от десятков до сотен метров - температура грунта держится постоянной, равной среднегодовой температуре воздуха у поверхности Земли. Судя по полученным под руководством Брюса Баффета (Bruce Buffett) данным, глобальное магнитное поле Земли на этой глубине примерно в 50 раз мощнее, чем у поверхности. Геологи предполагали: на глубине 10-15 километров скважина вскроет мантию Земли. Таблица температуры на разных глубинах Земли. Известно, что ядро Земли имеет чрезвычайно высокую температуру, для этого есть свои причины.
Луна оказалась горячее, чем считалось ранее, выяснил индийский луноход «Прагьян»
Например, одна и та же глубокая глубиной от 100 до 450 м скважина, заполненная водой, может быть как эксплуатационной, так и нагнетательной. Диаметр скважины обычно составляет 15 см. В нижнюю часть скважины помещается насос, посредством которого вода из скважины подается к испарителям теплового насоса. Обратная вода возвращается в верхнюю часть водяного столба в ту же скважину. Происходит постоянная подпитка скважины грунтовыми водами, и открытая система работает подобно замкнутой. Системы такого типа в англоязычной литературе носят название «standing column well system» рис.
Схема скважины типа «standing column well» Обычно скважины такого типа используются и для снабжения здания питьевой водой. Однако такая система может работать эффективно только в почвах, которые обеспечивают постоянную подпитку скважины водой, что предотвращает ее замерзание. Если водоносный горизонт залегает слишком глубоко, для нормального функционирования системы потребуется мощный насос, требующий повышенных затрат энергии. Большая глубина скважины обуславливает достаточно высокую стоимость подобных систем, поэтому они не используются для тепло- и холодоснабжения небольших зданий. Одно из перспективных направлений — использование в качестве источника низкопотенциальной тепловой энергии воды из шахт и туннелей.
Температура этой воды постоянна в течение всего года. Вода из шахт и туннелей легко доступна. Потребление энергии в течение следующего отопительного сезона вызывает еще большее понижение температуры грунта, и его температурный потенциал еще больше снижается. Это заставляет при проектировании систем использования низкопотенциального тепла Земли рассматривать проблему «устойчивости» sustainability таких систем. Часто энергетические ресурсы для снижения периода окупаемости оборудования эксплуатируются очень интенсивно, что может привести к их быстрому истощению.
Поэтому необходимо поддерживать такой уровень производства энергии, который бы позволил эксплуатировать источник энергетических ресурсов длительное время. Эта способность систем поддерживать требуемый уровень производства тепловой энергии длительное время называется «устойчивостью» sustainability. Для систем использования низкопотенциального тепла Земли дано следующее определение устойчивости : «Для каждой системы использования низкопотенциального тепла Земли и для каждого режима работы этой системы существует некоторый максимальный уровень производства энергии; производство энергии ниже этого уровня можно поддерживать длительное время 100—300 лет ». Проведенные в ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» исследования показали, что потребление тепловой энергии из грунтового массива к концу отопительного сезона вызывает вблизи регистра труб системы теплосбора понижение температуры грунта, которое в почвенно-климатических условиях большей части территории России не успевает компенсироваться в летний период года, и к началу следующего отопительного сезона грунт выходит с пониженным температурным потенциалом. Потребление тепловой энергии в течение следующего отопительного сезона вызывает дальнейшее снижение температуры грунта, и к началу третьего отопительного сезона его температурный потенциал еще больше отличается от естественного.
И так далее. Однако огибающие теплового влияния многолетней эксплуатации системы теплосбора на естественный температурный режим грунта имеют ярко выраженный экспоненциальный характер, и к пятому году эксплуатации грунт выходит на новый режим, близкий к периодическому, то есть, начиная с пятого года эксплуатации, многолетнее потребление тепловой энергии из грунтового массива системы теплосбора сопровождается периодическими изменениями его температуры. Таким образом, при проектировании теплонасосных систем теплоснабжения представляется необходимым учет падения температур грунтового массива, вызванного многолетней эксплуатацией системы теплосбора, и использование в качестве расчетных параметров температур грунтового массива, ожидаемых на 5-й год эксплуатации ТСТ. В комбинированных системах , используемых как для тепло-, так и для холодоснабжения, тепловой баланс устанавливается «автоматически»: в зимнее время требуется теплоснабжение происходит охлаждение грунтового массива, в летнее время требуется холодоснабжение — нагрев грунтового массива. В системах, использующих низкопотенциальное тепло грунтовых вод, происходит постоянное пополнение водных запасов за счет воды, просачивающейся с поверхности, и воды, поступающей из более глубоких слоев грунта.
