Из чего состоит земля и почему под землей тепло

IV

Иногда волки не ели неделями, завывала над лесом и полями пурга, засыпала становище, засекала глаза. Волки друг на друга глядели жадно. Стая разбилась – ходили парами и в одиночку, за много верст, кто куда, тоскуя и ища пищи. В поисках пищи стая уходила далеко, за реку, подходила к лесной сторожке, к самым окнам, и слушала, как за стеною плачет человечий детеныш. Людей волки видели редко, почти никогда, но присутствие их всегда ощущали – человека ненавидели и боялись. В эти жестокие дни, далеко от становища, за рекою, волки напали в лесу на лошадиный труп. Около падла разворачивался санный след, пахло человеком. Сперва боялись брать, облизывались, сидя на поджатых хвостах, потом молодые, не выдержав, кинулись рвать – вывалили на снег синюю требуху, быстро оголили желтые ребра. Целую ночь, упираясь лапами и тряся головами, рвали мерзлое мясо и, давясь, глотали нежеваные куски, а когда животы раздулись и отяжелели, отошли недалеко в лес и зарылись. В следующую ночь стая вернулась на мясо. Ели не так жадно. Оторвав кусок, отходили поодаль, ложились на брюхо, удерживая мясо в передних лапах, не спеша грызли. Под утро, когда стая ушла на становище, из лесу из-под нависших еловых лап выбежала рыжая лисица, остановилась, поджав переднюю ногу, и мелкой трусцой, неся над снегом хвост, побежала к волчьим объедкам, долго копалась в обмерзшей синей требухе, под обглоданными ребрами. В полдень пришли на лыжах люди в овчинных куртках и валяных сапогах, и лисица быстро сметнулась в лес под елки. Люди осмотрели волчьи следы и растащенные по поляне кости; сняв рукавицы, закурили и, подтянув на куртках пояса, разошлись в обход волчьему следу. На другой день те же люди еще привезли на санях мертвую лошадь и свалили в снег на поляне. Волки две ночи не выходили на мясо, вылеживались, забравшись в ельник. Однажды утром стая поднялась тревожно: по лесу катились незнакомые звуки, приближаясь и отдаляясь, и внезапно наполнили лес. Напрягши слух и нюхая воздух, дрожа коленками задних ног, волки сбились в кучу. Старый волк, хорошо знавший, что сулят незнакомые звуки, поднял шерсть и, прижав уши, скрылся в лес. Стая поняла, что идет большая опасность и то, что старик покинул стаю, значит: каждый заботься о себе!

Зимородок

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

Я шел крутым берегом знакомой реки. Под обрывистым песчаным откосом текла вода. Внизу, над быстрой водою, склонялись зеленые ветви ив. У самой поверхности нет-нет да и поблескивал на солнце, сверкая серебром чешуи, бок мелких рыбешек-верхоплавок. Смотря вниз, я увидел небольшую голубовато-лазурную птицу, стрелою кинувшуюся с высокого песчаного откоса в прозрачную воду реки. На несколько мгновений птица исчезла под водою. Это был зимородок – удивительная птичка, редкая в наших местах. Зимородка я узнал по яркому оперению, по длинному клюву, по быстрому полету и умению нырять. Вынырнув из воды, неся в клюве маленькую серебряную рыбку, зимородок скрылся у края песчаного берегового откоса.

Живут зимородки по берегам быстрых и прозрачных рек с крутыми песчаными берегами. Свои гнезда они делают в глубоких норах, вырытых в песке на крутых откосах. В самой глубине норы находится гнездо, устланное сухими рыбьими костями и рыбьей чешуею. Здесь зимородки выводят и выкармливают своих птенцов.

Зимородки не похожи на наших обычных певчих птиц. Они умеют нырять, плавать и ловить мелких рыбешек. Замечательно оперение взрослого зимородка, так похожего на редкостную экзотическую птицу. Народное название – зимородок, наверное, произошло оттого, что даже в зимнюю стужу подобно оляпкам зимородки иногда остаются на берегах быстрых незастывающих рек и ручьев. В суровые зимы зимородки улетают на юг, как и другие перелетные птицы. На птичьих зимовках, в заливе Кызыл-Агач, на южном Каспии, я часто наблюдал зимородков. Там они держались в высоких, шелестящих на ветру камышах, зорко высматривая в воде добычу. Весною зимородки улетали на север, на знакомые берега малых и больших рек. В Средней России я только два или три раза наблюдал красивых зимородков, и мне четко запомнились эти редкие встречи.

