Вестник Кольского научного центра РАН № 4, 2019 г.

И. Л. Калюжный, С. А. Лавров 18 http://www.naukaprint.ru/zhurnaly/vestnik/ Между собою они связаны уравнением: K = λ/ c  , (1) где c ― удельная теплоемкость сухого вещества торфа;  ― его плотность. Это позволяет, если известны две из тепловых характеристик, вычислить третью неизвестную величину. В лабораторных условиях для определения теплопроводности обычно применяют метод регулярного режима Г. М. Кондратьева [11]. Этим методом непосредственно определяют коэффициент K , а коэффициент λ рассчитывают по уравнению (1). Погрешность определения теплофизических характеристик этим методом не ниже 2–4 % в талом состоянии влаги и 5–8 % ― в мерзлом [4]. При определении показателей в лабораторных условиях промороженный монолит торфа извлекают из транспортного контейнера и разрезают на слои заданной толщины. Образец для вычисления коэффициента температуропроводности K вырезают из этих мерзлых слоев и помещают в тонкостенную медную бюксу диаметром 40 мм и высотой 70 мм. Образец размораживают и выдерживают в термостате при заданной температуре в течение 4–6 сут. В центр образца устанавливают термопару, далее проводят опыты с талым образцом по методике [11, 12], изменяя степень его увлажнения. Коэффициент температуропроводности мерзлого торфа определяется аналогично опытам при положительных температурах, однако при этом в термостатах используют жидкости, не замерзающие при отрицательных температурах. Опыты по определению удельной теплоемкости сухого вещества торфа производят калориметрическим методом смешения с использованием лабораторного калориметра и образцов торфа, помещенных в тонкостенные медные бюксы, по методике, изложенной в работе [13]. Обсуждение результатов определений теплофизических характеристик Теплоемкость деятельного слоя. Теплоемкость характеризует способность торфяной залежи к нагреву или охлаждению и равна (численно) количеству тепла, необходимого для изменения температуры единицы объема (или массы почвы) на один градус. Различают удельную и объемную теплоемкость. Удельная теплоемкость ― это теплоемкость твердой фазы абсолютно сухого вещества торфа. В табл. 1 приведены результаты ее определения в микроландшафтах неосушенных мезоолиготрофных болот: сфагново-осоково-березового и сфагново-осокового, кочковатого. На нижней границе деятельного слоя (слой 30–40 см) показатели удельной теплоемкости практически идентичные — 1,0563 и 1,0626 кДж / (кг  К). В пределах всего деятельного слоя (0–40 см) ее средние значения близки ― 1,0020 и 1,0099 кДж / (кг  К). На более низких горизонтах торфяной залежи (40–80 см) средние значения отличаются на 25,5 %, что обусловлено степенью разложения торфа и, как следствие, плотностью его сухого вещества. Между удельной теплоемкостью ( с ) и плотностью сухого вещества торфа (  ) на мезоолиготрофных болотах существует зависимость, выраженная уравнением вида: с = –0,0014  + 1,167, (2) коэффициент корреляции которой равен 0,773. Результаты определения удельной теплоемкости олиготрофных болотных массивов показали, что на нижних границах деятельного слоя сфагново-кустарничкового и сфагново-соснового микроландшафта этих болот удельная теплоемкость равна 1,0393 и 1,0086 кДж / (кг  K) соответственно (табл. 2). Ее средние значения для деятельного слоя (0–40 см) равны 1,0928 и 0,9892 кДж / (кг  К) соответственно Результаты сравнения удельной теплоемкости деятельного слоя мезоолиготрофных и олиготрофных болот свидетельствуют о практически полном их совпадении. В среднем различия не превышают 1 %. Учитывая вышеизложенное, величину удельной теплоемкости сухого вещества деятельного слоя для мезоолиготрофных и олиготрофных болот можем принять, равной 1,0235 кДж / (кг  К).