Таким образом, теплосодержание грунтовых вод увеличивается как «сверху» за счет тепла атмосферного воздуха , так и «снизу» за счет тепла Земли ; величина теплопоступлений «сверху» и «снизу» зависит от толщины и глубины залегания водоносного слоя. За счет этих теплопоступлений температура грунтовых вод остается постоянной в течение всего сезона и мало меняется в процессе эксплуатации. В системах с вертикальными грунтовыми теплообменниками ситуация иная. При отводе тепла температура грунта вокруг грунтового теплообменника понижается. На понижение температуры влияет как особенности конструкции теплообменника, так и режим его эксплуатации.
Например, в системах с высокими величинами отводимой тепловой энергии несколько десятков ватт на метр длины теплообменника или в системах с грунтовым теплообменником, расположенным в грунте с низкой теплопроводностью например, в сухом песке или сухом гравии понижение температуры будет особенно заметным и может привести к замораживанию грунтового массива вокруг грунтового теплообменника. Немецкие специалисты провели измерения температуры грунтового массива, в котором устроен вертикальный грунтовой теплообменник глубиной 50 м, расположенный недалеко от Франкфурта-на-Майне. Для этого вокруг основной скважины на расстоянии 2,5, 5 и 10 м от было пробурено 9 скважин той же глубины. Во всех десяти скважинах через каждые 2 м устанавливались датчики для измерения температуры — всего 240 датчиков. На рис.
В конце отопительного сезона хорошо заметно уменьшение температуры грунтового массива вокруг теплообменника. Возникает тепловой поток, направленный к теплообменнику из окружающего грунтового массива, который частично компенсирует снижение температуры грунта, вызванное «отбором» тепла. Схемы распределения температур в грунтовом массиве вокруг вертикального грунтового теплообменника в начале и в конце первого отопительного сезона Поскольку относительно широкое распространение вертикальные теполообменники стали получать примерно 15—20 лет назад, во всем мире ощущается недостаток экспериментальных данных, полученных при длительных несколько десятков лет сроках эксплуатации систем с теплообменниками такого типа. Возникает вопрос об устойчивости этих систем, об их надежности при длительных сроках эксплуатации. Является ли низкопотенциальное тепло Земли во- зобновляемым источником энергии?
Каков период «возобновления» этого источника? С 1986 года в Швейцарии неподалеку от Цюриха проводились исследования системы с вертикальными грунтовыми теплообменниками. В грунтовом массиве был устроен вертикальный грунтовой теплообменник коаксиального типа глубиной 105 м. Этот теплообменник использовался в качестве источника низкопотенциальной тепловой энергии для теплонасосной системы, установленной в одноквартирном жилом доме. Вертикальный грунтовой теплообменник обеспечивал пиковую мощность примерно 70 Вт на каждый метр длины, что создавало значительную тепловую нагрузку на окружающий грунтовой массив.
Годовое производство тепловой энергии составляет около 13 МВт ч На расстоянии 0,5 и 1 м от основной скважины были пробурены две дополнительных, в которых на глубине в 1, 2, 5, 10, 20, 35, 50, 65, 85 и 105 м установлены датчики температуры, после чего скважины были заполнены глинисто-цементной смесью. Температура измерялась каждые тридцать минут. Кроме температуры грунта фиксировались и другие параметры: скорость движения теплоносителя, потребление энергии приводом компрессора теплового насоса, температура воздуха и т. Первый период наблюдений продолжался с 1986 по 1991 год. Измерения показали, что влияние тепла наружного воздуха и солнечной радиации отмечается в поверхностном слое грунта на глубине до 15 м.
Ниже этого уровня тепловой режим грунта формируется главным образом за счет тепла земных недр. За первые 2—3 года эксплуатации температура грунтового массива , окружающего вертикальный теплообменник, резко понизилась, однако с каждым годом понижение температуры уменьшалось, и через несколько лет система вышла на режим, близкий к постоянному, когда температура грунтового массива вокруг теплообменника стала ниже первоначальной на 1—2 оC. Осенью 1996 года, через десять лет после начала эксплуатации системы, измерения были возобновлены. Эти измерения показали, что температура грунта существенным образом не изменилась. В последующие годы были зафиксированы незначительные колебания температуры грунта в пределах 0,5 градусов C в зависимости от ежегодной отопительной нагрузки.
