地溫

中文名稱：地溫

英文名稱：ground temperature

其他名稱：地中溫度

定義1：地面和不同深度土層的溫度的統稱。

所屬學科：大氣科學(一級學科) ；應用氣象學(二級學科)

定義2：主要熱儲代表性溫度。分為高溫(t150℃)、中溫(90℃t 150℃)和低溫(t90℃)三種。

所屬學科：電力(一級學科) ；可再生能源(二級學科)

地面溫度是大氣與地表結合部的溫度狀況，地面表層土壤的溫度稱為地面溫度，地面以下土壤中的溫度稱為地中溫度。地溫要用特製的地溫表來測量。地表溫度的測量師將溫度表平放地地面，使表身和感應球部一半埋沒於土中，一半裸露於空氣中；測量地中溫度是將溫度表埋入某一深度土壤中，以其球部中間部位距地面深度為準。為了便於讀數和準確測量某一深度土壤溫度，地中溫度通常採用特製的曲管地溫表來測量。曲管地溫表感應球部與表身成135度角連接，安裝時，只要將表身與地面成45度傾斜角埋入土壤中即可。氣象站一般觀測地面以及地面以下5厘米，10厘米，15厘米，20厘米，40厘米，80厘米，160厘米和320厘米深度的地溫，以及地面每天的最高、最低溫度。

白天，陽光普照，大地接收熱量后地面的溫度逐漸升高。到太陽落山以後，近地面的氣溫漸漸降低，地表的溫度也隨之開始下降。可見，日出日落，地溫表現出明顯的日變化。同時隨著四季變化，也存在明顯的年際變化。這些變化一般隨深度增加而減小。地溫最高、最低值的出現時間，隨深度增加而延遲。地溫的高低對近地面氣溫和植物的種子發芽及其生長發育，微生物的繁殖及其活動，有很大影響。地溫資料對農、林、牧業的區域規劃有重大意義。除此，高原凍土帶修建鐵路，地下礦產和地熱資源開採等都需要參考多年的地溫資料。

淺層地溫能是指在地球淺表層數百米內的土壤砂石和地下水中所蘊藏的低溫熱能，廣泛存在於淺表地層的恆溫帶中，受四季氣候的影響較小，土壤溫度相對恆定。與深層地熱相比，淺層地溫能分佈廣泛，儲量巨大，再生迅速，開發利用投資少且價值大，符合循環經濟發展需求。

中國近百米內的土壤每年可採集的低溫能量是中國發電裝機容量4億千瓦的3750倍，而百米內地下水每年可採集的低溫能量也有2億千瓦。就北京市而言，按6900平方公里計算，每年可開採淺層地溫能的資源量相當於1.4億噸標準煤，為2003年北京供暖能源消耗的1100萬噸標準煤的1.2倍。

地溫的利用主要是採用地能熱泵技術將水或土壤中的低溫熱能提取出來加以利用。地能熱泵技術就是利用淺層地表溫度與氣溫之間存在的溫差，通過提取和釋放地層中的能量，實現冬季供暖和夏季製冷。地能熱泵技術包括水源熱泵技術和地源熱泵技術，若地質條件較好，淺層地下水豐富且易回灌時通常採用水源熱泵；若地質條件不好時可採用地源熱泵。

水源熱泵技術通過抽取與地層相同溫度的地水，並通過機組與抽取的地下水進行換熱后，在夏季將建築物中的熱量轉移到水源中，實現製冷；而在冬季，則從水源中提取能量，並通過熱泵技術把提取出的能量送到建築物中，實現供暖，根據系統負荷量及需水量的大小、地層的出水能力和回灌能力來設計抽水井和回灌井的數量，實際上，水源水經過熱泵機組后，只是交換了熱量，水質幾乎沒有發生變化，經回灌至地層或重新排入地表水體后，不會造成對於原有水源的污染。因此，採用水源熱泵技術利用地下水以及地表水源的過程中，不會引起區域性的地下水以及地表水污染。

地源熱泵技術以土壤作為熱源和熱匯，通過埋於地下的注滿循環液的換熱器與土壤進行冷熱交換，並根據系統負荷量的大小，地層的導熱能力來設計換熱孔形式、數量和深度，與水源熱泵技術不同，地源熱泵系統不再需要提取和回灌地下水，它利用少量的電能，通過埋設在土壤中密閉的PE換熱管中的循環液與地層土壤之間進行熱量交換，冬季吸熱、夏季散熱，這就使得水文地質條較差的地區也能對淺層地溫能資源加以利用。

使用地能熱泵技術開採利用淺層地溫能其節能效果十分明顯，僅供暖就可節約能源30%-50%。運行費用也較低，63%的項目低於燃煤集中供熱的採暖價格，全部被調查項目均低於燃油、燃氣和電鍋爐供暖價格，而且能就地職能，免於傳送，沒有廢渣，不向大氣排放燃燒廢物，表明其可實用性強，應用前景廣闊。截至2005年底，北京市淺層地溫能利用面積約達800萬平方米，採用淺層地溫能技術的供暖建築面積每年以15%～20%的速度增長。

自然界的氣溫變化取決於太陽的光熱，隨著地球的公轉，當它和太陽距離縮短時，太陽輻射給地球的熱能就會增加，使地球變熱、變暖。反過來，地球就變涼、變冷。這樣就形成了春夏秋冬。而有些奇異的土地卻打破了這一自然規律，出現了神奇的現象——冬暖夏涼，這樣的地帶便叫做地溫異常帶。

遼寧省東部山區桓仁縣境內便處於地溫異常帶。這條“地溫異常帶”一頭開始於渾江左岸滿族鎮政府駐地南1.5千米處的船營溝里，另一端結束於渾江右岸寬甸縣境內的牛蹄山麓。整個“地溫異常帶”長約15千米，面積約10.6萬平方米。夏天到來時，“地溫異常帶”的地下溫度開始逐漸下降。在氣溫高達30℃的盛夏，這裡地下一米深處，溫度竟為零下12℃，達到了滴水成冰的程度。

入秋後，這裡的氣溫開始逐漸上升。在隆冬降臨、朔風凜冽的時候，“地溫異常帶”卻是熱氣騰騰。人們在任家山後的山岡可以看到，雖然大地已經封凍，但是種在這裡的角瓜卻依然是蔓葉壯肥，周圍的小草也還是綠色的。任家在這個地方平整了一塊地，在上面蓋上塑料棚，在棚里種上大蔥、大蒜，蒜苗已割了兩茬，大蔥長得翠綠。經過測定，發現在這個棚里的氣溫可保持17℃，地溫保持15℃。在這小岡上整個冬春始終存不住雪。

中國還有一個具有這種特性的地方，是在河南林縣石板岩鄉西北部的太行山半腰一個海拔1500米叫“冰冰背”的地方。在這裡，陽春三月開始結冰，冰期長達５個月；寒冬臘月，卻又熱浪滾滾，從亂石下溢出的泉水溫暖宜人，小溪兩岸奇花異草，鮮艷嫩綠。