Вертикальные коллекторы для отопления дома от земли

Чаще всего используются именно такие коллекторы – их погружают в землю на глубину в несколько десятков метров. Для этого на незначительном расстоянии от дома бурят нужное количество скважин, в них затем помещают трубы (обычно из сшитого полиэтилена). На такой глубине температура грунта остается высокой и стабильной, соответственно, отопление частного дома теплом земли получается высокоэффективным. При таком варианте для коллекторов не требуется большая площадь.

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

Однако следует учитывать существенный недостаток данной схемы: отопление из недр земли обходится дорого. Разумеется, первоначальные затраты впоследствии окупятся, но все же далеко не каждая семья может позволить себе такие расходы. Цена бурения высока, и на то, чтобы сделать несколько скважин глубиной в 50 метров, денег потребуется немало.

Месторождения гелия-3 — веское доказательство протекания реакций синтеза в недрах

Существенным доказательством реакций ядерного синтеза во внутреннем ядре Земли, состоящем из гидридов металлов, является распределение концентрации изотопов гелия. Группой профессора Мамырина (Ленинградский физико-технический институт) в 1968 г. при исследовании химсостава газов вулканических выбросов на Камчатке было обнаружено, что отношение 3He/4He в мантии Земли стабильно и в тысячу раз больше, чем в земной коре. Позже эффект истечения 3He из глубоких трещин в земной коре и при извержении вулканов был обнаружен и в других регионах земного шара.

Подчеркнем, что Гелий-3 образуется исключительно при протекании реакций синтеза. Ни при каких реакциях распада тяжелых элементов его образование невозможно.

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

Следует отметить, что 3He не может быть и «первичным гелием» — остатками вещества сверхновой звезды, из которого образовались планеты, ибо в этом случае максимальная температура Земли при её формировании не должна была превышать 800–1000К, что явно нереально .

Соотношение 3He/4He в земной коре резко уменьшается, так как 3He смешивается с изотопом 4He, в основном образующимся при радиоактивном распаде урана и тория. Далее гелий через разломы в земной коре и вулканы попадает в атмосферу Земли и улетучивается в космос.

Если конец ХХ века и начало ХХI века характеризуются бумом информационных и коммуникационных технологий, то последующие десятилетия будут веком революции в энергетической сфере, и в первую очередь в водородной энергетике, в понимании происхождения потоков водорода из недр Земли, порождённых «квазиядерными» реакциями синтеза. Практическое решение  этих проблем может прийти неожиданно. И та страна (тот коллектив ученых), кому удастся найти это решение, сделает гигантский технологический скачок в будущее, станет законодателем мод не только в науке и технике, но и в политике.

  1. Андерсон (.Anderson Don L.) New Theory of the Earth // Cambridge U. Press, New York, 2007, 384
  2. Лей, Нернлунд, Баффит ( Lay T, Hernlund J. and .Buffett B.A.)  // Nature   geoscience, V.1, 2008, p.25-32.
  3. Терез Э.И., Дабахов И.А. / Реакции синтеза — основной источник внутренней энергии Земли и абиогенного происхождения углеводородов / ResearchGate / 01.2019
  4. Баранов М.И. / Электротехника и электроника. 2010. Т. 6. C. 46–48.
  5. Gando A., Gando Y., Ichimura K., et al. // Nature Geoscience. V. 4. P. 647–651.
  6. Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет.М.: Наука, 1983.
  7. Зельдович Я.Б. // Жур. экспер. и теор. физики. – 1957.- т.33. – вып.4. – С.991-993.
  8. Ванг Хонг-цханг (Wang Hong-zhang) // Chin.  Astrophys. 1990. V. 14/4, P. 361
  9. Дабахов И.А. / Земля под нами расширяется / 10.10.2017
  10. Летников Ф.А. Сверхглубинные флюидные системы Земли и проблемы рудогенеза // Глубинный магматизм, магматические источники и проблемы плюмов. Труды 2 Международного семинара, Владивосток, 2002 Иркутск; Владивосток: Изд-во ИрГТУ, 2002. С.5-24.
  11. Мамырин Б.А., Ануфриев Г.С., Хабарин Л.В. и др. / Закономерность распределения концентрации изотопов гелия Земли. / Госреестр открытий СССР. Приоритет № 253 от 2.07.1968.
  • 33
  • 5

Составляющие теплового баланса

Основной приток энергии к Земле обеспечивается солнечным излучением и составляет около 341 Вт/м² в среднем по всей поверхности планеты. Внутренние источники тепла (радиоактивный распад, стратификация по плотности) по сравнению с этой цифрой незначительны (около 0,08 Вт/м²).

