close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Вт/м 2

код для вставкиСкачать
Дистанционный
геотермический метод
В.И.Горный
Научно-исследовательский центр
экологической безопасности
Российская Академия Наук
E-mail: img@at1895.spb.edu
Теплоотдача земных недр
Средний наблюденный ТП
из недр Земли (Pollack et al):
87 ± 2.0 мВт/м2
Теплоотдача земных недр
по результатам наблюдений (Pollack et al): 4.42 ± 0.10*1013 Вт
Природа ТП Земли
Энергия эндогенных источников тепла (по Г.А.Череменскому)
Вид
Э н ер ги я , в ы дел ен н а я за 4 .5 м л р д.
31
л ет * 1 0 Д ж
1 .6 - 2 .8
Г р ави тац и о н н ая (об разо ван и е З ем ли )
30
П о тен ц и альн ая гр ави тац и о н н ая
25
У п р угая (сж ати я)
2
Р ади о ген н ая
Г р ави тац и о н н о й д и ф ф ер ен ц и ац и и
1 .5 - 2 .0
Р о тац и о н н ая:
зам едлени е скоро ст и вра щ ени я
ко леб ани е ско ро ст и вра щ ени я
0 .36
2
Всего: ~ 60 *1031 Дж
Оценка теплоотдачи недр :
~ 4*1015 Вт
Оценка среднего теплового потока:
~ 8 Вт/м2
Средний наблюденный
ТП Земли (Pollack et al):
87 ± 2.0 мВт/м2
Тепловой поток в земных недрах
q (h )= (1 - ) q (h )+ [ q (h )+ q
cd
f
conv
(h )] ;
(1 )
q (h )= - d T /d h ;
(2 )
q (h )= c v T ;
(3 )
cd
f
q
conv
(h )= - e ff
d T /d h ;
(4 )
2
г д е : q (h ) - к о н д у к т и в н ы й Т П , В т /м ; q (h ) - Т П , в ы з в а н н ы й
cd
f
2
в ы н у ж д е н н о й к о н в е к ц и е й , В т /м ; q
conv
(h ) - Т П , в ы з в а н н ы й
2
с в о б о д н о й к о н в е к ц и е й , В т /м ; T – т е м п е р а т у р а п о р о д , К , и h г л у б и н а и з м е р е н и й , м ; ?- к о э ф ф и ц и е н т т е п л о п р о в о д н о с т и п о р о д ы ,
3
В т /(м K ) ,? , и c - с о о т в е т с т в е н н о - п л о т н о с т ь , к г /м и у д е л ь н а я
т е п л о е м к о с т ь , Д ж /(к г К ) ф л ю и д а ; v - с к о р о с т ь п о д ъ е м а ф л ю и д а ,
м /с ; - у д е л ь н а я п л о щ а д ь с в я з н о й п о р и с т о с т и , д о л и е д и н и ц ы ; эф ф ективны й коэф ф ициент теплопроводности, обусловленны й
с в о б о д н о й к о н в е к ц и е й , В т /(м K )
eff
-
Определение ТП по результатам измерений в скважинах
мВт/м2
Вт/м2
Керн
Теплоизоляция
Дистанционное измерение теплового потока, тепловой инерции
и скорости испарения влаги с дневной поверхности
Исходные материалы:
* многократная тепловая
ИК аэро-космическая съемка;
* срочные данные метеонаблюдений;
Измеряемые характеристики:
* тепловой поток, Вт/м2;
* тепловая инерция, ЕТИ;
* скорость испарения, мм/сут.
