地热能是影响地球年均气温的重要因素
地热资源评价浅层地温能
工提供埋管工艺和埋管材料热
传导性能等。 砂质粉土
土壤的传热性能取决于土
细砂
壤的热导率、密度、比热容等。 粘土
土壤的含水量对其密度和导热
性有决定性影响，潮湿土壤的
热导率高于干燥土壤。
F
场地浅层地热资源调查
2. 热响应试验
取得换热孔的有 效传热系数、岩 土体平均导热系 数、地层初始温 度等参数，计算 确定换热孔的合 理间距
D 提出可持续开发利用
E 提出可持续开发利用的方案建议
浅层地热能勘查的目的与分区
需要解决的问题： 1、特定水文地质条件和气候特征下，地
下含水层的流动和传热机制； 2、地下含水层储能与水热调蓄的能力。
由于各地区地质和水文地质条件的复杂性和多变性，导 致各地区岩（土）层的导热性和水文地质参数差异巨大，在 一个地区能成功应用的地下换热系统，在另一地区往往并不 适用。
勘查要求：
• 勘察井深度一般宜小于200m，当有多个含水层组 且无水质分析资料时，应进行分层勘查，取得各 层水化学资料；
• 勘察井工作量按下表确定。
地下水换热方式浅层地热能调查
勘察井工作量
工程热负荷q/ kW
q<500
勘察井数量数量/ 个
1~2
500≤q<2000
2~3
q≥2000
≥3
注：工程热负荷取冷、热负荷中较大者。
地热资源与浅层地热能区别
温度 (℃)
深度 (m)
利用性
建筑中 利用
平面 分布
垂向 分布
地热
＞25
n×10２ ～n×10３
发电、 直接利 用
供暖、 供热水
地热田
热储中
浅层 地温
地热是什么原理
地热是什么原理地热是一种可再生能源，是指地球内部储存的热能。
地球内部的热能来源于地球形成时的高温和放射性元素的衰变，这些热能在地球内部被保存和传导，形成了地热资源。
地热能被广泛应用于供暖、发电、温室种植等领域，是一种清洁、可持续的能源形式。
地热的原理主要是地球内部的热能传导和释放。
地球内部的温度随着深度的增加而增加，这是由于地球内部有热核和地壳放射性元素的衰变产生的热量。
地球内部的高温使得地下岩石处于高温状态，这种高温状态会导致地下水受热膨胀，形成地下热水。
地下热水受热膨胀后，会向地表或浅层地下运移，形成地热资源。
地热资源的利用主要是通过地热能发电和供热。
在地热能发电中，地热能被用来加热地下水，产生高温高压的蒸汽，然后利用蒸汽驱动涡轮发电机发电。
而在地热能供热中，地热能被用来直接供暖或者通过热泵技术将地热能转化为供暖能源。
地热能发电和供热的过程中，不会产生二氧化碳等温室气体和其他污染物，对环境友好。
地热资源的开发利用具有显著的优势。
首先，地热资源是一种清洁的能源形式，不会产生污染物，对环境友好。
其次，地热资源是一种可再生能源，不会因为使用而枯竭，可以持续地利用。
再次，地热资源分布广泛，几乎遍布全球各地，是一种具有巨大潜力的能源形式。
此外，地热能发电和供热的成本相对较低，具有经济性。
然而，地热资源的开发利用也存在一些挑战和限制。
首先，地热资源的开发需要投入大量的资金和技术支持，对于一些发展中国家和地区来说，这是一个不小的挑战。
其次，地热资源的开发利用需要谨慎规划和管理，以避免对地下水和地质环境造成不可逆转的影响。
再次，地热资源的利用受地埋深度和地热资源的温度等因素的限制，不是所有地区都适合开发地热能。
总的来说，地热是一种重要的可再生能源，具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。
通过科学合理地开发利用地热资源，可以为人类提供清洁、可持续的能源，促进经济社会可持续发展。
因此，加大对地热资源的研究和开发，推动地热能产业的发展，具有重要的意义和价值。
地热能的开发与利用
地热能的开发与利用地热能是指地球内部的高温热能，是一种清洁、可再生的能源。
随着人们对可持续能源的需求与日俱增，地热能作为一种独特的能源形式，成为了人们关注的焦点。
本文将探讨地热能的开发与利用，以及其在可持续发展中的潜力。
1. 地热能的开发概述地热能是指地球内部蕴藏的热能，可通过热泉、地热能发电等方式加以利用。
地热能的开发利用具有稳定性高、可再生性强等特点，是可持续发展的重要组成部分。