Из 341 Вт/м² солнечного излучения, попадающего на Землю, примерно 30 % (102 Вт/м²) сразу же отражается от поверхности Земли (23 Вт/м²) и облаков (79 Вт/м²), а 239 Вт/м² в сумме поглощается атмосферой (78 Вт/м²) и поверхностью Земли (161 Вт/м²). Поглощение в атмосфере обусловлено, в основном, облаками и аэрозолями.

Из 161 Вт/м² поглощаемой поверхностью Земли энергии 40 Вт/м² возвращается в космическое пространство в виде теплового излучения диапазона 3–45 мкм, ещё 97 Вт/м² передаются атмосфере за счёт различных тепловых процессов (80 Вт/м² — испарение воды, 17 Вт/м² — конвективный теплообмен). Кроме того, около 356 Вт/м² излучения Земли поглощается атмосферой, из которых 332 Вт/м² (161 – 40 – 97 – 356 + 332 = 0) возвращается в виде обратного излучения атмосферы. Таким образом, полное тепловое излучение поверхности Земли составляет 396 Вт/м² (356+40), что соответствует средней тепловой температуре 288 К (15 °С).

Атмосфера излучает в космическое пространство 199 Вт/м², включая 78 Вт/м², полученные от излучения Солнца, 97 Вт/м², полученные от поверхности Земли, и разность между поглощаемым атмосферой излучением поверхности и обратным излучением атмосферы в объёме 23 Вт/м².

Перспективы геотермального тепла

Новые источники энергии как геотермальное тепло играют существенную роль в продвижении чистой более устойчивой энергетической системы. Это одна из немногих технологий использования возобновляемых источников энергии, которые могут поставлять тепло непрерывно. Кроме того, в отличие от угольных и атомных электростанций, бинарные установки могут использовать гибкий источник для баланса переменной поставки возобновляемых ресурсов, таких как ветер и солнечная энергия с различными видами солнечных батарей.Из чего состоит земля и почему под землей тепло
Затраты на новые источники энергии в виде геотермального тепла становятся все более конкурентоспособными.

По прогнозам энергетической информации стоимость энергии для новых установок будет менее 1 рубля за киловатт-час (кВт/ч). К примеру, более чем 2 рубля стоит электроэнергия на природном газе и более чем 2,5 рубля на обычных угольных электростанциях.

Существует также перспективы непосредственного использования этого типа ресурсов в качестве источника отопления домов и предприятий в любом месте.

Расширение геотермальных тепловых систем

Отопление за счет тепла земли  как новый источник энергии возможно везде под поверхностью земли, но условия, которые могут реализовать циркуляцию воды на поверхность имеет не вся поверхность земной суши. Подход использования тепла в засушливых районах известен как усовершенствованные системы или «сухая нагретая порода».

Горячие водоемы, обычно находятся на больших глубинах ниже поверхности, чем обычные устройства. Вода сначала откачиваются под высоким давлением на поверхность для выработки электроэнергии. Затем вода возвращается через нагнетательные скважины для завершения цикла циркуляции. Некоторые электростанции могут использовать закрытый бинарный цикл и не выпускать жидкости или выбросы удерживающие тепло за исключением водяного пара.

Совместное производство геотермального тепла совместно с нефтяными и газовыми скважинами

Во многих существующих нефтяных и газовых резервуарах имеется значительное количество высокотемпературной воды под высоким давлением. Эта высокотемпературная жидкость может совместно использоваться для получения геотермального тепла наряду с добычей ресурсов нефти и газа. В некоторых случаях совместная эксплуатация этих ресурсов может даже повысить добычу нефти и газа. Однако, для того, чтобы задействовать весь потенциал необходимо укрепление технологических систем и совместное производство геотермальной электроэнергии для нефтяных и газовых скважин.

