En las ciudades más grandes, las temperaturas generalmente son mucho más altas que en el entorno rural. Estas llamadas islas de calor urbano son el resultado de varios factores, como la densidad de población, el sellado de la superficie, la radiación térmica de los edificios, la industria y el transporte, así como la falta devegetación. Este fenómeno afecta la atmósfera, la superficie y el subsuelo de las ciudades modernas.
Las anomalías de temperatura pueden contribuir a la contaminación atmosférica regional y a una mayor mortalidad durante los períodos de calor en verano. El aumento de las temperaturas del agua subterránea influye en los ecosistemas subterráneos y puede favorecer el crecimiento de patógenos en el agua subterránea. Pero las islas de calor subterráneas también tienen un alto potencial para el suministro de energía y la protección del clima:La energía de los acuíferos subterráneos cercanos a la superficie se puede utilizar para calentar en invierno y enfriar en verano con la ayuda de bombas de calor geotérmicas o subterráneas. Si se utilizara este potencial geotérmico, podría cubrirse parte del creciente consumo de energía de las ciudades.Esto reduciría la emisión de gases de efecto invernadero y, por lo tanto, contrarrestaría el calentamiento global.
Las islas de calor subterráneas y de superficie están conectadas principalmente por conducción térmica. Hasta ahora, la investigación ha estudiado las islas de calor individuales por separado, de modo que se sabe poco sobre las interacciones y las relaciones entre las temperaturas subterráneas y aéreas. Un grupo de científicosdel Instituto de Geociencias Aplicadas AGW y el Instituto de Meteorología e Investigación Climática - Gases de rastreo atmosférico y división de detección remota IMK-ASF de KIT, así como de ETH Zurich analizó recientemente islas de calor subterráneas y subterráneas en cuatrograndes ciudades en Alemania en relación entre sí. Los resultados se informan en la revista Ciencia y tecnología ambiental .
Los científicos utilizaron mediciones satelitales de la temperatura de la superficie para determinar fácilmente los parámetros espaciales y temporales de las islas de calor sobre el suelo. La descripción de las islas de calor subterráneas es mucho más difícil. La interpolación de las mediciones de temperatura del agua subterránea en las estaciones de monitoreo existentes es lenta y costosa.Por esta razón, se requieren otros métodos. Los investigadores de KIT y ETH compararon islas de calor subterráneas y subterráneas en las cuatro ciudades de Berlín, Munich, Colonia y Karlsruhe. Encontraron una correlación espacial de hasta el 80%.Las ciudades más antiguas, como Colonia, superan a las ciudades relativamente jóvenes como Karlsruhe. Cuanto más antigua es la ciudad, más pronunciado es el calentamiento subterráneo. Se descubrió que el 95% de las áreas estudiadas tienen una temperatura del agua subterránea más alta que la temperatura de la superficie.esto a fuentes de calor antropogénicas subterráneas adicionales, como bodegas de edificios, alcantarillas o puntos de reinyección de enfriamientoagua.
Por lo tanto, la temperatura de la superficie medida por satélite por sí sola no es suficiente para estimar de manera confiable la temperatura del agua subterránea. Por esta razón, los científicos también consideraron la densidad de población y la temperatura del sótano. Tuvieron éxito en estimar las temperaturas regionales del agua subterránea con un error absoluto medio de 0.9 Kelvin ".Este método puede aplicarse para una primera evaluación de las islas de calor subterráneas y, por lo tanto, de las condiciones ecológicas en el agua subterránea y del potencial geotérmico. No se requieren mediciones complejas de temperatura del agua subterránea ni interpolaciones ", Philipp Blum, Profesor de Ingeniería Geológica de AGW,KIT, explica.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Karlsruhe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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