2. 地热能的开发技术地热能的开发主要包括两种技术：直接利用和间接利用。
直接利用是指将地热能直接应用于供暖、温泉、游泳池等领域，通过地热能带来的热量实现能源利用；间接利用则是通过地热能发电，将地热能转化为电能供应给社会。
3. 地热能的利用领域地热能的利用领域广泛，主要包括供暖、温泉疗养、游泳池加热等直接利用领域，以及地热能发电等间接利用领域。
地热能供暖不受季节限制，可以提供稳定的热源；温泉疗养具有理疗、保健的功效；游泳池加热则可延长游泳季节。
而地热能发电不仅可以提供清洁电力，还可以替代传统化石能源，减少环境污染。
4. 地热能的优势和挑战地热能作为一种可再生能源，具有许多显著的优势。
首先，地热能是稳定的能源，不受气候变化的影响；其次，地热能的开发利用对环境影响小，几乎不产生温室气体等污染物；此外，地热能资源广泛分布，潜力巨大。
然而，地热能的开发也存在一些挑战，比如地质条件复杂，开发成本较高等。
5. 地热能的未来发展地热能作为一种清洁、可再生的能源形式，具有巨大的潜力。
随着技术的不断进步，地热能开发利用的效率将进一步提升。
未来，我们可以通过加强科研力量，提高地热能开发利用技术，实现地热能的广泛利用。
6. 结论地热能的开发与利用是可持续发展的重要方向之一。
通过直接利用和间接利用地热能，可以为人们提供稳定的热源和清洁的电力。
虽然地热能的开发利用存在一些挑战，但随着技术的进步和潜力的挖掘，地热能将在未来的可持续发展中发挥越来越重要的作用。
3-地热资源评价-浅层地温能
区域浅层地热资源调查
调查要求：
调查深度宜控制在地表下200m深度内。调查内 容包括 ：
岩土层岩性结构； 含水层分布及埋藏条件； 地下水水文、水温、水质及动态变化； 岩土体的热物理性质及物理性质参数（孔隙率、密度等）； 地温场自然分布特征及热响应规律
区域浅层地热资源调查
浅层地温能开发适宜区的划定
分区：地下水热泵适宜区、较适宜区、不适宜区 地埋管热泵适宜区、较适宜区、不适宜区
试验井要求：
抽水回灌试验应在地下水换热适宜区内进行，每 100km2应不少于3处。试验井的位置应具有代表
性，试验井可为条件适宜的水井、已建成或新建
的换热井，不具备上述条件的应专门施工勘察井。
抽水及回灌试验
回灌试验： 同层回灌试验
单井回灌试验 对井回灌试验 群井回灌试验 确定回灌井
回灌量
压力随 时间的 变化
浅层地热能勘查的目的与分区
有利于含水层储能的水文地质条件：
含水层分布平缓、地下水流速缓慢，储水容积大；
含水层中地下水热交换速度缓慢，温度变化小；
地下水中不含有害气体和化学成分； 回灌水源的水质和水温满足储能要求； 深层含水层以储热为主，浅部含水层以储冷为主； 含水层具备灌得进、存得住、保温好、抽得出等条件； ……
-10
北京地区浅层地温变化曲线
勘查与评价
目 录
一、浅层地热能的基本定义
二、浅层地热能勘查内容与分类 三、区域浅层地热能调查 四、场地浅层地热能调查 五、浅层地热能开发利用评价
(一)浅层地热能勘查的目的与分区
浅层地热能勘查的主要任务
A 采用综合勘查方法，查明浅层地热能地质条件 B 确定可开发利用的地区及合理利用量 C 进行浅层地热能开发利用的环境影响预测、 经济成本评估 D 提出可持续开发利用 E 提出可持续开发利用的方案建议
影响地面温度的因素有哪些？
影响地面温度的因素有哪些？
展开全文
“太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地”是指太阳辐射以可见光为主，大部分可以到达地面，使地面升温；地面升温的同时也向外辐射能量，形成地面辐射，地面辐射以长波辐射为主，大部分会被大气中的二氧化碳、水汽、云等吸收，大气吸热增温；大气增温的同时也向外辐射能量，其中射向地面的部分称为大气逆辐射，大气逆辐射将热量归还给地面，对地面起保温作用。
对流层大气增温的主要直接能量来源是地面辐射，而地面辐射的强弱由地面温度决定。
下面就来分析影响地面温度的四大因素：
一、纬度因素
纬度不同的地区，年平均正午太阳高度不同。
太阳高度角大，则太阳光穿过大气的路径短，削弱少；散布面积也小，光热集中。