Расширение Земли

Из чего состоит земля и почему под землей тепло
Модель расширения Земли по возрасту пород океанического дна

В течение многих лет в геологии конкурируют две идеи: «фиксистов», утверждающих, что земная кора стоит на месте относительно своих «глубинных корней», т.е. зон магмагенерации в мантии, и «мобилистов», утверждающих, что земной шар растет, и части земной  коры постоянно смещаются (плавают) по верхней части мантии (астеносфере). В свете вышесказанного наиболее правдоподобной представляется гипотеза роста земной поверхности, которая происходила и продолжается в рифтовых зонах, в основном за счет увеличения площади дна мирового океана при неизменности очертаний материковых плит.

Кулики

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

Из самого давнего детства мне запомнился маленький куличок-перевозчик. Мы жили у берега широкого мельничного пруда. Мать водила меня купаться на песчаный отмелистый берег. Раздевшись, я барахтался в нагретой солнцем воде, собирал росшую на берегу землянику, в мокрой горсти приносил ее матери. Над гладкой поверхностью пруда, отражаясь в воде, с берега на берег то и дело с криком перелетал, трепеща крылышками, маленький куличок-перевозчик. Мне очень нравился этот веселый куличок.

Вряд ли в птичьем мире есть такое разнообразие видов и пород маленьких и больших птиц, как в обширном семействе куликов. Живут кулики почти повсеместно на севере и на юге. Летом они долетают до самого Крайнего Севера, до побережья Ледовитого океана, гнездятся и живут в голой тундре. Русский простой народ добродушно относился к веселым, быстрым куликам, шутливо говорил: «Кулик невелик, а все-таки птица».

Я не был ученым-натуралистом и не знаю названия всех пород и видов куликов. Знаю, что есть совсем маленькие песочники-кулики, бегающие по песчаным берегам наших рек и озер. Есть и крупные кулики, живущие обыкновенно на больших болотах и нескошенных зеленых лугах. Громкий крик этих куликов крестьяне, помню, так переводили на человеческий наш язык: «Жгите сено, жгите сено, новое поспело!»

Слова эти обозначали начало покоса, уборки нового сена.

К куликам относятся большие и малые кроншнепы – строгие птицы с загнутыми книзу клювами. Застрелить сторожкого кроншнепа удается не всякому охотнику. Многие из вас, наверное, видели длиннокрылых чибисов, живущих на кочковатых болотах, на вспаханных полях. Махая длинными крыльями, они кувыркаются в воздухе, звонко кричат: «Чьи вы? Чьи вы?» Так переводит народ на человеческий язык их громкий крик.

Путешествуя по пустынному Таймырскому полуострову в безлесной, голой тундре, где до нас еще, наверное, не были люди, летом я видел и слышал великое множество куликов. Некоторые из этих куликов мне были совсем неизвестны. Я слушал их странные голоса, раздававшиеся над пустынной тундрой. Небольшие кулички срывались иногда из-под самых моих ног.

В маленьких, неглубоких озерках я видел куличков-плавунчиков, близко подходил к ним, любовался, как бойко они плавают меж небольших тростинок, купаются и ныряют. До смелого куличка-плавунчика можно было дотянуться рукою, но он не позволял взять себя в руки и перелетал на новое место.

Там же я наблюдал красиво и пышно одетых куликов-турухтанов, в весеннее брачное время устраивавших между собою смешные поединки. Кулички эти носили пышные воротники, и каждый самец-куличок отличался особенностью своей брачной одежды.

Множество куликов наблюдал я и на птичьих зимовках на южном Каспии, в Кызыл-Агачском заливе. Отлогие берега залива были исписаны множеством больших и малых птичьих следов. Тут вертелись кулики самых разнообразных видов и пород. Ни малейшего внимания не обращали они на грозных орланов-белохвостов, неподвижно сидевших на берегу залива и ожидавших легкой добычи. Здесь я видел крупных куликов с загнутыми кверху клювами-носами. Этими изогнутыми клювами они ловко поднимали мягкий ил, разыскивая червей, улиток и насекомых.

Осенью и весною многие породы куликов совершают далекие перелеты. Знакомых нам куликов зимою видят на берегах рек и озер Центральной Африки. Поразительны перелеты кочующих птиц, их умение безошибочно находить дорогу к местам своих гнездований.

У берегов Земли Франца-Иосифа однажды мы высадились со шлюпки на небольшой отлогий островок, покрытый гнездами гаг. Известно, что крупные гаги устилают свои гнезда легким и мягким пухом, который самки гаг выщипывают из своей груди. Слетая с гнезда, гага прикрывает яйца этим теплым пухом.

