Температурные аномалии могут способствовать загрязнению воздуха в регионах и увеличению смертности во время жарких периодов летом. Повышение температуры грунтовых вод влияет на подземные экосистемы и может способствовать росту патогенов в грунтовых водах. Но подземные тепловые острова также обладают высоким потенциалом для энергоснабжения и защиты климата: энергия из подземных водоносных горизонтов может использоваться для обогрева зимой и охлаждения летом с помощью геотермальных тепловых насосов или тепловых насосов грунтовых вод.
Если этот геотермальный потенциал будет использован, часть растущего энергопотребления в городах может быть покрыта. Это уменьшит выбросы парниковых газов и, таким образом, противодействует глобальному потеплению.Поверхностные и подземные острова тепла связаны в основном теплопроводностью.
До сих пор в ходе исследований изучались отдельные тепловые острова отдельно друг от друга, поэтому мало что известно о взаимодействиях и взаимосвязях между надземной и подземной температурами. Группа ученых из Института прикладных наук о Земле (AGW) и Института метеорологии и климатических исследований — Отделение следовых газов и дистанционного зондирования атмосферы (IMK-ASF) KIT, а также ETH Zurich недавно проанализировали наземные и подземные острова тепла в четырех крупных городах Германии по отношению друг к другу. Результаты опубликованы в журнале Environmental Science.
Технология.Ученые использовали спутниковые измерения температуры поверхности, чтобы легко определить пространственные и временные параметры надземных тепловых островов. Описание подземных тепловых островов намного сложнее.
Интерполяция измерений температуры подземных вод на существующих станциях мониторинга требует много времени и средств. По этой причине требуются другие методы. Исследователи KIT и ETH сравнили надземные и подземные тепловые острова в четырех городах: Берлине, Мюнхене, Кельне и Карлсруэ. Они обнаружили пространственную корреляцию до 80%.
Корреляция в более старых городах, таких как Кельн, превышает корреляцию в относительно молодых городах, таких как Карлсруэ. Чем старше город, тем заметнее подземное потепление. Было обнаружено, что на 95% исследованных территорий температура грунтовых вод выше, чем температура поверхности.
Ученые объяснили это дополнительными подземными антропогенными источниками тепла, такими как подвалы зданий, канализация или точки обратной закачки охлаждающей воды.Следовательно, одной только измеренной со спутников температуры поверхности недостаточно для надежной оценки температуры грунтовых вод. По этой причине ученые также учли плотность населения и температуру подвала.
Им удалось оценить региональные температуры подземных вод со средней абсолютной ошибкой 0,9 Кельвина. «Этот метод может быть применен для первой оценки подземных тепловых островов и, следовательно, экологических условий в подземных водах и геотермального потенциала. Никаких сложных измерений температуры подземных вод и интерполяции не требуется», — Филипп Блюм, профессор инженерной геологии AGW , КИТ, — объясняет.Подробнее о KIT Energy Center: http://www.energy.kit.edu