太阳高度角小，则太阳光穿过大气的路径长，削弱多；散布面积也大，光热分散。
这是地面温度大致由低纬向两极递减的主要原因。
二、昼夜长短因素
地球上除了赤道，其余地区的昼夜长短都有季节变化。
夏季昼长夜短，冬季昼短夜长。
所以，夏季地面温度较高，冬季地面温度较低。
三、气象因素
如果是多云天气，白天大气对太阳辐射的削弱作用较大，可以降低地面温度；夜晚大气逆辐射较强，保温作用较强，可提高地面温度。
如果是少云天气，情况就相反。
四、下垫面因素
下垫面是指与大气下层直接接触的地球表面。
下垫面反射率低，地面吸收多，升温幅度大；下垫面反射率高，地面吸收少，升温幅度小。
还有，海拔越高，气温越低，地面温度也越低。
这些都是世界各地地面温度的变化，并不完全与纬度的变化相一致的重要原因。
地热能资源的勘探与开发考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.地热能主要来源于地球内部的哪一种能量形式？()
A.地热资源的温度和流量
B.地理位置和交通条件
C.电网接入条件
D.环境影响评价
8.地热供暖系统通常包括哪些组成部分？()
A.地热井
B.换热站
C.供暖管网
D.回灌井
9.以下哪些技术可以用于提高地热供暖的效率？()
A.地热泵技术
B.高效换热器
C.智能控制系统
D.增加供暖面积
10.地热资源的分类主要依据以下哪些因素？()
A.太阳能
B.核能
C.化石燃料
D.地球自转
2.下列哪一项不是地热能的优点？()
A.可再生
B.环境友好
C.高成本
D.分布广泛
3.地热能按温度可以分为几个等级？()
A. 3个
B. 4个
C. 5个
D. 6个
4.下列哪一种地热能利用方式属于低温地热能应用？()
A.地热发电
B.地热供暖
C.地热制冷
D.直接利用
A.温度
B.化学成分
C.经济开发价值
D.分布范围
11.以下哪些国家在高温地热资源开发方面具有优势？()
A.冰岛
B.菲律宾
C.印尼
D.美国
12.地热能开发过程中的环境保护措施包括哪些？()
A.防止地下水污染
B.恢复和修复生态环境
C.减少温室气体排放
地热学及其应用
地热学及其应用地热学是一门研究地球内部热状态的科学，包括温度、能量流和对地球表面热量产生影响的其他有关因子。
它旨在探索地球内部的热运动，以优化我们在利用地球热能时所考虑的因素。
地热学研究的结果可帮助人们更好地利用地球热能，这也是地热学的主要应用。
地热能是地球内部热量的释放或储存能量的一种方式。
地球内部热量是来自于地壳和地幔的常见热量源，也可以来自于深部的地核热量。
热量可以以很多种形式释放到地表，比如蒸发的沸水和潜藏在火山中的热气体。
另外，火山活动也会释放地球内部的热能。
地热能可以用于地源热泵系统，有助于提高能源效率，是可持续能源利用的有效方式。
地源热泵系统利用地球热能来调节建筑物内部温度，可以提供冷却和供暖服务。
它们可以降低能耗，减少传统设备的使用量。
通过发掘地下热水的采暖系统也是地热学的重要应用。
地热水系统利用地下热水和温度梯度，生产商用热水供应用于建筑物的供暖和应用于居民的热水供应。
这些系统利用挖掘的地热油井向地下循环水，以热能提取设备蒸发，利用地下热油井发挥潜力，从而提供冷却和供暖服务。
温泉也是利用地热学理论的重要应用。
从地球内部释放的温度可以改变温泉水温，使其成为温泉旅游的主要游乐设施。
天然温泉也可以用于温泉游泳池，以及其他温泉应用。
太阳能是另一种利用地热学的应用。
它是一种收集太阳热量，利用热能系统进行太阳能采集的技术。
通过这种技术，就可以从太阳能中提取大量的可再生能源，以用于冷却和供暖服务。
太阳能热泵系统通过吸收地表太阳辐射，将能量转化为电能，用于太阳能热水系统和水冷却系统。
当然，地热学还可以用于环境监测，可以帮助人们进行地质研究、探测地震预警和灾害防护，以及科学研究。
总之，地热学是一门重要的科学，可以帮助我们更好地利用地球热能，以及更好地保护环境和安全。
如今，地热学的研究和应用越来越广泛，未来将会带来更多种类的应用，以更好地保护我们的生活环境。
地热能的地理分布与资源评估
地热能的地理分布与资源评估地热能，即利用地壳内部热量转化为能源的一种可再生能源形式，被认为是一种潜力巨大的清洁能源。