На маленьком островке кроме гагачьих гнезд оказалось множество гнездившихся крачек – небольших птиц, похожих на чаек. Птицы эти близки к породе куликов. Они храбро вились над нашими головами, садились на наши шапки, стараясь защитить свои гнезда. Ученые-зоологи рассказывали мне, что маленькие крачки каждый год совершают далекие путешествия в Южное полушарие Земли, перелетают экватор. Весною вновь возвращаются на берега холодной арктической земли.

О куликах и близких к ним птицах рассказать можно многое. Я ограничиваюсь тем, что пришлось видеть самому. Бродя в юности с охотничьим ружьем, я любовался веселыми куликами, следил за их жизнью. Кроме вальдшнепов, дупелей, бекасов и гаршнепов, я не убивал маленьких куличков, оживлявших родной пейзаж. Из всех больших и малых куликов мне больше всех запомнился виденный в детстве куличок-перевозчик. Я и теперь иногда вижу его во сне; просыпаясь, невольно радостно улыбаюсь.

Горизонтальные коллекторы для обогрева дома теплом земли

Их используют в регионах с относительно теплым климатом, где глубина промерзания почвы не превышает 1-1,5 метров. Организовать отопление дома от земли в данном случае гораздо проще, ведь траншеи можно выкопать и самостоятельно, и стоимость работ значительно уменьшится.

Но и у такой схемы есть недостатки. Прежде всего, выполнить отопление из земли своими руками не так-то просто: например, для дома площадью 275 «квадратов» потребуется уложить в траншеи 1200 метров труб. Помимо того, что придется потратить много времени на копание траншей, трубы еще и займут большую площадь. Использовать этот участок, например, для сада или огорода, нельзя: корни растений будут перемерзать из-за особенностей работы коллектора.

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

Таким образом, отопление энергией земли является хорошей идеей, но весьма сложной в реализации. Аналогично обстоят дела и с солнечным обогревом. Именно по этой причине альтернативные источники энергии на сегодняшний день мало распространены.

Источники геотермального тепла. Способы и методы его использования в мире

Геотермальная энергия (ГТЭ) — глубинное тепло Земли — является потенциальным источником электро- и теплоснабжения. Источники подразделяются на три вида:

  • • термальные воды, пароводяные смеси, сухой пар, содержащиеся в подземных трещинно-жильных коллекторах и пористых пластовых системах (парогидротермы);
  • • тепло, аккумулированное в горных породах;
  • • тепло магматических очагов вулканов и лакколитов (внедренных в осадочные породы магмы).

Источники ГТЭ используются, в основном, в качестве геотермального теплоносителя (ГеоТТ) и на геотермальных электростанциях (Гео- ТЭС). Объемы использования этих источников энергоресурсов в мире показаны в табл. 5.1.

Французские специалисты оценивают геотермальную воду температурой более 30 °С как источник тепловой энергии. Большая часть ГеоТТ в мире используется в бальнеологии (60%) и отоплении (16%). Первое место в мире в этом занимает Япония (44% утилизированного в мире тепла). Бывший СССР находился на четвертом месте (9%).

Интересен опыт районной отопительной геотермальной системы в г. Рейкьявике (Исландия) с производительностью — 30 Гкал/ч для обслуживания более 100 тыс. жителей. На станции работает всего 60 человек.

Ведущее место в мире по ГеоТЭС занимают США, на их долю приходится 46% действующих мощностей до 7000…8000 МВт. В США все станции используют высокотемпературные термальные воды или сухой пар, добываемые на геотермальных месторождениях, связанных с районами молодого вулканизма или термоаномалиями.

Таблица 5.1

Объемы использования ГеоТТ в мире, МВт

Страна

Отопление кондиционированное, горячее водоснабжение

Сельское

хозяйство

Промышленная

технология

Бальнеология

Комби-

ниро-

ванное

использование

Итого

МВт

%

Япония

50

31

9

4394

4484

44

Венгрия

75

565

30

581

280

1531

15

Исландия

780

77

75

200

164

1296

13

Италия

107

50

27

376

560

6

Новая

Зеландия

150

10

165

106

431

2

США

87

10

12

4

113

2

КНР

70

60

14

17

161

2

Франция

105

15

120

0,2

Австрия

2

3

5

0,06

Другие

страны

33

56

17

296

1

403

3,5

Всего:

МВт

%

  • 1665
  • 16
  • 1288
  • 13
  • 369
  • 3,7
  • 6179
  • 60
  • 551
  • 7,3

10 052 100

На начало 2000 г. ГеоТЭС работали в 21 стране. За последние 5 лет было пробурено 1150 скважин глубиной более 1000 м.

