Температура земли по глубинам таблица

Температурные показатели планеты Земля

На температуру Земли влияет множество факторов. Ключевой из них — удаленность от поверхности. Верхние слои коры могут быть заморожены на протяжении столетий. При этом самые глубинные недра, внутреннее ядро планеты, разогревается до значений, сопоставимых с жаром на поверхности Солнца.

Источник тепла и распределение по слоям планеты

Средняя температура на планете Земля составляет 14,8ºС. По мере удаления от поверхности вглубь коры температура постепенно поднимается. Темп роста равен 3°С на каждые 100 метров. Это значение верно для любого региона, кроме нескольких аномальных зон.

После рубежа в 20 км скорость роста температуры замедляется.

Основным источником тепла для земной поверхности является солнечное излучение. Его средняя мощность, достигающая нашей планеты, равна 341 Вт/кв. м.

Кроме этого, существуют внутренние факторы, разогревающие глубокие слои. В их число входят:

• распад изотопов;
• тектонические процессы, идущие в мантии;
• дифференциация вещества, вызванная воздействием гравитации;
• фазовые и химические превращения;
• приливное трение, связанное с воздействием Луны.

Их влияние на поверхность планеты несущественно. Мощность, достигающая ее, не превышает 0,03 — 0,05 Вт/ кв. м.

Таблица температуры на разных глубинах Земли

Значение температуры, характерной для разных глубин, приведено в таблице.

Как происходит вычисление

Под средней температурой поверхности земли понимают значение, вычисленное на основе сложения данных со всего земного шара и деления на количество точек, в которых проводилось измерение. Колебания в зависимости от времени года не превышают 2°С.

Отмечено, что среднегодовая температура постепенно увеличивается. Однако это изменение находится в пределах десятых долей градуса.

На земле существует пояс, на протяжении которого температура остается неизменной в течение всего года. Он проходит в земной коре. Глубина его расположения зависит от широты и составляет:

• 5 м в тропиках;
• 30 м возле полюсов.

Исторические наблюдения

На отдельных участках земной поверхности фиксируются значения, далекие от среднего показателя. Отрицательный температурный рекорд принадлежит Антарктиде. Он был зафиксирован в 2010 г. и составил -93°С.

Максимальное значение +70,7°С наблюдалось в иранской пустыне. Практически идентичная температура — 69,3°С была отмечена в Австралии.

Самый резкий перепад между максимальным и минимальным значениями в течение суток зафиксирован в США в 1916 г. Он составил 55°С.

Когда метеорологи сообщают о фиксации нового рекорда или аномально высоких показателях для того или иного сезона, нужно понимать, что речь идет о сравнении с данными, зафиксированными за последние 200 лет. До этого контроль не проводился.

Научные исследования свидетельствуют о том, что за последние 2,4 млрд лет Земля прошла через 5 ледниковых периодов. Завершение последнего мы сейчас наблюдаем. Тенденция к росту температуры наметилась во II в. н.э.

Сравнение с условиями на других планетах

Сравнение земных климатических условий с другими планетами показывает, что они являются оптимальными в Солнечной системе.

Самые сложные климатические условия на Меркурии. В то время как обращенная к звезде сторона разогрета до +465°С, обратная — заморожена до -184°С.

Венера не уступает ему по максимальному показателю. Из-за плотной атмосферы ее поверхность раскалена до +460°С.

Наиболее близкую к земной степень нагревания имеет Марс. Она составляет +20°С. Но достигается эта величина только на экваторе. Полюса этой планеты постоянно заморожены до -153°С.

Рекордно низкая температура среди объектов Солнечной системы была зарегистрирована на Уране и составила -224°С. Самый холодный из газовых гигантов — Нептун уступает ему всего 6°С.

Источник

Записки проектировщика

Современные технологии проектирования и строительства зданий

Расчёт температуры грунта на заданной глубине

Часто при проектировании раздела “Энергоэффективность” для моделирования температурных полей, расчёта глубины промерзания и для других расчётов необходимо узнать температуру грунта на заданной глубине. Рассмотрим способы определения температуры грунта для малых и больших глубин.

Температуру грунта на глубине измеряют с помощью вытяжных почвенно- глубинных термометров. Это плановые исследования, которые регулярно проводят метеорологические станции. Данные исследований служат основой для климатических атласов и нормативной документации.