在地球上的分布广泛且资源丰富，但其开发利用仍面临着一些技术和经济上的挑战。
本文将探讨地热能的地理分布特点以及资源评估的相关问题。
一、地热能的地理分布特点地热能的产生与地球内部的地热活动密切相关，主要集中在地球上的地热带和地震带。
全球范围内，地热资源主要分布在以下几个地理区域：1. 环太平洋地区：环太平洋地区是最大的地热资源集中区之一。
该地区包括太平洋火山带、日本、菲律宾、印尼、新西兰等国家和地区。
这里存在着丰富的热液资源、高温地热储层以及火山地热等。
2. 大西洋沿岸地区：大西洋沿岸地区包括冰岛、斯堪的纳维亚半岛、格陵兰岛等地。
冰岛是一个地热资源非常丰富的国家，其地热资源的开发利用率极高。
3. 美国西部：美国西部地区地热资源丰富，尤其是加利福尼亚州、内华达州和俄勒冈州等地。
这里的地热能主要来源于大断层带和热液系统。
4. 亚非大陆中部：包括东非大裂谷、中东以及中亚地区。
这里由于地球板块活动频繁，地热资源丰富，非常适合地热能的开发利用。
5. 其他地区：在世界其他地区，如意大利、墨西哥、菲律宾、印度、中国等都存在着一定的地热资源。
二、地热资源评估地热资源评估是指对地热区域的地热资源进行评估和分析，以确定其可开发利用程度及技术经济可行性。
资源评估需要综合考虑以下几个方面的因素：1. 温度与流量：地热能的开发利用需要满足一定的温度和流量要求。
对于热岩层的资源评估中，需要考虑热岩的温度、含水量以及裂隙等因素，以确保地热能的开发利用潜力。
2. 地质条件：地质条件是地热能资源评估的重要参考指标。
地质因素包括断层、裂隙岩体、热稳定性等，对地热储层的可开发利用性起到重要的影响。
3. 经济效益：地热能的开发利用需要综合考虑经济效益。
从经济角度出发，需要评估地热能开发的成本、建设投资、发电效益等，以确定地热资源的经济可行性。
为什么地球上有地热
为什么地球上有地热地球上存在地热是由于地球内部的热量释放和地壳中的热能储存所导致的。
地球的地热资源是一种可再生的能源，广泛应用于供暖、电力生产和工业生产等领域。
本文将探讨为什么地球上存在地热以及地热的应用和优势。
一、地热的形成原因地球内部存在着大量的热量，主要来源于以下几个因素：1. 行星形成和地核辐射：地球的形成过程中，高能量的撞击事件产生了大量的热能。
此外，地球内部的铁、镍等元素的分解和放射性衰变也会释放热量。
2. 自然衰变：地球内的放射性元素，如铀、钍和钾，会自然衰变并释放热能。
这些元素的衰变是地热能产生的主要来源之一。
3. 前期热能留存：地球在形成的过程中，由于体积的收缩而释放出大量的热能。
这些留存下来的热能直到现在仍然存在于地球内部。
由于地热的形成原因多种多样，地球内部的热能可持续释放，因此地球上存在着丰富的地热资源。
二、地热的应用地热作为一种可再生的能源，具有广泛的应用领域和巨大的潜力，主要包括以下几个方面：1. 供暖：地热能够通过地下热泵系统或者直接利用地热水进行供暖，其稳定的温度使其成为一种理想的供暖能源。
地热供暖不仅能够降低能源消耗，还能减少环境污染。
2. 电力生产：地热能够通过地热发电站转化为电力。
地热发电站可以利用地下的高温水蒸汽或热水来驱动涡轮机，产生电力。
地热发电具有稳定、可再生的特点，可以为地区提供可靠的电力供应。
3. 工业应用：地热能够应用于许多工业制造过程中，如加热、干燥和蒸馏等。
地热作为能源储备可以为工业生产提供长期的稳定能源供应。
4. 温泉和疗养：地热水资源在许多地方被用来进行温泉浴和疗养活动。
温泉疗养可以舒缓身心，促进健康和康复。
三、地热能源的优势地热作为一种可再生的能源具有以下几个显著的优势：1. 环境友好：地热能源的利用过程中不会产生二氧化碳等温室气体和颗粒物等污染物，对环境的影响较小，可以有效缓解全球变暖问题。
2. 可再生性：地热能源是地球内部热能的释放和外部热能的补充的结果，具有可持续性和长期稳定性。
地热学复习资料
1、地热学（ Geothermometry ）：是经典地球物理学的一个分支学科。
研究地球热的科学，包括地球的温度、内部的热流、地表温度分布的现象及地球热能的来源等。
