Температуры в больших городах намного выше, чем в окружающей сельской местности: густые поселения, герметизация поверхностей, промышленность, транспорт и отсутствие растительности вызывают городской микроклимат с повышенными температурами в атмосфере. Температурные аномалии развиваются и в метро. Они распространяются по горизонтали и вертикали. В последние десятилетия грунтовые воды в мегаполисах значительно нагрелись. «В Карлсруэ средняя плотность теплового потока в подземные водоносные горизонты составляла 759 милливатт на квадратный метр в 1977 году.
В 2011 году была достигнута плотность теплового потока 828 милливатт на квадратный метр», — говорит младший профессор Филипп Блюм, руководитель отдела инженерной геологии. Института прикладных наук о Земле KIT (AGW). «Это количество тепла соответствует 1 петаджоуля в год, и его будет достаточно для обеспечения теплом не менее 18 000 домашних хозяйств в Карлсруэ».
В сотрудничестве с Катрин Менберг и Акселем Шаффителем из KIT и доктором Питером Байером из ETH Zurich Филипп Блюм также изучил происхождение тепла в подземных помещениях городских агломераций. Ученые разработали аналитическую модель теплового потока для изучения таких факторов, как повышение температуры герметичных поверхностей, тепловыделение из зданий, канализационных каналов и подземных сетей централизованного теплоснабжения, а также сброс термических сточных вод. Моделируя антропогенные потоки тепла в подземелье города Карлсруэ, исследователи определили долгосрочные тенденции процессов теплового потока.
Они обнаружили, что повышенная температура поверхности и выделение тепла от зданий, в частности, ответственны за повышение температуры в подповерхностной области.Энергию подземных водоносных горизонтов, близких к поверхности, можно использовать для отопления зимой и охлаждения летом с помощью геотермальных тепловых насосов и тепловых насосов грунтовых вод.
Использование этого геотермального потенциала не только покроет часть растущего спроса на энергию, но и снизит выбросы парниковых газов, что противодействует отоплению городов.