Для получения температуры грунта на заданной глубине можно попробовать, например, несколько простых способов. Оба способа заключаются в использовании справочной литературы:

1. Для приближённого определения температуры можно использовать документ ЦПИ-22. “Переходы железных дорог трубопроводами”. Здесь в рамках методики теплотехнического расчёта трубопроводов приводится таблица 1, где для определённых климатических районов приводятся величины температур грунта в зависимости от глубины измерения. Эту таблицу я привожу здесь ниже.

1. Таблица температур грунта на различных глубинах из источника “в помощь работнику газовой промышленности” еще времён СССР.

Можно, конечно, попробовать рассчитать температуру грунта, например, по методике, изложенной в книге С.Н.Шорин “Теплопередача” М.1952. На стр.115 через распределение амплидуд колебаний температуры в массе грунта. Но такой расчёт весьма сложный и не всегда оправдан.

Я думаю, что самый простой вариант, это воспользоваться вышеуказанными справочными данными, а затем интерполировать.

3.Зависимость температуры грунта от глубины

С увеличением глубины температура в грунте увеличивается согласно адиабатическому закону в зависимости от степени сжатия вещества под давлением при невозможности теплообмена с окружающей средой.

Нагрев Земли осуществляется, в основном, засчёт источников тепла:

• тепло, образующееся засчет химических реакций в земной коре.
• тепло радиоактивного распада элементов.
• остаточное тепло Земли.
• гравитационное тепло, выделяющееся при сжатии Земли и распределении вещества по плотности.
• тепло, выделяющееся при приливном трении Земли.

Различают 3 температурные зоны:

I – зона переменных температур. Изменение температуры определяется климатом местности. Суточные колебания практически затухают на глубине около 1,5 м, а годовые на глубинах 20…30 м.

Iа – зона промерзания.

II – зона постоянных температур, находящаяся на глубинах 15…40 м в зависимости от региона.

III – зона нарастания температур.

Температурный режим горных пород в недрах земной коры принято выражать геотермическим градиентом и геотермической ступенью.

Величина нарастания температуры на каждые 100 м глубины называется геотермическим градиентом. В Африке на месторождении Витватерсранд оно равно 1,5 °С, в Японии (Эчиго) – 2,9 °С, в Южной Австралии – 10,9 °С, в Казахстане (Самаринда) – 6,3 °С, на Кольском полуострове – 0,65 °С.

Зоны температур в земной коре: I – зона переменных температур, Iа – зона промерзания; II – зона постоянных температур; III – зона нарастания температур

Глубина, при которой температура повышается на 1 градус, называется геотермической ступенью.

Числовые значения геотермической ступени непостоянны не только на разных широтах, но и на разных глубинах одной и той же точки района. Величина геотермической ступени изменяется от 1,5 до 250 м.

В Архангельске она равна 10 м, в Москве – 38,4 м, а в Пятигорске – 1,5 м. Теоретически средняя величина этой ступени составляет 33 м.

В скважине, пробуренной в Москве на глубину 1630 м, температура в забое составила 41 °С, а в шахте, пройденной в Донбассе на глубину 1545 м, температура оказалась равной 56,3 °С. Наиболее высокая температура зафиксирована в США в скважине глубиной 7136 м, где она равна 224 °С. Нарастание температуры с глубиной следует учитывать при проектировании сооружений глубокого заложения Согласно расчетам, на глубине 400 км температура должна достигать 1400…1700 °С. Наиболее высокие температуры (около 5000 °С) получены для ядра Земли.

Поэтому самый надёжный вариант для точных расчётов с использованием температур грунта – воспользоваться данными метеорологических служб. На базе метеорологических служб работают некоторые онлайн справочники. Например, http://www.atlas-yakutia.ru/.

Здесь достаточно выбрать населённый пункт, тип грунта и можно получить температурную карту грунта или её данные в табличной форме. В принципе, удобно, но похоже этот ресурс платный.

Глубины промерзания грунта по разным населенным пунктам и регионам России можно посмотреть здесь.

Источник

Температура грунта на глубине

Температура грунта на глубине сильно зависит от изменения сезонной температуры, причем это влияние сказывается только до глубины 5-30 м в зависимости от широты.