Таким образом, система вышла на квазистационарный режим после первых нескольких лет эксплуатации. На основании экспериментальных данных были построены математические модели процессов, проходящих в грунтовом массиве, что позволило сделать долгосрочный прогноз изменения температуры грунтового массива. Математическое моделирование показало, что ежегодное понижение температуры будет постепенно уменьшаться, а объем грунтового массива вокруг теплообменника, подверженного понижению температуры, с каждым годом будет увеличиваться. По окончании периода эксплуатации начинается процесс регенерации: температура грунта начинает повышаться. Характер протекания процесса регенерации подобен характеру процесса «отбора» тепла: в первые годы эксплуатации происходит резкое повышение температуры грунта, а в последующие годы скорость повышения температуры уменьшается.
Продолжительность периода «регенерации» зависит от продолжительности периода эксплуатации. Эти два периода примерно одинаковы. В рассматриваемом случае период эксплуатации грунтового теплообменника равнялся тридцати годам, и период «регенерации» также оценивается в тридцать лет. Таким образом, системы тепло- и холодоснабжения зданий, использующие низкопотенциальное тепло Земли, представляют собой надежный источник энергии, который может быть использован повсеместно. Этот источник может использоваться в течение достаточно длительного времени, и может быть возобновлен по окончании периода эксплуатации.
Литература 1. Rybach L. International course of geothermal heat pumps, 2002 2. Васильев Г. Энергоэффективная сельская школа в Ярославской области.
Sanner B. Ground Heat Sources for Heat Pumps classification, characteristics, advantages. International course of geothermal heat pumps, 2002 5. IGA News no. Ground-source heat pump systems — the European experience.
GeoHeat- Center Bull. Maxi Brochure 08. Atkinson Schaefer L. Georgia Institute of Technology, 2000 9. Morley T.
Ученые называют этот океанический конвейер Amoc Atlantic Meridional Overturning Circulation , а у широкой публики на слуху его ключевой элемент — течение Гольфстрим. Благодаря ему на северо-западе Европы, прежде всего на Британских островах, климат мягче, чем в тех же широтах на континенте. В Лондоне, в отличие от Берлина или Киева, не бывает затяжных морозов и снежных зим, лужайки всегда зеленые, а тропические растения чувствуют себя как дома. О том, что Гольфстрим и Amoc в целом ослабевают, ученые неоднократно предупреждали в последние годы.
Однако оценки главных мировых экспертов, собранных в межправительственную группу по изменению климата, указывали на то, что в текущем 21 веке полного коллапса не будет. Датские ученые проверили их модели и пришли к выводу, что прежние прогнозы были основаны на неполных данных, поскольку полноценные замеры течений начались только в 2004 году, и не учитывали самых свежих данных о рекордном темпе нагревания планеты. Фото: BBC По их данным, все гораздо хуже, циркуляция в Атлантике ослабевает быстрее прогнозов и остановится уже в этом веке. В их исследовании, опубликованном в Nature Communications, говорится, что система атлантических течений подошла к переломному моменту, за которым она придет к новой норме.
Норма эта не понравится европейцам ни на севере, ни на юге континента. Климат на северо-западе Европы станет резко континентальным, с суровыми зимами и засушливым летом. А запертые на юге массы теплого и влажного воздуха повлияют на муссоны и интенсивность осадков в тропиках. Замедление циркуляции Amoc в Атлантическом океане ученые связывают с глобальным потеплением.
Оно ускоряет таяние льдов в Арктике, пресная вода уменьшает соленость северных морей, чем снижает интенсивность погружения охлажденных поверхностных вод и их обратную подповерхностную циркуляцию на юг. Со своей стороны, общее потепление на планете замедляет сам процесс арктического охлаждения тропических вод, а связанное с ним ослабление ветров уменьшает скорость теплых атлантических течений в обратном направлении. Некоторые признаки этой аномалии ученые отмечают последние три месяца. Мировой океан нагревается, но одна его часть выделяется особо.
Горячий океан «Температура воды в Северной Атлантике беспрецедентна и вызывает серьезную озабоченность. Она намного выше, чем предсказывали наши модели.
И тут нет хороших новостей: по данным НАСА, всё последнее десятилетие температура воды была рекордной по меньшей мере за 200 лет, а в 2022 году оказалась самой теплой за всю историю наблюдений. Факт первый.
Вот уже третий месяц средняя температура поверхности моря на планете значительно превышает прежние значения для этого времени года. Во многом из-за этого июль 2023 года станет самым жарким в истории, предупредила Всемирная метеорологическая организация ВМО. Факт второй. Отражающий ледовый покров океана в Арктике и Антарктике сокращается, а значит, стремительнее нагревается и океан, и планета в целом.
