Спутники находят устойчивую энергию в городах

Подземные тепловые острова в городах обладают огромным геотермальным потенциалом. Теплые грунтовые воды могут использоваться для производства устойчивой энергии для отопления и охлаждения. Исследователи из Карлсруэского технологического института (KIT) разработали новый метод обнаружения подземных тепловых островов: они оценивают температуру грунтовых вод по данным о температуре поверхности и плотности застройки, измеренным спутниками. Об этом сообщается в журнале Environmental Science & Technology.

Температурные аномалии могут способствовать региональному загрязнению воздуха и увеличению смертности во время летней жары. Повышенные температуры грунтовых вод влияют на подземные экосистемы и могут способствовать росту патогенов. Однако подземные тепловые острова также имеют высокий потенциал для энергоснабжения и защиты климата: энергия из близких к поверхности водоносных горизонтов может использоваться для отопления зимой и охлаждения летом с помощью геотермальных или грунтовых тепловых насосов.

Поверхностные и подземные тепловые острова связаны в основном за счет теплопроводности. Ученые из KIT и ETH Zürich проанализировали эти острова в четырех крупных городах Германии (Берлин, Мюнхен, Кёльн, Карлсруэ) в их взаимосвязи. Они обнаружили пространственную корреляцию до 80%. Корреляция в более старых городах, таких как Кёльн, выше, чем в относительно молодых, как Карлсруэ. В 95% изученных районов температура грунтовых вод была выше температуры поверхности, что объясняется дополнительными антропогенными источниками тепла (подвалы, канализация, точки сброса охлаждающей воды).

Поскольку только спутниковые данные о температуре поверхности недостаточны для надежной оценки температуры грунтовых вод, ученые также учли плотность населения и температуру подвалов. Им удалось оценить региональные температуры грунтовых вод со средней абсолютной ошибкой в 0,9 Кельвина. "Этот метод может быть применен для первоначальной оценки подземных тепловых островов, а значит, экологических условий в грунтовых водах и геотермального потенциала. Сложные измерения и интерполяции температуры грунтовых вод не требуются", — поясняет профессор инженерной геологии AGW KIT Филипп Блум.