Наиболее экономичными считаются сейчас ГеоТЭС, работающие на сухом паре.

По оценкам экспертов, весьма перспективной технологией будущего станет создание подземных циркулярных систем (ПЦС) для строительства ГеоТЭС, при которых используется теплота «сухих» горных пород. Сейчас созданы две такие экспериментальные системы в США и Великобритании. В США Лос-Аламосская лаборатория начала в 1974 г. работы по созданию ПЦС на глубине 2,75 км; в 1979 г. создана ПЦС мощностью 3 МВт; в 1983 г. мощность доведена до 9 МВт (скважины глубиной 3,6 км, температура пласта 240 °С). Затраты составили 150 млн дол. при участии Японии и Германии. В Великобритании экспериментальная ПЦС создана Кемборнской горной школой на полуострове Корнуолл. Первоначальный циркуляционный контур создан на глубине 300 м, затем второй — на глубине 2100 м (температура — 80 °С), в 1985 г,— расширение системы до мощности 5 МВт;

предполагается увеличение мощности за счет увеличения глубин скважин до 6 км (температура — 220 °С); общие затраты 40 млн дол. Аналогичные работы начаты Францией и Германией (Эльзас), Японией (префектуры Гифу, Ямагава). Во всех этих проектах реализовывалась технология создания в горных породах систем трещин между скважинами с помощью гидравлического разрыва пласта (ГРП). Другая технология разрабатывается американской национальной лабораторией «Сандия», которая предполагает использовать высокотемпературную часть петрогеотермальных ресурсов в породных расплавах промежуточных очагов вулканизма.

V

Молодая волчица переживала то, что переживал каждый волк, – страх, от которого сжималась и теснила на лбу и на спине кожа, и острое желание жить. Звериным умом своим она понимала, что нельзя бежать прямо, по старому следу, и свернула в сторону наперерез голосам. Она шла нешибко, прижав к затылку уши, нюхая ветер. Деревья стояли тихо, придавленные снегом. Валились с макуш, цепляясь по сучьям, сбитые белкой снежные шапки, и волчица пугливо приседала в рыхлый снег. Там, где кончался лес и выступал кустарник, она увидела над снегом красный болтающийся язык. Не решаясь подойти близко, она свернула вправо, но и там – но и там трепался такой же язык, красный и длинный. Красные языки висели один за другим под деревьями.

Волчица пошла вдоль притуло и осторожно. Так она вышла в поросшую ольхой лощину, на занесенную снегом лесную речку и остановилась

Выбежал из лесу, завязая в снегу, заяц. И тут она, впервые в жизни, увидела человека. Он стоял в снегу, прикрытый стволом старой елки, и глядел на зайца.

Волчица присела, поджала ноги и, оттолкнувшись со всей силой, осыпая иней, прыгнула в кусты и побежала. Человек схватился, волчица услыхала резкий звук, почувствовала удар по ноге и, кровавя снег, изо всех сил пошла вприпрыжку кустами вдоль речки. За нею еще раз хлестнуло, драли по спине и бокам сучья, а она бежала, нескладно вскидывая зад. Она бежала вдоль речки, покуда хватило сил, потом пристала, остановилась и села. Вдали щелкнуло раз за разом, потом еще и еще. Волчица тихо, выбирая чащу погуще, пошла туда, где, по ее соображению, был Найденов луг, на котором она родилась и росла.

Ссылки

  • Кондратьев К. Я., Радиационные факторы современных измерений глобального климата. Л., 1980.
  • Кондратьев К. Я., Биненко В. И., Влияние облачности на радиацию и климат, Л., 1984; Климатология, Л., 1989.

Earth’s Radiant Energy Balance and Oceanic Heat Fluxes. — oceanworld.tamu.edu.

On the Global Average IR Radiation Budget. — miskolczi.webs.com.

Jeffrey L. Anderson et al. The new GFDL global atmosphere and land model AM2/LM2: Evaluation with prescribed SST simulations. — Submitted to Journal of Climate, March 2003.