研究内容涵盖三个方面，一是理论方面，二是应用方面，三是实验方面，这三个方面分别归属理论地热学、应用地热学和实验地热学的研究内容。
2、热导率（thermal conductivity ）：在稳态热传导条件下，单位时间内单位面积上通过的热量与温度梯度的比例系数。
公式表达为 k=q/(dT/dx）。
3、热扩散率（Thermal Diffusivity ）：表征岩石在加热或冷却时各部分温度趋于一致的能力，反映岩石的热惯性特征，主要与岩石的热导率以及密度有关4、浅层地热能（Shallow geothermal energy）：指地表以下一定深度范围内（一般为恒温带至200 m埋深），温度低于25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源。
浅层地热能是地热资源的一部分。
5、基准温度（ Reference temperature ）：浅层地热能可利用的温度下限，一般低于当地多年平均气温5～7℃。
6、恒温带（Constant temperature zone）：距地表最浅的年温度变化小于0.1℃的带。
该带地温不受太阳辐射影响，不同纬度地区的恒温带深度不同。
7、地下水换热系统（Groundwater heat exchange system）：与地下水进行热交换的地热能交换系统，分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。
也称为开式循环系统。
8、回灌井（Injection well）：用于向含水层灌注回水的井。
9、热传导方程（Heat Conduction Equation ）10、热物性测试（Thermal physical property test）：对岩土体的样品进行热物理参数的室内测试。
11、大地热流密度：（geothermal density)：单位时间内通过单位面积的热通量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第３４卷第２期 ２０１５年６月 世界地质
ＧＬＯＢＡＬ ＧＥＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．２
Ｊｕｎ．２０１５
文章编号：１００４—５５８９（２０１５）０２—０５６５～０６ 地热能是影响地球年均气温的重要因素 祖国全 ，祖喱 ，何高清 １．合肥天地源节能技术开发有限公司，合肥２３００６１： ２．合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥２３０００９
摘要：从地热能浅层分布情况、地表上下温度变化规律、地球平均气温与太阳辐射强度的关系等几方 面分析，得出地热能是全球年均气温变化的重要影响因素的结论，并讨论了地热能影响地球年均气温 的方式及地球年均气温的变化趋势。 关键词：地热能；太阳辐射；气候变化；全球年均气温 中图分类号：Ｐ４１２．１１ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－５５８９．２０１５．０２．０３６
Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆａｃｔｏｒ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ Ｅａｒｔｈ’Ｓ ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＺＵ Ｇｕｏ—ｑｕａｎ ，ＺＵ Ｘｕａｎ ，ＨＥ Ｇａｏ－ｑｉｎｇ Ｊ．Ｈｅｆｅｉ Ｔｉａｎｄｉｙｕａｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｉｄ．，Ｈｅｆｅｉ ２３００６１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３０００９，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ａｎｎｕａｌ ａｖｅｒａｇｅ ｔｅｍｐｅｒａ— ｔｕｒｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈａｌｌｏｗ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｅａｒｔｈ’Ｓ ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｒａｄｉａｔｉｏｎ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｉｓ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒｇｙ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｅａｒｔｈ’Ｓ ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｈａｎｇｅ ｔｒｅｎｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒｇｙ；ｓｏｌａｒ ｒａｄｉａｔｉｏｎ；ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ；ｇｌｏｂａｌ ａｖｅｒａｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
０ 引言 地球表层大气温度波动极大，最冷的南极可达 零下９３℃…，最热的伊朗卢特沙漠高达７１。【＝＿ ２ Ｊ。 但地球表层的年均温度多年来相对稳定，基本保持 在１５ ｏＣ－４－Ｌ ３ Ｊ，各地区的年均温度多年也保持基本 稳定。长期以来，人们普遍认为，地球表层年均温 度主要受太阳辐射强弱的影响，地球内部传导到地 表的热量对其影响可以忽略不计。秦允豪在地球表 面平均温度估计时认为，“地球本身不产生热量， 收稿日期：２０１５４）１．１３；改回日期：２０１５４）３－２４ 基金项目：测试数据来自地源热泵工程项目热响应测试及运行数据 在任一时刻都从太阳吸收能量，同时它也向太空发 射热辐射，能量收支达到平衡，温度不变。虽然这 一温度是随地点、季节而变动的，但是总存在一个 全球平均温度”＿４ Ｊ。金祖孟认为，“地面主要从太 阳获得热能，同时也从地球内部获得一部分热能。 比较起来，后者的数量是微不足道的。由于地球表 层是热的不良导体，来自太阳的巨大热能，只有极 小的一部分能被传到地下很浅的地方。据测定，地 面以下１．５ ｍ的岩土已不受温度日变化的影响；３０ ｍ以下的岩土已没有温度的周年变化” 。 ５６６ 世界地质 第３４卷 在多年的地热能开发研究中，笔者发现地球表 层大气年均温度与地下１００ ｍ岩土平均温度成正相 关关系，即地下１００ ｍ岩土平均温度越高，当地年 均温度也越高，地球内部传导到地表的热量是地球 表层大气年均温度的重要影响因素。
１地热能浅层分布情况 因浅层地热能开发的需要，笔者在安徽合肥、 北京等地施工钻探了部分测试井，并实测了地下分 层温度。测量发现，合肥地区（地热异常区除 外），地下１００ ｍ岩土平均温度为１８．６０Ｃ，北京地 区为１４．６ｃＣ，满洲里为４ｃＣ；而合肥大气年平均温
度为１５．７℃＿６］，北京为１１．６ｑＣ ７ Ｊ，满洲里为 ０．７℃［８］。这表明地下１００ ｍ岩土平均温度高于当
地大气年平均温度约为３℃。 合肥地区１０口测试井１０ ｍ分层测温平均值显 示，地下２０ ｍ处温度最低为１７．８￣Ｃ，２０ ｍ以深温 度逐步升高，２０ ｍ以浅温度随季节变化而波动， 夏秋季高，冬春季低（表１、２）。说明在本地区， 太阳辐射加热岩土的深度不超过２０ ｍ。资料显示 全球范围３０ ｍ以下岩土已没有温度的周年变 化｜５ ］，即太阳辐射加热岩土的深度不超过３０ ｍ。 为论述方便，且将有温度周年变化的岩土称之为浅 层岩土，没有温度周年变化的岩土称深层岩土。
表１ 安徽省合肥地区测试井基础资料 Ｔａｂｌｅ ｌ Ｂａｓｉｃ ｄａｔａ ｏｆ ｔｅｓｔ ｗｅｌｌｓ ｉｎ Ｈｅｆｅｉ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
