地温一定比气温高吗？

地温一定比气温高吗？

今年夏天，杭州、成都等多地的气温达到了40℃以上，部分地区的地面温度甚至可以把鸡蛋煎熟。如果我们说地温高于气温，这个结论是否正确呢？地温和气温的关系到底是怎样的？今天我们就来讨论这个问题。

地温与气温的关系

地温，是指地表面和地面以下不同深度处土壤温度的统称，单位为摄氏度(℃)。新闻中说的地温，一般是指地表温度。

气温，是指表示空气冷热程度的物理量。天气预报中所说的气温，一般指在野外空气流通、不受太阳直射下测得的空气温度。一日内气温的最高值，一般出现在14—15时；最低气温是一日内气温的最低值，一般出现日出前。

由于太阳辐射能够透过大气射到地面，使地面增温，地面再以长波辐射的形式向近地面大气传递热量，近地面大气的热量主要来源自地面。因此，一般情况下，地温高于气温。

但也有例外，比如：

① 出现逆温时

以辐射逆温为例，在晴朗无风的夜晚，地面冷却快，近地面大气迅速冷却，离地面越近，受地面辐射冷却越明显，降温越多；离地面越远，则降温越少。由此形成自地面开始的逆温，地温便会小于气温。

逆温多出现在冬半年、夜晚，因此，地温小于气温度的现象也多出现在冬半年、夜晚。

② 有浓密低云时

当有浓密低云时，低云的透明度低，太阳光很难穿透云层，会在地面形成明显的云影，从而造成到达地表的太阳辐射量减小，使地温下降。

而且云层中含有较多的水汽和凝结物，云层吸收地面辐射的能力较强，导致云层温度下降幅度小于地温，因此可能出现气温大于地温的现象。

③ 形成霜冻时

霜冻，指气温突然下降，地表温度骤降到0℃以下，使农作物受到损害甚至死亡的现象。

出现霜冻时，地面热量散失快，可能会出现地温低于气温的情况。

什么是地温梯度？

我们日常生活中提到的地温，多指地表温度。

但其实地温的含义很广，除了地表，还包括了地面以下不同深度的岩土温度。根据地下温度的变化，地壳通常被划分为不同的地温带，如变温带、恒温带、增温带等。

变温带，深度范围一般不超过1m到20m，温度受到地表温度的影响较大，而且温度随深度的变化规律并无固定结论，会因昼夜、季节等外部条件的不同而改变，具体取决于研究地所在的地理位置和气候条件。

恒温带，位于变温带之下，不受季节性的气温变化影响，温度大致保持为当地年平均温度，这一地带的深度一般在20m以下。

增温带，位于恒温带以下，由于受到地球内部热力的影响，地层温度随埋藏深度的增加而升高，这一地带也被称为内热带，是地球表面以下完全受控于地球的内热活动，温度随深度的增加而增加的地带。

地温分带图

这里介绍一个新概念，地温梯度，它指在增温带内，地温随深度增加的增长率，即深度每增加100m地温增加的度数，也称为地热增温率。

不同地点地温梯度值不同，通常为1~3℃/100m。

地热资源、地温能、地热能

地热资源 ，指贮存在地球内部的可再生热能，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。

地温能，指蕴藏在地表以下一定深度（一般小于 200m）范围内土壤、岩石、水源中，是在当前技术条件下具备开发利用价值的低温地热资源。

地温能是相对于地热资源而言的能源概念。地温能和地热资源均属地热能范畴，其区别在于：地温能是对浅层低温（<25℃）地热能的定义，地热资源是对深层高温（≥25℃）地热能的定义。

与地热资源不同的是，地温能基本不受地域限制，从理论上来讲，世界各地都存在着浅层地温能。

目前，利用地源热泵技术可实现对地温能的利用，主要用于冬季供热和夏季制冷。冬季，地源热泵把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于取暖；夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，这样能保证地下温度常年均衡。

地温带来的影响

① 农业生产

地温的高低会直接影响植物的生长速度，当地温适宜时，植物生长发育较快。

此外地温还会影响土壤中气体、无机盐等物质的溶解度和扩散速度，进而影响植物根系的生长和无机盐的吸收。

土壤中的微生物也需要适宜的地温存活。

② 生态环境

地温的变化可以影响昆虫等生物的活动，进而影响生态系统的平衡。

例如，地温的变化可以影响昆虫的孵化时间和活动周期，从而影响植物授粉和生态系统中的食物链。

③ 工程建设（如铁路）

低地温与高地温都会影响铁路与隧道的修建。

例如，在高原冻土带修建铁路，需要参考当地多年地温，并使用热棒等技术应对。

而在高地温地区修建隧道，如中老铁路玉磨段高地温隧道，需要采用综合降温措施来应对挑战。

修建隧道的工人坐在冰块上降温
（图源：中铁十一局）

④ 油气开采

不同的地温会影响油气的物理性质，如粘度、密度等，进而影响油气的采收率和开采效率。