Погрешности метода
По результатм повторных наблюдений
в марте и апреле 1998г ср. кв. ошибка
определения теплового потока
для одиночного пикселя составила:
s = 10 Вт/м2
Ошибки алгоритма:
Систематическая
Случайная -
s
ТП
ТИ
СИ
Вт/м2
ЕТИ
мм/сут
1.5
130
0.3
3.0
100
0.1
Результаты картирования теплового потока, тепловой инерции и скорости
испарения в Северном Прикаспии (по данным спутника NOAA(AVHRR))
Видимый диапазон
Тепловая инерция
Тепловой поток
Скорость испарения
Стандартный набор карт
Лист Q-(35)36
Масштаб: 1:1 000 000
Конвективный тепловой поток
Тепловая инерция
Скорость испарения
Космический мониторинг городских теплопотерь
Сравнение теплопотерь С-Петербурга и Хельсинки
Теплопотери городов
Распределение теплопотерь по районам
Характеристика теплопотерь С-Петербурга и Хельсинки
Топливно-энергетический баланс Ленинградской области
Карта плотности теплового потока городов Ленинградской области
(по данным измерений со спутника NOAA(AVHRR))
Проект поддержан фондом
Дж. & К. Макартуров
Карта состояния лесов Всеволожского района
Ленинградской области (по данным повторных съемок спутником Landsat TM)
Мантийная конвекция по данным
дистанционного геотермического метода
Геотермическое районирование
(по данным спутника NOAA (AVHRR))
Цифровая мозаика ночных температурных контрастов территории
Европейской части России и Западной Сибири
- акватории;
облачность;
Температурный контраст
Масштаб: 1:2 500 000
Математическое моделирование мантийной конвекции
(по В.П.Трубицыну)
Характерные черты:
- Подъем поверхности мантии и повышенная теплоотдача в центрах плюмов.
- Диаметр плюма равен удвоенной глубине фазового перехода.
Верхняя мантия
Нижняя мантия
670 км
фазовый
переход
Радиально-концентрическая положительная структура поверхности Мохо
в центре Павлодарского мантийного плюма
- акватории.
Температурный контраст
Центр плюма
Глубина Мохо
RGB цветовой композит:
R - температурный контраст;
G - глубина Мохо;
B=0.
Рельеф поверхности Мохо
показан в ложной подсветке.
Глубина поверхности Мохо по
данным гравиметрии
(по Ю.Ф.Сапрыкину)
Проверка сейсморазведкой
результатов дистанционного геотермического метода
Карта ночных температурных контрастов Южного Урала
(по данным спутника NOAA(AVHRR))
Проверка сейсморазведкой
результатов дистанционного геотермического метода
Профиль УРАЛСЕЙС
Механизм формирования «термальных линий», обрамляющих горные хребты
А. Распределение кондуктивного и
конвективного теплового потока
на платформах.
B. Модель теплоотдачи в условиях
платформ.
С. Распределение кондуктивного и
конвективного теплового потока
в областях тектонических покровов.
D. Модель теплоотдачи в условиях
тектонических покровов.
1. Кондуктивный тепловой поток.
2. Конвективный тепловой поток.
Модель мантийно-литосферного взаимодействия
Современные позиция Московского и Павлодарского мантийных плюмов
Перемещение плит
Двойниковые структуры
Вопрос: “Какова причина формирования двойниковых структур?”
Современная позиция
центра Московского
мантийного плюма
Двойники
центра
Московского
мантийного
плюма
Овальные термические структуры - палеопозиции «горячих точек»
Цифровая мозаика ночных температурных контрастов территории
Северо-Западного региона России
Масштаб: 1:1 000 000
Бежецкая овальная
термическая
структура
Температурный контраст
Западно-Кольская
овальная термическая
структура
Боровичская и Бежецкая двойниковые кольцевые структуры
Позиции Исландской «горячей точки»
Цифровая модель рельефа Северной Атлантики
(по W.Smith и D.Sandwall)
Схема тектонического дешифрирования
770 км
Исландия
Прикаспийская овальная структура
(материалы спутника NOAA (AVHRR) +ЦМР)
RGB цветовой композит Каспийского региона
R - контрасты температуры
поверхности;
G - БИК спутника NOAA;
B - ЦМР.