Зависимость температуры грунта от времени года

На изменения температуры грунта на определенной глубине, прежде всего, существенное влияние оказывает сезонное изменение температуры воздуха.

Колебания показателя в течение года для каждой зоны, города свои, причем каждый год они зависят от того, насколько жарким было лето. Например:

• в Ташкенте средняя температура летом на глубине 40 см +31, 80 см +29, 160 см +25 градусов; зимой, соответственно, +2, +4,5, +9 (средняя температура воздуха в июле +28, в январе +2 градуса);
• в Екатеринбурге температура уже совсем другая: летом +19, +16, +13; зимой -11,5, -9, -4 (воздуха: +19 и -16 градусов).

Таблица температуры грунта на глубине 40, 80, 160 см для некоторых городов СНГ приведена на сайте e-boiler.ru .

На определенной глубине сезонные колебания нивелируются, температура грунта остается постоянной. Ближе к полюсам этот слой с постоянной температурой находится на глубине 20-30 м, в тропиках – 5-10 м.

Ниже начинают оказывать влияние потоки радиогенного тепла, т.е. тепла недр земли, образующегося при распаде радиоактивных элементов. В среднем температура ближе к центру Земли повышается на 10С на каждые 33 м.

Таблица изменения температуры грунта на глубине до 9 метров для четырех климатических районов

Климатические районы I – III России с севера на юг: I – до 700 северной широты; II – до 600 III – до 450. IV – Закавказье, Крым, Средняя Азия.

Влияние других показателей

Кроме сезонных колебаний тепла и холода, на изменение температуры грунта на глубине влияют наличие снежного покрова, подземные воды, влажность и тип почвы, инсоляция и прочие условия, но зависимость от этих показателей трудно вычислить.

Источник

Температура глубин Земли. Температура под поверхностью Земли

Температура внутри земли чаще всего является довольно субъективным показателем, поскольку точную температуру можно назвать только в доступных местах, например, в Кольской скважине (глубина 12 км). Но это место относится к наружной части земной коры.

Температуры разных глубин Земли

Как выяснили ученые, температура поднимается на 3 градуса каждые 100 метров вглубь Земли. Эта цифра является постоянной для всех континентов и частей земного шара. Такой рост температуры происходит в верхней части земной коры, примерно первые 20 километров, далее температурный рост замедляется.

Самый большой рост зафиксирован в США, где температура поднялась на 150 градусов за 1000 метров вглубь земли. Самый медленный рост зафиксирован в Южной Африке, столбик термометра поднялся всего лишь на 6 градусов по Цельсию.

На глубине около 35-40 километров температура колеблется в районе 1400 градусов. Граница мантии и внешнего ядра на глубине от 25 до 3000 км раскаляется от 2000 до 3000 градусов. Внутренние ядро нагрето до 4000 градусов. Температура же в самом центре Земли, по последним сведениям, полученным в результате сложных опытов, составляет около 6000 градусов. Такой же температурой может похвастаться и Солнце на своей поверхности.

Минимальные и максимальные температуры глубин Земли

При расчете минимальной и максимальной температуры внутри Земли в расчет не берут данные пояса постоянной температуры. В этом поясе температура является постоянной на протяжении всего года. Пояс располагается на глубине от 5 метров (тропики) и до 30 метров (высокие широты).

Максимальная температура была измерена и зафиксирована на глубине около 6000 метров и составила 274 градуса по Цельсию. Минимальная же температура внутри земли фиксируется в основном в северных районах нашей планеты, где даже на глубине более 100 метров термометр показывает минусовую температуру.

Откуда исходит тепло и как оно распределяется в недрах планеты

Тепло внутри земли исходит от нескольких источников:

1. Излучение тепла от радиоактивных элементов;
2. Разогретая в ядре Земли гравитационная дифференциация вещества;
3. Приливное трение (воздействие Луны на Землю, сопровождающееся замедлением последней).

Это некоторые варианты возникновения тепла в недрах земли, но вопрос о полном списке и корректности уже имеющегося открыт до сих пор.

Тепловой поток, исходящий из недр нашей планеты, изменяется в зависимости от структурных зон. Поэтому распределение тепла в месте, где находится океан, горы или равнины, имеет совершенно разные показатели.

Источник