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10.5 : Énergie atmosphérique, température et chaleur - Géosciences

10.5 : Énergie atmosphérique, température et chaleur - Géosciences


Énergie

Énergie voyage à travers l'espace ou la matière. Le transfert d'énergie d'un objet à un autre par les ondes électromagnétiques est connu sous le nom de rayonnement. Différentes longueurs d'onde d'énergie créent différents types d'ondes électromagnétiques.

  • Les longueurs d'onde que les humains peuvent voir sont appelées "lumière visible". Ces longueurs d'onde nous apparaissent comme les couleurs de l'arc-en-ciel. À quels objets pouvez-vous penser qui émettent de la lumière visible ? Deux incluent le Soleil et une ampoule.
  • Les longueurs d'onde les plus longues de la lumière visible apparaissent en rouge. Les longueurs d'onde infrarouges sont plus longues que le rouge visible. Les serpents peuvent voir l'énergie infrarouge. Nous ressentons l'énergie infrarouge sous forme de chaleur.
  • Les longueurs d'onde plus courtes que le violet sont appelées ultraviolets.

Pouvez-vous penser à certains objets qui semblent émettre de la lumière visible, mais qui ne le font pas en réalité ? La lune et les planètes n'émettent pas de lumière par elles-mêmes ; ils reflètent la lumière du soleil. Réflexion c'est quand la lumière (ou une autre onde) rebondit sur une surface. Albédo est une mesure de la manière dont une surface réfléchit la lumière. Une surface avec un albédo élevé reflète un grand pourcentage de lumière. Un champ de neige a un albédo élevé.

Un fait important à retenir est que l'énergie ne peut pas être créée ou détruite - elle ne peut être changée que d'une forme à une autre. C'est un fait de la nature tellement fondamental que c'est une loi : la loi de conservation de l'énergie.

Dans la photosynthèse, par exemple, les plantes convertissent l'énergie solaire en énergie chimique qu'elles peuvent utiliser. Ils ne créent pas de nouvelle énergie. Lorsque l'énergie est transformée, une partie devient presque toujours de la chaleur. La chaleur se transfère facilement entre les matériaux, des objets les plus chauds aux plus froids. Si plus aucune chaleur n'est ajoutée, finalement tout un matériau atteindra la même température.

Température

La température est une mesure de la vitesse à laquelle les atomes d'un matériau vibrent. Les particules à haute température vibrent plus rapidement que les particules à basse température. Les atomes qui vibrent rapidement se brisent, ce qui génère de la chaleur. Lorsqu'un matériau se refroidit, les atomes vibrent plus lentement et entrent en collision moins fréquemment. En conséquence, ils dégagent moins de chaleur. Quelle est la différence entre la chaleur et la température ?

  • La température mesure la vitesse à laquelle les atomes d'un matériau vibrent.
  • La chaleur mesure l'énergie totale du matériau.

Laquelle a une chaleur plus élevée et laquelle a une température plus élevée : une flamme de bougie ou une baignoire pleine d'eau chaude ?

  • La flamme a une température plus élevée, mais moins de chaleur, car la région chaude est très petite.
  • La baignoire a une température plus basse mais contient beaucoup plus de chaleur car elle a beaucoup plus d'atomes vibrants. La baignoire a une plus grande énergie totale.

Chaleur

Chaleur est aspiré ou libéré lorsqu'un objet change d'état, ou passe d'un gaz à un liquide, ou d'un liquide à un solide. Cette chaleur est appelée chaleur latente. Lorsqu'une substance change d'état, de la chaleur latente est libérée ou absorbée. Une substance qui change d'état de matière ne change pas de température. Toute l'énergie libérée ou absorbée sert à changer l'état du matériau.

Par exemple, imaginez une casserole d'eau bouillante sur un brûleur de cuisinière : cette eau est à 100 degrés C (212 degrés F). Si vous augmentez la température du brûleur, plus de chaleur pénètre dans l'eau. L'eau reste à sa température d'ébullition, mais l'énergie supplémentaire sert à changer l'eau de liquide en gaz. Avec plus de chaleur, l'eau s'évapore plus rapidement. Lorsque l'eau passe d'un liquide à un gaz, elle absorbe de la chaleur. Comme l'évaporation absorbe de la chaleur, on parle de refroidissement par évaporation. Le refroidissement par évaporation est un moyen peu coûteux de refroidir les maisons dans les zones chaudes et sèches.