表２安徽省合肥地区测试井分层温度实测数据 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ ｏｆ ｔｅｓｔ ｗｅｌｌｓ ｉｎ Ｈｅｆｅｉ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｄａｔａ ／℃
注：“一”表明无测量数据 第２期 祖国全祖暄等：地热能是影响地球年均气温的重要因素 ５６７ 测试表明合肥地区浅层岩土深２０ ｍ，可将地 下１０ ｍ处实测温度作为本区浅层岩土的平均温度。 假定浅层岩土从空气中吸收或释放热量为零，根据 岩土导热系数估算，本区受地热能传导控制的表层 岩土温度应在１７．５℃±。当大气温度高于１７．５℃ 时，浅层岩土从大气中吸收太阳辐射热能，温度升 高，本区最高可达１９．７℃（表２第６号井）；当大 气温度低于１７．５℃时，浅层岩土首先释放早先吸 收储存的太阳能，在储存的太阳能释放完后，便释 放深部传导上来的地热能，岩土温度降低，本区最 低为１６．４ （表２第１号井）。大气温度越低，岩 土散发的地热能越多，浅层岩土平均温度也越低。 浅层岩土的温度受地热和太阳辐射双热源控制，从 全年平均来看，本区浅层岩土的平均温度为 １８．２℃（表２平均温度），高于当地大气平均温度 １５．７ ，自然状态下热只能从高温向低温传导，浅 层岩土是向大气中释放地热能的，岩土释放的地热 能是当地年均气温的重要热源。
表３北京部分地区测试井分层温度实测数据 Ｔａｂｌｅ ３ Ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ ｏｆ ｔｅｓｔ ｗｅｌｌｓ ｉｎ ＢｅＵｉｎｇ ／℃
２地表上下１０ ｋｍ温度分布 大量的研究成果证明，地下地热增温率为２．５ ～３℃／１００ ｍ ”Ｊ，地上大气温度梯度约０．６～ ０．６５ｃｃ／１００ ｍ １２－１４］。据此可推算出地下１０ ｋｍ处温 度约３００℃，地上１０ ｋｍ处为零下５０℃。在自然状 态下，热总是由高温向低温传送，显然，从地表上 下１０ ｋｍ空间来看，影响地球表面温度的主要热源 来自地球内部。如果该温度主要受太阳辐射热控 制，由于太阳辐射热极不稳定，大气层的温度梯度 不可能稳定在０．６～０．６５℃／１００ ｍ。 地球是个热球，据地热增温率推算，地下３５ ｋｍ处温度约１ ０００％，据此可计算出地球体积的 ９９％在１ ０００ｏＣ以上。测量显示，自然状态下的岩 土导热系数一般＞１．４ｗ／（ｍ．ｋ），是保温材料 ０．２ｗ／（ｍ．ｋ）导热系数的７倍，因此岩土不可能 完全阻挡地球热量的传导扩散，地球是向宇宙空间 （背景温度低于零下２００ ｌ １５］）释放热量并逐渐变 冷的，太阳辐射不能加热地球，只能减缓地球的冷 却速度 ３地球平均气温与太阳辐射强度关系 １月初，地球与太阳的距离为１．４７１×１０“ｍ， 为近日点，太阳辐射到地球表面的热量为１．４１２ ｋｗ／ｍ ；７月初，地球与太阳的距离为１．５２１×１０“ ｍ，为远日点，太阳辐射到地球表面的热量为 １．３２１ ｋｗ／ｍ ＿１ 。也就是说地球１月份获得太阳的 辐射量要大于７月份，不管太阳辐射到地球上的热 量是被海水吸收，还是被陆地岩土吸收，热量总是
留在地球上，应同地球的平均温度呈正相关关系。 但实际上，地球１月的平均温度比７月要低５℃以 上，说明太阳辐射强度与地球的平均气温关系不 密切。 从一个地区来看，也可得出相同的结论。拉萨 和成都、重庆纬度基本相同，拉萨的太阳年总辐射 值约是成都、重庆的２倍¨ ，但其年均气温却比 成都、重庆低约１０￣（２【１７］，说明太阳辐射强弱与当 地的年平均气温没有正相关关系。
４地热能影响地球年均气温的方式
一个地区气温的影响因素极为复杂，下有地 热，上有太阳，周边还有多变的冷暖空气。但一个 地区全年平均温度基本稳定，且比地下１００ ｍ岩土 平均温度低约３℃，说明地下岩土是一个地区大气 年均温度的稳定热源，岩土温度的波动也会影响大 气年均温度的波动。科学家们对近代火山喷发记录 进行了系统研究，发现大气年平均温度变化与火山 喷发有密切关联，火山喷发集中时期与地质记录的 寒冷期／降温期／冰期能基本对应，大型火山喷发会 造成全球低温现象 Ｊ。