Global Heat Flow — International Heat Flow Commission (IHFC).

Global Heat Flow — International Heat Flow Commission (IHFC).

Don L. Anderson Energetics of the Earth and the Missing Heat Source Mystery — www.mantleplumes.org.

A.M. Hofmeister, R.E. Criss Earth’s heat flux revised and linked to chemistry. Tectonophysics 395 (2005), 159—177.

Henry N. Pollack, «Earth, heat flow in, » in AccessScience, McGraw-Hill Companies, 2008.

J. H. Davies and D. R. Davies Earth’s surface heat flux. Solid Earth, 1, 5-24, 2010.

Carol A. Stein Heat Flow of the Earth (недоступная ссылка), AGU Handbook of Phisical Constants, edited by T.J. Ahrens, Am. Geophys Un., Washington, D.C., 1994.

Что теплее снег или воздух

Температура снежного покрова зависит как от его толщины, так и от температуры воздуха над ним, а так же и от температуры почвы. Земля, накапливая летом тепло, с наступлением холодов остывает медленно. Снег, как отличный теплоизолятор, покрывая землю, сохраняет это тепло даже в самые сильные морозы. Поэтому температура снега зависит от толщи снежного «покрывала» и температуры воздуха над ним. Если снег прикрыл землю на 10-15 см, то его температура и температура воздуха будут практически одинаковы. В том случае, когда снег ложится глубиной до 120 – 150 см, разница температур может изменяться как непосредственно самого снежного покрова, так и в отношении к температуре воздуха. Снег наверху будет холоднее, чем у поверхности земли, так как забирая у нее тепло, он начинает сам прогреваться. В то же время на поверхность снега оказывает влияние морозный воздух, остужая его. Поэтому на глубине приблизительно 45-50 см его температура будет выше, чем на поверхности приблизительно на 1,5 – 2 гр., а у самой земли – на 4-6 гр. При этом температура воздуха на расстоянии до 1 м будет такая же, как и температура снежного покрова. В то же время на высоте от 1,50 м и выше показатель этот будет значительно ниже.

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

Согласно опытам ученых температура воздуха, так же как и снега зависит и от времени суток. Наблюдая за исследованиями, они сделали вывод, что наиболее высокая температура снега      (-0,5 гр.) наблюдается днем от 13:00 до 15:00, а наиболее низкая (-10) в период с 02:00 до 03:00. В этот же период температура воздуха днем поднималась до +6 гр., а ночью опускалась до –15 гр. Таким образом можно сделать вывод, что температура снега контролируется тремя показателями – температурой воздуха, глубиной снежного покрова и температурой почвы. Изучив эти показатели, можно делать прогнозы во многих отраслях народного хозяйства.

Влияние снега на окружающую среду.

Снег, укрывая землю, сохраняет ее тепло, защищает от замерзания почвы. А это очень важный фактор в первую очередь для сельского хозяйства и в первую очередь для сохранения озимых культур. Посеянные осенью и проросшие зерновые под снежным покровом спокойно переносят даже лютые морозы, в то время, как в местах, где снега нет, а мороз сковывает землю они вымерзают. То же происходит и с садовыми растениями. В бесснежные зимы почва промерзает, что способствует растрескиванию и вымерзанию корней, «ожогам» на коре деревьев.

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

В то же время резкие перепады температур могут оказать и отрицательное влияние как на природу, так и на деятельность человека. Так при часом изменении температуры воздуха от + до – снег при положительных температурах начинает таять, а затем при ее снижении – подмерзать, что способствует появлению подмерзшей корки. Наст усложняет пользование зимними пастбищами. Талые воды смывают плодородный слой земли, что часто приводит к эрозии почвы. Скопившись в низине, они способствуют вымоканию озимых. Но в настоящее время люди научились контролировать уровень снега. Так, в районах, где снега выпадает мало, на полях ставят специальные щиты, которые задерживают снег. А в местах, где скопляется много талой воды – прорывают водоотводящие каналы.