- граница овальной
структуры
Палепозиции Исландской «горячей точки» на Южном Урале
Цифровая модель рельефа Южного Урала
(по W.Smith и D.Sandwall)
Схема тектонического дешифрирования
1000 км
Овльные термические структуры,
в районе развития современного вулканизма
Карта ночных температурных контрастов острова Хонсю (Япония)
(материалы спутника NOAA(AVHRR))
- элементы
овальной
структуры
- вулканы.
Температурный контраст
Токио
Локальные термические овальные структуры
вокруг современных вулканов
Высота поверхности
Тепловой поток
RGB цветовой композит района Канто (Япония)
Fuji
Вулкан
Фудзияма
R- тепловой поток. G,B - ЦМР.
Региональные зоны, субпараллельные движению
литосферных плит
Кольский полуоствров
Иберийский полуостров
Модель формирования палеопозиций восходящих мантийных
конвективных структур
Основная идея - перемещение плит происходит не монотонно, а периодически.
Абсолютные перемещения литосферных плит
Подобие формы траекторий палеопозиций мантийных конвективных структур
Карта перемещений плит, подготовленная NASA
по данным космической геодезии
Энергетика земель
Влияние высокого конвективного выноса тепла
на температуру почвы
Наземные наблюдения
Карта конвективного теплового потока
Биоиндикаторы высокой энергетики земель
Ярославль
Н.Новгород
Космическая спектрометрия
в тепловом ИК диапазоне спектра
Инфракрасные спектры веществ
Кальцит
S RF, B and 14
0 .1
m ic ro n
12.0
11.8
11.6
11.4
11.2
11.0
10.8
10.6
10.4
0 .0
10.2
1 2 .0
1 1 .8
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .6
1 0 .4
1 0 .2
9 .8
1 0 .0
9 .6
9 .4
9 .2
1 2 .0
1 1 .8
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .6
1 0 .4
1 0 .2
9 .8
1 0 .0
9 .6
9 .4
9 .2
9 .0
8 .8
8 .6
8 .4
1 2 .0
1 1 .6
1 1 .8
1 1 .2
1 1 .4
1 0 .8
1 1 .0
1 0 .4
1 0 .6
1 0 .0
1 0 .2
9 .6
9 .8
9 .2
9 .4
8 .8
9 .0
8 .4
8 .6
8 .0
8 .2
S RF, B and 13
m i c ro n
0 .0
8 .0
0
S RF, B and 12
0 .2
9.8
0 .0
m ic ro n
S RF, B and 11
0 .3
0 .1
m ic ro n
S i l t s t o n e e m i s s i vi t y
S RF, B and 10
9 .0
S RF, B and 14
0 .1
0 .4
10.0
0 .1
0 .5
S RF, B and 14
8 .8
S RF, B and 13
0 .6
S RF, B and 12
S RF, B and 13
0 .2
S RF, B and 14
8 .2
0 .2
S RF, B and 13
0 .2
S RF, B and 12
0 .3
9.6
0 .3
S RF, B and 11
0 .3
0 .4
S RF, B and 12
S RF, B and 10
S RF, B and 11
9.4
0 .4
S o l i d q u a r t z e m i s s i vi t y
0 .7
S RF, B and 10
0 .5
S RF, B and 11
9.2
S RF, B and 10
0 .5
0 .5
8 .6
0 .6
0 .8
S o l i d g y p s u m e m i s s i vi t y
0 .6
9.0
S o l i d c a l c i t e e m i s s i vi t y
0 .6
0 .9
8.8
0 .7
8.6
0 .8
0 .7
8.4
0 .9