В июле площадь антарктического морского льда оказалась самой низкой с момента начала спутниковых наблюдений. Тем временем в Арктике лед продолжает таять с привычной скоростью. Но даже если немедленно нейтрализовать их, накопленного в атмосфере хватит, чтобы последствия ощущались еще несколько столетий, если не тысячелетий — прежде всего это касается температур и уровня океана, а также площади ледового покрова. Если выбросы не сократить и коптить небо нынешними темпами, то климатический апокалипсис не только неизбежен — он начнется гораздо раньше, чем думали еще недавно, предупредили датские ученые.
Когда остановится Гольфстрим Циркуляция воды в Атлантическом океане определяет климат в этой части планеты, но изменение глобального климата, в свою очередь, влияет на скорость перемещения теплых поверхностных вод из Карибского моря к европейским берегам и обратное движение холодных подповерхностных на юг. Ученые называют этот океанический конвейер Amoc Atlantic Meridional Overturning Circulation , а у широкой публики на слуху его ключевой элемент — течение Гольфстрим. Благодаря ему на северо-западе Европы, прежде всего на Британских островах, климат мягче, чем в тех же широтах на континенте. В Лондоне, в отличие от Берлина или Киева, не бывает затяжных морозов и снежных зим, лужайки всегда зеленые, а тропические растения чувствуют себя как дома.
О том, что Гольфстрим и Amoc в целом ослабевают, ученые неоднократно предупреждали в последние годы. Однако оценки главных мировых экспертов, собранных в межправительственную группу по изменению климата, указывали на то, что в текущем 21 веке полного коллапса не будет. Датские ученые проверили их модели и пришли к выводу, что прежние прогнозы были основаны на неполных данных, поскольку полноценные замеры течений начались только в 2004 году, и не учитывали самых свежих данных о рекордном темпе нагревания планеты. Фото: BBC По их данным, все гораздо хуже, циркуляция в Атлантике ослабевает быстрее прогнозов и остановится уже в этом веке.
Температура поверхности Луны меняется в больших пределах, сообщил в беседе с корреспондентом ИА «Время Н» лектор Нижегородского планетария им. Гречко и старший преподаватель кафедры физики, математики и физико-математического образования Мининского университета Алексей Киселев.
Недра Земли остывают намного быстрее, чем считалось
Аппарат измеряет температуру верхнего слоя лунной почвы. Он оснащен датчиком с механизмом, который может измерять температуру почвы на глубине до 10 см, говорится в сообщении ISRO в соцсети X. В публикации приводится график температур. Геотермический градиент – приращение температуры с глубиной, выраженной в 0С/км. «Обратной» характеристикой является геотермическая ступень – глубина в метрах, при погружении на которую температура повысится на 1 0С. на глубине 400 км температура должна достигать 1400 1700 °С. Наиболее высокие температуры (около 5000 °С) получены для ядра Земли. Таблица температуры на разных глубинах Земли. Ниже глубины сезонных изменений температура вечномерзлой толщи остается постоянной в течение года.
Зависимость температуры от глубины. Температура внутри Земли
Петротермальные ресурсы (или использование глубинного тепла Земли) представляют собой часть тепловой энергии, которая заключена в практически водонепроницаемых сухих горячих горных породах, расположенных на глубинах 3-10 км. На этой глубине их температура. Как сообщили ученые, находка доказывает, что жизнь способна существовать при температуре 122 °С и давлении, в десять тысяч раз превышающее давление на поверхности Земли. Индийский посадочный модуль «Викрам» передал на Землю первые данные о температуре лунной поверхности. Новости космос Луна оказалась горячее, чем считалось ра. На глубине всего несколько десятков метров хранится столько же тепла, сколько во всей атмосфере Земли. Чем теплее океан, тем ниже его способность поглощать энергию и сглаживать повышение температур на планете в целом. И тут нет хороших новостей. Постепенно экстремальные температуры стали сохраняться лишь на глубине, а наружные слои остыли и затвердели.
Ученые выявили сильные неоднородности температуры в центре Земли
Глубина проникновения сезонных колебаний температуры наружного воздуха и интенсивности падающей солнечной радиации не превышает, как правило, 15–20 м. Если верить американским исследователям из Агентства по защите окружающей среды (U.S. Environmental Protection Agency (EPA), то за столетие (с 1913 года) средняя температура на Земле поднялась на половину градуса Цельсия. Это постоянство температуры вызвало ученых предположить о возможном искусственном происхождении пещер, хотя окончательные выводы еще рано делать. Здесь опубликована динамика изменения зимних (2012-13г.г.) температур земли на глубине 130 сантиметров под домом (под внутренним краем фундамента), а. Вопрос о распределении температур в мантии ниже слоя В и ядре Земли еще не решен, и поэтому высказываются различные представления.