И все же, невзирая на все отрицательные факторы, мы всегда радуемся этим белым, пушистым звездочкам. Снова и снова с улыбкой следим за детворой, спускающейся на санках со снежной горки, делаем прекрасные фотографии заснеженных деревьев, вместе с малышами лепим снежную бабу. И смеемся, смеемся, смеемся…

Варианты обустройства геотермального отопления

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

Способы обустройства внешнего контура

Для того, чтобы энергия земли для отопления дома была использована максимально – нужно правильно выбрать схему внешнего контура. По сути, источником тепловой энергии может быть любая среда – подземная, водяная или воздушная

Но при этом важно учитывать сезонные изменения погодных условий, о чем говорилось выше

В настоящее время распространены два вида систем, которые эффективно используются для отопления дома за счет тепла земли – горизонтальная и вертикальная. Ключевым фактором выбора является площадь земельного участка. От этого зависит схема расположения труб для отопления дома энергией земли.

Кроме него учитываются такие факторы:

  • Состав грунта. В скалистых и суглинке сложно делать вертикальные стволы для прокладки магистралей;
  • Уровень промерзания почвы. Он определит оптимальную глубину залегания труб;
  • Расположение подземных вод. Чем они выше – тем лучше для геотермального отопления. В таком случае температура с изменением глубины будет повышаться, что является оптимальным условием для отопления за счет энергии земли.

Также нужно знать и о возможности обратной передачи энергии в летний период. Тогда отопление частного дома от земли не будет функционировать, а избыток тепла будет переходить от дома в почву. По такому же принципу работают все холодильные системы. Но для этого необходимо установить дополнительное оборудование.

Нельзя планировать установку внешнего контура в отдалении от дома. Это увеличит тепловые потери в отоплении из недр земли.

Горизонтальная схема геотермального отопления

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

Горизонтальное расположение наружных труб

Самый распространенный способ установки наружных магистралей. Он удобен простотой монтажа и возможностью относительно быстрой замены неисправных участков трубопровода.

Для установки по этой схеме используется коллекторная система. Для этого делается несколько контуров, расположенных на минимальном удалении в 0,3 м друг от друга. Они соединяются с помощью коллектора, который подает теплоноситель далее в тепловой насос. Это обеспечит максимальное поступление энергии в отопление от тепла земли.

Но при этом нужно учитывать ряд важных нюансов:

  • Большая площадь приусадебного участка. Для дома около 150 м² она должна быть не менее 300 м²;
  • Трубы в обязательном порядке уславливаются на глубину ниже уровня промерзания почвы;
  • При возможном движении почвы во время весенних паводков увеличивается вероятность смещения магистралей.

Определяющим преимуществом отопления от тепла земли горизонтального типа является возможность самостоятельного обустройства. В большинстве случаев для этого не понадобится привлечение спецтехники.

Для максимальной передачи тепла нужно использовать трубы с высоким показателем теплопроводности — тонкостенные полимерные. Но при этом следует продумать способы утепления труб отопления в земле.

Вертикальная схема геотермального отопления

Из чего состоит земля и почему под землей тепло

Вертикальная геотермальная система

Это более трудоемкий способ организации отопления частного дома от земли. Трубопроводы располагаются вертикально, в специальных скважинах

Важно знать, что подобная схема намного эффективнее, чем вертикальная

Ее основное преимущество заключается в увеличении степени нагрева воды во внешнем контуре. Т.е. чем глубже расположены трубы – тем больше количество тепла земли для отопления дома поступит в систему. Еще одним фактором является небольшая площадь земельного участка. В некоторых случаях выполняется обустройство наружного контура геотермального отопления еще до строительства дома в непосредственной близости от фундамента.

С какими трудностями можно столкнуться при получении энергии земли для отопления дома по этой схеме?

  • Количественное в качественное. Для вертикального расположения длина магистралей значительно выше. Она компенсируется большей температурой почвы. Для этого нужно делать скважины глубиной до 50 м. что является трудоемкой работой;
  • Состав почвы. Для скального грунта необходимо применить специальные буровые машины. В суглинке для предотвращения осыпания скважины монтируют защитную оболочку из ж/б или толстостенного пластика;
  • При возникновении неполадок или потере герметичности усложняется процесс ремонта. В этом случае возможны долговременные сбои в работе отопление дома за тепловой энергии земли.

Но невзирая на большие первичные затраты и трудоемкость монтажа, вертикальное расположение магистралей является оптимальным. Специалисты советуют применять именно такую схему установки.

Для циркуляции теплоносителя в наружном контуре в вертикальной системе нужны мощные циркуляционные насосы.

Instagram строителя, который переехал жить в Таиланд
Adblock
detector