0 .8
8 .4
0 .7
0 .9
1 .0
8 .2
0 .8
S ilt s t o n e e m is s iv it y a n d
A S T E R 's s p e c t r a l r e s p o n c e fu n c t io n s
E m i s s i vi t y a n d S R F
A S T E R 's s p e c tr a l r e s p o n c e fu n c tio n s
E m i s s i vi t y a n d S R F
1 .0
8 .0
0 .9
A S T E R 's s p e c t r a l r e s p o n c e fu n c t io n s
1 .0
8.2
e m i s s i vi t y a n d S R F
Глина
S o lid g y p s u m C a S O 4 .2 H 2 O e m is s iv ity a n d
S o lid c a lc it e C a C O 3 e m is s iv it y a n d
S o lid q u a r t z S iO 2 e m is s iv it y a n d A S T E R s p e c t r a l r e s p o n c e fu n c t io n s
e m i ssi v i ty a n d S R F
1
0 .4
Гипс
8.0
Кварц
T e m p e r a t u r e in A S T E R b a n d s , s o lid c a lc it e , T = 3 0 0 K
T e m p e r a t u r e in A S T E R b a n d s , S ilt s t o n e e m is s iv it y , T = 3 0 0 K
T e m p e ra t u re , K
T e m p e r a t u r e in A S T E R b a n d s , s o lid g y p s u m , T = 3 0 0 K
T e m p e r a t u r e in A S T E R b a n d s , s o lid q u a r t z , T = 3 0 0 K
T e m p e ra t u re , K
T e m p e ra t u re , K
289.45
289.25
300
288.97
288.05
290
2 8 6 .7 5
270
T e m p e ra t u re , b a n d 1 1 , K
250
A S T E R ' s b a n d s te m p e r a tu r e a s a fu n c tio n o f ta r g e t te m p e r a tu r e ,
T a r g e t - s o lid q u a r tz
T e m p e r a tu r e , K
3 3 2 .3 6
3 3 0 .5 8
320
300
280
2 7 0 .6 0
2 7 0 .7 8
2 3 9 .6 5
2 2 2 .1 1
2 3 9 .7 6
2 2 2 .1 8
220
2 8 6 .7 5
2 6 0 .9 1
2 6 1 .9 1
273 K
2 6 1 .7 1
300 K
260
240
2 8 5 .5 0
350 K
2 3 2 .6 1
2 1 6 .0 4
1 2 .0
1 1 .6
1 1 .2
1 1 .4
1 0 .8
1 1 .0
1 0 .4
1 0 .6
1 0 .0
1 0 .2
9 .6
9 .8
9 .2
9 .4
8 .8
9 .0
8 .4
8 .6
8 .0
8 .2
1 1 .8
m ic ro n
200
12.0
11.6
11.4
11.2
11.0
10.8
10.6
10.4
10.2
10.0
9.8
9.6
9.4
9.2
9.0
8.8
270
8.6
1 2 .0
1 1 .8
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .6
1 0 .4
9 .4
9 .2
9 .0
8 .8
8 .6
8 .4
8 .2
m ic ro n
8 .0
1 2 .0
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .6
1 0 .4
1 0 .2
1 0 .0
9 .8
9 .6
9 .4
9 .2
9 .0
8 .8
8 .6
8 .4
8 .2
T e m p e ra t u re , b a n d 1 4 , K
230
230
8 .0
1 2 .0
1 1 .6
1 1 .8
1 1 .2
1 1 .4
1 0 .8
1 1 .0
1 0 .4
1 0 .6
1 0 .0
1 0 .2
9 .6
9 .8
9 .2
9 .4
8 .8
9 .0
8 .4
8 .6
8 .0
8 .2
m ic ro n
T e m p e ra t u re , b a n d 1 3 , K
275
m i c ro n
m ic ro n
340
T e m p e ra t u re , b a n d 1 4 , K
240
1 1 .8
2 3 2 .6 1
T e m p e ra t u re , b a n d 1 1 , K
280
T e m p e ra t u re , b a n d 1 3 , K
11.8
T e m p e ra t u re , b a n d 1 4 , K
230
T e m p e ra t u re , b a n d 1 0 , K
T e m p e ra t u re , b a n d 1 2 , K
