽和的沼澤和沼澤中，會發(fā)生厭氧（無氧）條件，這也會影響土壤呼吸。土壤溫度也很重要，因為微生物活動會隨著溫度的降低而減慢。

雖然土壤呼吸是溫室氣體的主要貢獻者，但土壤也可能是一氧化碳的主要水庫或匯2通過一種稱為碳封存的過程。農(nóng)業(yè)碳封存是減少一氧化碳的蕞有策略之一2化石燃料燃燒產(chǎn)生的排放。土壤碳封存不僅為大氣中的一氧化碳濃度提供了凈匯2但它可以提高作物產(chǎn)量，最大限度地減少侵蝕，并節(jié)省與農(nóng)業(yè)相關(guān)的燃料成本。

大量的碳可以通過一種稱為保護性耕作的做法儲存在農(nóng)業(yè)用地的土壤中。保護性耕作是一種使土壤更加肥沃的策略，包括戰(zhàn)略性作物輪作、將有機物納入土壤以及最大限度地減少田地的耕作。耕作通過增加微生物的氧氣可用性來提高土壤呼吸速率，并分散聚集體，使有機物質(zhì)對這些生物更具生物利用度。如果盡量減少耕作，對肥料的依賴就會減少。

除了施肥外，土壤有機成分的增加將增加孔隙度，使植物根部更容易獲得水分。換句話說，通過保護性耕作，可以將二氧化碳從大氣中取出并放入土壤中以提高作物產(chǎn)量。

人們無法討論全球碳循環(huán)和大氣CO的匯2沒有提到世界海洋。海洋是大氣中最大的一氧化碳匯2;不僅僅是森林，土壤碳固存和農(nóng)業(yè)的總和。浮游植物等水生植物消耗一氧化碳2與它們的光合作用一起從水中出來。《在海水中不斷從大氣中補充一氧化碳2因為一氧化碳2可溶于水，它會與海水平衡以保持指示氣壓的恒定濃度。換句話說，海洋吸入一氧化碳2而土壤吸收碳并呼出一氧化碳2.浮游植物將用它們從一氧化碳中獲得的碳來構(gòu)建它們的細胞2.一旦水生植物開始生長，它們將被其他水生生物消耗，碳成為食物鏈的一部分。

全球碳循環(huán)確實是影響地球上氣候、地質(zhì)和食物鏈的最有趣和最復雜的現(xiàn)象之一，土壤水分是這一過程中的重要參與者。但是土壤濕度如何影響天氣呢？

土壤濕度對于預測溫度和降水都很重要。隨著溫度的升高，土壤水分的蒸發(fā)速率增加。增加的土壤水分蒸發(fā)有助于冷卻地面。

在物理學中，當事物膨脹時，它們會冷卻周圍環(huán)境。就像人的汗液冷卻人體皮膚一樣，當水從地下蒸發(fā)時，它會在壓力下膨脹，從液體變成蒸汽，冷卻白天的溫度。到了晚上，情況正好相反。土壤水分蒸發(fā)產(chǎn)生的濕度增加會增加露點（恒定壓力下發(fā)生冷凝的溫度）。

如果溫度降至露點以下，就會發(fā)生冷凝或結(jié)露，這限制了夜間低溫。當水從蒸氣變成液體時，它會進入較低的能量狀態(tài)，從而將熱能釋放到周圍環(huán)境。換句話說，事物在凝結(jié)時會變暖。以亞利桑那州和阿拉巴馬州的白天和夜間溫度為例。這兩個州都處于同一緯度，但白天高點和夜間低點有很大差異，土壤濕度是原因。

降水與土壤濕度之間也存在很強的相關(guān)性。如果由于土壤水分蒸發(fā)而空氣中有水分，低壓系統(tǒng)將冷凝水分并發(fā)生降水。如果土壤非常干燥，空氣中的可用水分就會減少，如果低壓系統(tǒng)進入，降水的可能性就會降低。

為了更好地了解我們的氣候和天氣，科學家們正在研究土壤以及它如何與海洋相適應，以確定全球氣候變化。土壤濕度的原位測量對于無數(shù)的環(huán)境模型來說是無價的，多年來，由于商用傳感器土壤傳感器的成本和可靠性，環(huán)境研究人員無法獲得土壤濕度數(shù)據(jù)。史蒂文斯多參數(shù)土壤傳感器WET150已成為世界各地許多環(huán)境科學家的重要工具，因為它具有可測量的土壤參數(shù)數(shù)量，可靠性和準確性。