KIT / Geothermie
Satelliten finden unterirdische Wärmeinseln
Unterirdische Wärmeinseln in Städten bergen ein enormes geothermisches Potenzial. Forscher am KIT haben eine Methode entwickelt, diese verborgenen Energiespeicher aufzuspüren: Sie schätzen die Grundwassertemperatur anhand der satellitengestützt-gemessenen Oberflächentemperatur und der Bebauungsdichte.
In größeren Städten liegen die Temperaturen üblicherweise deutlich höher als im ländlichen Umland. Diese so genannten urbanen Wärmeinseln entstehen durch das Zusammenwirken verschiedener Faktoren wie dichte Besiedlung, Flächenversiegelung, Wärmeabstrahlung von Gebäuden, Industrie und Verkehr sowie fehlende Vegetation.
Diese Wärmeinseln im Untergrund bergen große Chancen für Energieversorgung und Klimaschutz: So lässt sich die Energie aus oberflächennahen Grundwasserschichten mithilfe von Erdwärme- und Grundwasserwärmepumpen zum Heizen im Winter und zum Kühlen im Sommer einsetzen.
Verhältnis der ober- und unterirdischen Temperaturen
Die ober- und unterirdischen Wärmeinseln sind vor allem durch Wärmeleitung miteinander verbunden. Bisher untersuchte die Forschung die einzelnen Wärmeinseln meist getrennt voneinander, so dass über die Prozesse und das Verhältnis von ober- und unterirdischen Temperaturen wenig bekannt war.
Eine Gruppe von Wissenschaftlern vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) und vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung (IMK-ASF) des KIT sowie von der ETH Zürich haben nun ober- und unterirdische Wärmeinseln in vier deutschen Großstädten in ihrem Verhältnis zueinander untersucht.
Die Wissenschaftler griffen auf satellitengestützte Messungen der Oberflächentemperatur zurück, über die sich die zeitlichen und räumlichen Gegebenheiten von oberirdischen Wärmeinseln leicht erschließen lassen.
Schwieriger ist die Beschreibung der Wärmeinseln im Untergrund. Die Interpolation von Messungen der Grundwassertemperatur an existierenden Monitoringstationen ist zeitaufwendig und teuer. Daher sind andere Methoden gefragt.
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