T e m p e ra t u re , b a n d 1 2 , K
2 3 9 .6 5 2 3 9 .7 6
240
285
T e m p e ra t u re , b a n d 1 1 , K
250
T e m p e ra t u re , b a n d 1 3 , K
2 9 7 .3 5
T e m p e ra t u re , b a n d 1 0 , K
2 5 2 .5 2
260
T e m p e ra t u re , b a n d 1 2 , K
250
2 9 7 .5 2
2 9 8 .3 9
290
270
T e m p e ra t u re , b a n d 1 0 , K
T e m p e ra t u re , b a n d 1 4 , K
260
2 9 8 .2 6 2 9 8 .2 4
295
8.4
T e m p e ra t u re , b a n d 1 3 , K
270
2 8 5 .1 1
8.2
T e m p e ra t u re , b a n d 1 2 , K
1 0 .2
280
2 8 5 .2 0
2 7 6 .8 3
2 7 4 .0 6
280
1 0 .0
2 8 5 .5 0
T e m p e ra t u re , b a n d 1 1 , K
9 .8
290
9 .6
T e m p e ra t u re , b a n d 1 0 , K
290
281.40
300
8.0
T e m p e r a tu r e , K
300
Космическая спектрометрия в ИК-тепловом диапазоне
(спектрорадиометр ASTER)
Сравнение модельных спектров и спектров, полученных ASTER
S o lid g y p s u m C a S O 4 .2 H 2 O e m is s iv ity a n d
A S T E R 's s p e c tr a l r e s p o n c e fu n c tio n s
E m i s s i vi t y a n d S R F
1 .0
0 .9
0 .8
0 .7
S o l i d g y p s u m e m i s s i vi t y
0 .6
S RF, B and 10
0 .5
S RF, B and 11
0 .4
S RF, B and 12
0 .3
S RF, B and 13
0 .2
S RF, B and 14
0 .1
Сульфат
1 2 .0
1 1 .8
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .6
1 0 .2
9 .8
1 0 .0
9 .6
9 .4
9 .2
9 .0
8 .8
8 .6
8 .4
8 .2
8 .0
Гипс
Гипс
1 0 .4
m i c ro n
0 .0
Day time, May
T e m p e r a t u r e in A S T E R b a n d s , s o lid g y p s u m , T = 3 0 0 K
T e m p e ra t u re , K
e*
300
2 8 5 .2 0
290
2 8 5 .1 1
Point1
1
2 7 6 .8 3
2 7 4 .0 6
280
Point2
270
T e m p e ra t u re , b a n d 1 0 , K
2 5 2 .5 2
260
T e m p e ra t u re , b a n d 1 1 , K
T e m p e ra t u re , b a n d 1 2 , K
250
T e m p e ra t u re , b a n d 1 3 , K
T e m p e ra t u re , b a n d 1 4 , K
240
m i c ro n
0.9
1 2 .0
1 1 .8
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .6
1 0 .4
1 0 .2
1 0 .0
9 .8
9 .6
9 .4
9 .2
9 .0
8 .8
8 .6
8 .4
8 .2
8 .0
230
7.9
8.4
8.9
band 10 band 11 band 12
9.4
9.9
10.4
band13
10.9
11.4
band14
,m
Сравнение модельных спектров и спектров, полученных ASTER
S o lid c a lc it e C a C O 3 e m is s iv it y a n d
e m i s s i vi t y a n d S R F
A S T E R 's s p e c t r a l r e s p o n c e fu n c t io n s
1 .0
0 .9
0 .8
0 .7
S o l i d c a l c i t e e m i s s i vi t y
0 .6
S RF, B and 10
0 .5
S RF, B and 11
0 .4
S RF, B and 12
0 .3
S RF, B and 13
0 .2
S RF, B and 14
0 .1
Карбонаты
1 2 .0
1 1 .8
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .4
1 0 .2
9 .8
1 0 .0
1 0 .6
m ic ro n
Кальцит
9 .6
9 .4
9 .2
9 .0
8 .8
8 .6
8 .4
8 .2
8 .0
0 .0