Ученые выявили сильные неоднородности температуры в центре Земли
На глубинах более 5000 метров температура в недрах Земли уже превышает 150 градусов Цельсия. Индийский луноход "Прагьян", доставленный на спутник Земли посадочным модулем миссии "Чандраян-3", передал на Землю первые научные данные, которые во многом меняют представления о южном полюсе Луны. Если при погружении на 2 сантиметра внутрь Земли колебания температуры составляют 2–3 градуса по Цельсию, то на Луне этот показатель достигает около 50 градусов. Новости космос Луна оказалась горячее, чем считалось ра. Если он положительный, то есть недра Земли излучают тепло, то температура должна повышаться с глубиной. Сравнивали температуру земли на глубине 10, 17 и 23 метра.
Под самой жаркой пустыней Земли обнаружили скрытую экосистему
| Кольская сверхглубокая — Сообщество «Это интересно знать...» на DRIVE2 | Ученые пришли к выводу, что в недрах на Земли, на глубине 2900 километров, около внешнего слоя ядра, существуют условия для образования ранее неизвестного минерала. |
| Поверхность Луны оказалась более горячей, чем считалось раньше | Большая часть этой энергии, примерно 90%, хранится на глубине до 300 м в земле. |
Глобальное потепление перевесило глобальное охлаждение
50 метров, преобладающим фактором является тепловая инерция верхнего слоя земли и температура там примерно равна среднегодовой температуре в данной местности. Температура подземных вод на глубине 100 м. Температура земли в зависимости от глубины. Теоретики обещали, что температура Балтийского щита останется сравнительно низкой до глубины по крайней мере 15 километров. Температура подземных вод на глубине 100 м. Температура земли в зависимости от глубины.
Распределение температуры в Земле
В жидком ядре по причине конвективного перемешивания температура не может сильно отличаться от адиабатической , тогда в центре Земли температура может достигать 5000—6000 К. Более детальное распределение температуры получают из решения уравнений тепловой конвекции с использованием реперных точек — температур фазовых переходов в мантии. Для переходов на глубинах 410, 660 и 2650 км эти температуры составляют соответственно 1810, 1940 и 2500 К. Опубликовано 23 января 2023 г. Последнее обновление 23 января 2023 г. Связаться с редакцией.
Зато по сравнению с серединой XX века разница очевидна. Изменение температуры грунта под самым густонаселённым районом Чикаго на разных глубинах с 1951 года. Значит, делаются менее плотными. Так вот, исследователи по итогам заявили, что всё это может повлиять на устойчивость фундаментов, свай, вызвать всевозможные наклоны и прогибы стен, плит. И они предлагают бороться с перегревом земли при помощи геотермальных технологий, то есть, собственно говоря, выкачивать это лишнее тепло и использовать его в энергоснабжении. По счастью, в Чикаго пока ещё не было обрушения или какой-то крупной аварии именно по причине размягчения перегретой почвы, а вот в некоторых других местах на планете Земля где, между прочим, тоже живут люди подобные "тревожные значки" уже начинаются. А именно в обширных краях российской многолетней мерзлоты. Достаточно вспомнить нашумевшую катастрофу "Норникеля" , когда огромный бак с дизельным топливом рухнул, залил озеро и устроил масштабную экологическую катастрофу, потому что опоры под ним потеряли устойчивость на стремительно оттаивающей мерзлотной почве.
В 1990-х гг. Долгое время эти результаты считали основополагающими, пока сотрудники Университета Южной Калифорнии не представили новое исследование. Специалисты под руководством Джона Видале пересмотрели результаты и поняли, что ситуация с вращением намного сложнее: ядро действительно опережает вращение самой планеты, но иногда отстает от него. При этом разные слои ядра вращаются в разные стороны: внешнее жидкое ядро вращается вокруг своей оси с востока на запад, а внутреннее — с запада на восток. Структура ядра На сегодня можно выделить следующие физические характеристики ядра: радиус сферы составляет 3,5 тыс. Представить состав ядра можно методами изучения близких по составу материалов, например железных метеоритов, представляющих собой фрагменты ядер астероидов. Внутренне ядро — самый центр Земли диаметром 1,3 тыс. В 2015 г. Исследователи полагают, что состав третьего ядра не железно-никелевый, а какой-то другой. А его кристаллы повернуты не с севера на юг, вдоль магнитного поля Земли, а с запада на восток.
Наблюдения продолжаются», — говорится в заявлении ISRO. Как объяснил сотрудник агентства, при погружении на два-три сантиметра внутрь Земли колебания температуры составляют два-три градуса по Цельсию, тогда как на Луне этот показатель достигает около 50 градусов.