Temperatur in der Tiefe

Ein Rechner für die Temperatur in der Tiefe beantwortet eine Frage erster Ordnung in der Wärmestromlehre: Wenn die Geländeoberfläche eine bekannte Temperatur hat und Wärme mit einem konstanten geothermischen Gradienten durch die Kruste aufsteigt, wie heiß ist das Gestein in einer gewählten Tiefe? Dieses Werkzeug wertet das lineare Leitungsmodell T(z) = T_surface + G · z aus. Sie geben die Oberflächentemperatur (oder die Temperatur am Bohransatzpunkt), einen konstanten geothermischen Gradienten und eine nichtnegative Zieltiefe an. Optionale Einheitenfelder rechnen Celsius, Fahrenheit oder Kelvin, Meter, Kilometer oder Fuß sowie die üblichen Gradienteneinheiten in einen gemeinsamen Arbeitsrahmen von Grad Celsius pro Meter um, bevor das Produkt gebildet wird.

Was das lineare Modell des geothermischen Gradienten berechnet

In der oberen Kruste wird Wärme vor allem durch Leitung transportiert. Wenn Leitfähigkeit und Wärmestrom über das betrachtete Intervall als konstant gelten dürfen, steigt die Temperatur linear mit der Tiefe: T(z) = T_surface + G · z, wobei T_surface die Temperatur an der Oberfläche oder am Ansatz einer Bohrung ist, G der geothermische Gradient (der Temperaturanstieg je Tiefeneinheit) und z die Zieltiefe, abwärts von demselben Datum gemessen.

Der kontinentale Mittelwert von G wird oft bei fünfundzwanzig bis dreißig Grad Celsius je Kilometer genannt; Sedimentbecken, Vulkanprovinzen und Kratone können deutlich darüber oder darunter liegen, weshalb dieser Rechner niemals einen Vorgabegradienten einbackt. Sie bringen die drei Zahlen mit, die Sie wirklich haben. Die Umsetzung rechnet die übermittelte Temperatur nach Celsius, den Gradienten nach Celsius pro Meter und die Tiefe nach Metern um, bildet das Produkt und rechnet das Ergebnis in die angeforderte Temperatureinheit zurück.

Tiefe null ist zulässig und liefert einfach die Oberflächentemperatur. Ein Nullgradient ist ebenfalls zulässig und beschreibt eine isotherme Säule. Oberflächentemperaturen am oder unter dem absoluten Nullpunkt werden nach der Umrechnung namentlich zurückgewiesen.

Bohrplanung, Unterrichtskontrollen und Suchanfragen, die diese Seite nicht beantwortet

Geothermieentwickler, Hydrogeologen und Bergbauingenieure nutzen einen Rechner für die Temperatur in der Tiefe, wenn sie bereits eine mittlere jährliche Oberflächentemperatur und einen örtlichen Gradienten aus einer Wärmestromkarte oder einem Nachbarbrunnen haben und eine erste Schätzung der Formationstemperatur in der geplanten Bohr- oder Tunneltiefe brauchen, bevor sie ein vollständiges numerisches Modell aufstellen. Unterrichts- und Prüfungsgeneratoren brauchen ein deterministisches Orakel der linearen Leitungsformel, damit eine Korrektur sowohl den Glückspfad (fünfzehn Grad Celsius, fünfundzwanzig Grad je Kilometer, zwei Kilometer ergeben fünfundsechzig Grad) als auch die Zurückweisung einer negativen Tiefe bewerten kann.

Sie ist kein Wärmestromlöser aus Leitfähigkeit und Fluss, kein transientes Abkühl- oder Erwärmungsmodell, kein Simulator hydrothermaler Konvektion und kein reiner Temperatur-Einheitenumrechner. Bevorzugen Sie diese Fähigkeit, wenn Sie bereits Oberflächentemperatur, einen konstanten Gradienten und eine Tiefe haben und nur T(z) brauchen. Hin- und Rückprüfungen sind einfach: rechnen Sie nach Celsius und Meter um, bilden Sie T_surface plus G mal z, rechnen Sie zurück und bestätigen Sie, dass temperature innerhalb derselben Acht-Dezimal-Rundung übereinstimmt.