Day time, May
T e m p e r a t u r e in A S T E R b a n d s , s o lid c a lc it e , T = 3 0 0 K
Point4
T e m p e ra t u re , K
289.45
289.25
Point5
e*
288.97
288.05
290
1
281.40
270
T e m p e ra t u re , b a n d 1 0 , K
T e m p e ra t u re , b a n d 1 1 , K
T e m p e ra t u re , b a n d 1 2 , K
250
T e m p e ra t u re , b a n d 1 3 , K
T e m p e ra t u re , b a n d 1 4 , K
0.92
m ic ro n
230
1 2 .0
1 1 .8
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .6
1 0 .4
1 0 .2
1 0 .0
9 .8
9 .6
9 .4
9 .2
9 .0
8 .8
8 .6
8 .4
8 .2
8 .0
7.9
8.4
8.9
band 10 band 11 band 12
9.4
9.9
10.4
band13
10.9
11.4
band14
,m
Сравнение модельных спектров и спектров, полученных ASTER
S o lid q u a r t z S iO 2 e m is s iv it y a n d A S T E R s p e c t r a l r e s p o n c e fu n c t io n s
e m i ssi v i ty a n d S R F
1
0 .9
0 .8
0 .7
0 .6
0 .5
S o l i d q u a r t z e m i s s i vi t y
0 .4
S RF, B and 10
S RF, B and 11
0 .3
S RF, B and 12
0 .2
S RF, B and 13
0 .1
S RF, B and 14
m ic ro n
Кварцевый песчаник
1 2 .0
1 1 .8
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .6
1 0 .4
1 0 .2
9 .8
1 0 .0
Кварц
9 .6
9 .4
9 .2
9 .0
8 .8
8 .6
8 .4
8 .2
8 .0
0
Day Time, May
T e m p e r a t u r e in A S T E R b a n d s , s o lid q u a r t z , T = 3 0 0 K
Point6
e*
T e m p e r a tu r e , K
300
Point7
1
T e m p e ra t u re , b a n d 1 0 , K
290
2 8 6 .7 5
2 8 5 .5 0
T e m p e ra t u re , b a n d 1 1 , K
280
T e m p e ra t u re , b a n d 1 2 , K
T e m p e ra t u re , b a n d 1 3 , K
270
T e m p e ra t u re , b a n d 1 4 , K
260
250
2 3 9 .6 5 2 3 9 .7 6
2 3 2 .6 1
m ic ro n
0.9
1 2 .0
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .6
1 0 .4
1 0 .2
1 0 .0
9 .8
9 .6
9 .4
9 .2
9 .0
8 .8
8 .6
8 .4
8 .2
8 .0
230
1 1 .8
240
A S T E R ' s b a n d s te m p e r a tu r e a s a fu n c tio n o f ta r g e t te m p e r a tu r e ,
T a r g e t - s o lid q u a r tz
T e m p e r a tu r e , K
340
3 3 2 .3 6
3 3 0 .5 8
320
300
280
2 7 0 .6 0
2 7 0 .7 8
300 K
260
2 3 9 .6 5
240
2 2 2 .1 1
2 3 9 .7 6
2 2 2 .1 8
220
2 8 5 .5 0
2 8 6 .7 5
2 6 0 .9 1
2 6 1 .9 1
273 K
2 6 1 .7 1
350 K
2 3 2 .6 1
2 1 6 .0 4
1 2 .0
1 1 .6
1 1 .4
1 1 .2
1 1 .0
1 0 .8
1 0 .6
1 0 .4
1 0 .2
1 0 .0
9 .8
9 .6
9 .4
9 .2
9 .0
8 .8
8 .6
8 .4
8 .2
8 .0
1 1 .8
m ic ro n
200
7.9
8.4
8.9
band 10 band 11 band 12
9.4
9.9
10.4
band13
10.9
11.4
band14
,m
Картирование аэротехногенного загрязнения
1- С-Петербург
2 - Нарва
3 - Силламяэ
3
2
1
Документ
Категория
Презентации по физике
Просмотров
9
Размер файла
10 253 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа