Variabelen

Variabelen

De thermische geleidbaarheid van de bodem (λ) is de verhouding van de grootte van de geleidende warmtestroom door de bodem tot de grootte van de temperatuurgradiënt. Het geeft het vermogen aan van de bodem om warmte te geleiden. De thermische geleidbaarheid of weerstand van de bodem wordt beïnvloed door een groot aantal aan variabelen, waaronder:

• dichtheid
• water inhoud
• temperatuur
• samenstelling
• structuur
• mineralogie
• gehalte organische stof
• met lucht gevulde porositeit

Van de gewone bodembestanddelen of variabelen heeft kwarts verreweg de hoogste thermische geleidbaarheid en heeft lucht verreweg de laagste thermische geleidbaarheid (Zie onderstaande tabel)

Bodembestanddeel	Thermische geleidbaarheid	Thermische weerstand	Dichtheid	Specifieke warmte
	W/m.K	K.m/W	g/cm³	J/g° C
Kwarts	8,80	0,1	2,66	0,75
Kleimineralen	3,00	0,3	2,65	0,76
Organische stof in de bodem	0,30	3,3	1,30	1,90
Water	0,57	1,8	1,00	4,18
IJs (0 °C)	2,20	0,5	0,92	2,00
Lucht	0,03	40,0	0,00125	1,00

Bodemsoorten

Vaak bestaat de meerderheid van de zandfractie in de bodem voornamelijk uit kwarts. Zandgronden hebben dus een  hogere thermische geleidbaarheidswaarde dan andere bodems, als tenminste alle andere omstandigheden gelijk blijven. Omdat de thermische geleidbaarheid van lucht zo laag is, oefent met lucht gevulde porositeit een dominante invloed uit op de thermische geleidbaarheid van de bodem. Hoe hoger de met lucht gevulde porositeit, hoe lager de thermische geleidbaarheid (Fig. 13-4). De thermische geleidbaarheid van de bodem neemt toe naarmate het watergehalte toeneemt, maar niet op een puur lineaire manier. Voor droge grond kunnen relatief kleine verhogingen van het watergehalte het thermisch contact tussen minerale deeltjes substantieel vergroten doordat het water aan de deeltjes hecht, met als gevolg een relatief grote toename van de thermische geleidbaarheid.

Berekeningen

De soortelijke warmteweerstand van de grond is vrij lastig om te berekenen. Dit omdat het niet alleen afhankelijk is van de thermische weerstand van de losse componenten maar ook van hun geometrische vorm. Voor de berekening zijn er diverse wiskundige modellen gemaakt. De meest bekende publicaties zijn onder andere Introduction to Thermal Properties of Soils (de Vries, 1963) en Environmental Biophysics (Campbell & Norman, 1998).  Deze modellen zijn gebaseerd op mengmodellen, waarbij de algehele soortelijke weerstand als gewogen combinatie van de samengestelde weerstanden van de verschillende componenten.