Les substances diffèrent également par leur chaleur spécifique, la quantité d'énergie nécessaire pour élever la température d'un gramme de matériau de 1,0 degrés C (1,8 degrés F). L'eau a une chaleur spécifique très élevée, ce qui signifie qu'il faut beaucoup d'énergie pour changer la température de l'eau. Comparons par exemple une flaque d'eau et de l'asphalte. Si vous marchez pieds nus par une journée ensoleillée, que préférez-vous traverser, la flaque d'eau peu profonde ou un parking asphalté ? En raison de sa chaleur spécifique élevée, l'eau reste plus froide que l'asphalte, même si elle reçoit la même quantité de rayonnement solaire.


10.5 : Énergie atmosphérique, température et chaleur - Géosciences

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10.1. Aperçu des systèmes d'énergie solaire thermique

La vapeur est utilisée depuis des siècles pour effectuer des travaux mécaniques. Les locomotives à vapeur sont probablement l'une des machines les plus populaires connues pour convertir la vapeur en travail mécanique. Toute turbine à vapeur moderne effectue une conversion similaire avec une efficacité de conversion énergétique plus élevée. De nombreuses turbines à vapeur sont utilisées en raison de leur grande efficacité à transformer l'énergie de la vapeur en énergie de rotation cinétique. Cette énergie de rotation peut en outre être utilisée pour entraîner un générateur d'électricité ou tout autre processus nécessitant de l'énergie mécanique pour fonctionner. Historiquement, la vapeur nécessaire à de tels processus provenait de la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon ou le gaz naturel, tandis que l'énergie solaire thermique était utilisée à titre expérimental pendant plus d'un siècle. La vapeur générée par des méthodes renouvelables (comme le rayonnement solaire) est identique à la vapeur générée par la combustion d'un combustible pour chauffer de l'eau, et les principes de conversion de la chaleur solaire en énergie mécanique et électrique sont fondamentalement similaires à ceux utilisés dans les systèmes de combustion. Les technologies solaires thermiques à concentration sont les mieux adaptées pour atteindre des températures élevées sous des pressions plus élevées, répondant simultanément aux exigences des turbines à grande échelle qui nécessitent une quantité importante de vapeur de haute qualité. La stratégie générale de conversion d'énergie à l'aide de l'énergie solaire thermique est présentée sur le schéma ci-dessous.

L'énergie solaire obtenue et convertie en chaleur par le système de capteurs est transférée par le fluide thermique vers le stockage et ensuite vers une chaudière, où la vapeur est générée. De la vapeur supplémentaire est fournie à une turbine dans le moteur thermique, où elle est convertie en énergie mécanique, tandis qu'une partie de la chaleur est rejetée. Si l'énergie électrique est une sortie souhaitable, l'énergie mécanique est fournie à un générateur, où elle est convertie en électricité. A chaque étape de conversion, on peut s'attendre à des pertes dues à une efficacité non-100%. L'un des défis ici est que l'efficacité des capteurs solaires diminue avec l'augmentation de la température de fonctionnement, tandis que l'efficacité du moteur thermique augmente à une température plus élevée (Duffie et Beckman, 2013). Par conséquent, une optimisation est nécessaire pour sélectionner les conditions de fonctionnement du système. Typiquement, les températures délivrées par les collecteurs plats sont trop basses pour que les moteurs thermiques soient efficaces, ainsi les collecteurs à concentration (par exemple, les systèmes paraboliques) ou les collecteurs tubulaires sous vide sont des choix plus préférables.

Les principales configurations des systèmes d'énergie solaire thermique comprennent :

  • Cuvettes paraboliques
  • Plat parabolique
  • Systèmes de réception centrale (pylône électrique)
  • Tour solaire ascendante

Vous pouvez revoir ces technologies sur le site Web de l'Energy Information Association

L'efficacité globale du système de conversion de puissance est composée de l'efficacité des capteurs solaires (avec des creux paraboliques, max

75%), le rendement du moteur thermique (

35%). Moins les pertes de champ, l'efficacité globale moyenne typique des centrales thermiques solaires est d'environ 15 à 20 %.

Les pages suivantes de cette leçon vous renvoient à divers types et conceptions de systèmes.


Rayonnement du corps noir

Dans le domaine de la physique, un corps noir est un matériau idéalisé qui absorbe parfaitement tout le rayonnement EM qu'il reçoit (rien n'est réfléchi), et il libère ou émet également un rayonnement EM en fonction de sa température. Les objets plus chauds émettent plus d'énergie EM et l'énergie est concentrée sur des longueurs d'onde plus courtes. La relation entre la température et la longueur d'onde du pic de l'énergie émise est donnée par la loi de Wien, qui stipule que la longueur d'onde, lambda, est :

λ= 0,0029/T (λ est en m, T en kelvins)

Mais l'énergie émise couvre une gamme assez large, comme décrit par la loi de Planck comme indiqué ci-dessous :

La quantité totale d'énergie rayonnée par un objet est également fonction de sa température, dans une relation connue sous le nom de loi de Stefan-Boltzmann, qui ressemble à ceci :

où σ est la constante de Stefan-Boltzmann, qui est 5.67e-8 Wm -2 K -4 (c'est une autre façon d'écrire 5.67 x 10 -8 donc 100 est 1e2, 1000 est 1e3, un million est 1e6, etc.) , T est la température de l'objet en °K, et donc F a des unités de W/m 2 . Si vous multipliez cela par la surface d'un objet, vous obtenez le taux total d'énergie dégagée par un objet (rappelez-vous que les watts sont une mesure d'énergie, Joules, par seconde). Comme vous pouvez le voir, la quantité d'énergie émise est très sensible à la température, et cela peut être vu dans la figure ci-dessus si vous pensez à la zone sous les courbes de différentes couleurs. Cette sensibilité à la température est très importante pour établir l'équilibre radiatif ou l'équilibre de quelque chose comme notre planète - si vous ajoutez plus d'énergie, cela réchauffe la planète, puis elle émet plus d'énergie, ce qui tend à s'opposer à l'effet de réchauffement de plus d'énergie ajoutée. A l'inverse, si vous diminuez l'énergie ajoutée, la planète se refroidit et émet beaucoup moins d'énergie, ce qui tend à minimiser le refroidissement. Il s'agit d'un exemple très important de mécanisme de rétroaction négative, qui s'oppose à un changement imposé. Le thermostat de votre maison est un autre bon exemple de rétroaction négative : il stabilise la température dans votre maison, la ramenant à l'équilibre radiatif.

La version de la loi de Stefan-Boltzmann décrite ci-dessus s'applique à un corps noir idéal, mais elle peut facilement être adaptée pour décrire tous les autres objets en incluant quelque chose appelé l'émissivité, comme suit :

Ici, epsilon est l'émissivité, qui est une valeur sans unité qui mesure la capacité d'un objet à émettre (dégager) de l'énergie via un rayonnement électromagnétique. Un corps noir a epsilon=1, mais la plupart des objets ont des émissivités plus faibles. Un objet très brillant a une émissivité proche de 0, et la peau humaine est comprise entre 0,6 et 0,8.


Thèmes d'ambiance

Le réchauffement de la serre est accru pendant les nuits lorsque le ciel est couvert. L'énergie thermique de la terre peut être piégée par les nuages, ce qui entraîne des températures plus élevées que les nuits avec un ciel clair. L'air n'est pas autorisé à se refroidir autant avec un ciel couvert. Sous un ciel partiellement nuageux, une partie de la chaleur peut s'échapper et une partie reste piégée. Un ciel clair permet le refroidissement le plus important.


Questions de révision

A. Nous protège des radiations

B. Est un polluant primaire

C. Est un polluant secondaire

D. Réduit la visibilité mais est généralement inoffensif pour la santé humaine

E. Est émis par les véhicules à moteur

2. Les polluants secondaires sont des polluants…

A. Émis par des sources diffuses

B. Qui sont créés à partir de la réaction de polluants primaires et d'autres produits chimiques

C. Qui sont moins dangereux que les polluants primaires

D. Qui ont une capacité réduite à rester en l'air dans l'atmosphère

E. Émis par les pollueurs de classe 2

3. L'appauvrissement de la couche d'ozone stratosphérique se produit lorsque les molécules d'ozone sont détruites par des produits chimiques tels que…

4. Quelle est la fonction de la couche d'ozone stratosphérique ?

A. Fournit à la biosphère une source d'oxygène élémentaire

B. Protège contre la lumière ultraviolette

C. Protège la Terre des rayons cosmiques de haute énergie

D. Protège les organismes du rayonnement infrarouge

E. Crée un rayonnement UVB pour la synthèse de la vitamine D

5. Les causes anthropiques des pluies acides sont principalement dues à l'une des causes suivantes ?

A. Destruction de la couche d'ozone

B. Émissions de dioxyde de soufre et d'oxydes d'azote provenant de la combustion de combustibles fossiles

C. Émissions de dioxyde de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles

D. Émissions industrielles d'acides

E. Acides formés dans les traînées d'avions

6. Le consensus scientifique concernant le changement climatique mondial est que ces changements sont…

A. Causée par des phénomènes naturels terrestres tels que les volcans

B. Mal compris et aucune conclusion scientifique ne peut être tirée pour le moment

C. Principalement causées par les activités humaines

D. Causée par l'excentricité de l'orbite terrestre et par les changements d'intensité solaire

E. Pas plus grand ou différent des changements observés à l'époque médiévale

7. Les gaz à effet de serre sont connus pour augmenter la température de l'air de…

A. absorbant le rayonnement infrarouge

B. créer de la chaleur par des réactions chimiques avec des polluants atmosphériques

C. absorber la lumière visible entrante du soleil

D. piéger des molécules de haute énergie et des particules atomiques

E. libérer la chaleur stockée dans les cycles catalytiques à haute altitude

8. Les changements de réflectivité de la lumière visible affectent la quantité d'énergie qui pénètre dans le système terrestre. Quel terme est utilisé par les scientifiques pour décrire la réflectivité d'une surface ?

A. Contrastivité

B. Libido

C. Effet miroir

D. Alluvions

E. Albédo

9. Quelle est la principale cause de l'acidification des océans ?

A. Le CO2 atmosphérique se dissolvant dans l'eau de mer

B. Augmentation des pluies acides

C. Érosion accrue des roches contenant de l'acide

D. L'eau qui s'écoule dans l'océan a un pH plus élevé à cause des polluants industriels

E. Tout ce qui précède

10. Lequel des éléments suivants n'est pas une conséquence prévue du changement climatique mondial ?

A. Propagation de maladies véhiculées par des insectes, comme le paludisme

B. Élévation du niveau de la mer

C. Augmentation des températures moyennes mondiales de l'air et des océans

D. L'intensité des précipitations augmentera probablement en moyenne.

E. Tout ce qui précède


Capacité calorifique et stockage d'énergie

Lorsque notre planète absorbe et émet de l'énergie, la température change et la relation entre le changement d'énergie et le changement de température d'un matériau est enveloppée dans le concept de capacité calorifique, parfois appelée chaleur spécifique. En termes simples, la capacité calorifique exprime la quantité d'énergie dont vous avez besoin pour modifier la température d'une masse donnée. Disons que nous avons un morceau de roche qui pèse un kilogramme et que la roche a une capacité calorifique de 2000 joules par kilogramme par °C - cela signifie que nous devrions ajouter 2000 joules d'énergie pour augmenter la température de la roche de 1 °C. Si notre roche avait une masse de 10 kg, il nous faudrait 20 000 Joules pour obtenir la même augmentation de température. En revanche, l'eau a une capacité calorifique de 4184 Joules par kg par °K, il faudrait donc deux fois plus d'énergie pour changer sa température de la même quantité que la roche.

La capacité calorifique d'un matériau, ainsi que sa masse totale et sa température, nous indiquent la quantité d'énergie thermique stockée dans un matériau. Par exemple, si nous avons une baignoire carrée pleine d'eau d'un mètre de profondeur et d'un mètre de côté, alors nous avons un mètre cube d'eau. La densité de l'eau étant de 1000 kg/m 3 , cette baignoire a une masse de 1000 kg. Si la température de l'eau est de 20 °C (293 °K), alors on multiplie la masse (1000) par la capacité calorifique (4184) par la température (293) en °K pour trouver que notre mètre cube d'eau a 1,22 e9 (1,2 milliard) Joules d'énergie. Considérez un instant deux mètres cubes de matière côte à côte - un cube est de l'eau, l'autre de l'air. L'air a une capacité calorifique d'environ 700 joules par kg par °K et une densité de seulement 1,2 kg/m 3 , donc son énergie initiale serait de 700 x 1 x 1,2 x 293 = 246 120 joules - une infime fraction de l'énergie thermique stockée dans l'eau. Si les deux cubes sont à la même température, ils rayonneront la même quantité d'énergie de leurs surfaces, selon la loi de Stefan-Boltzmann décrite ci-dessus. Si l'énergie perdue dans un intervalle de temps est la même, la température du cube d'air diminuera beaucoup plus que l'eau, et donc dans le prochain intervalle de temps, l'eau rayonnera plus d'énergie que l'air, pourtant l'air aura refroidi encore plus, donc il rayonnera moins d'énergie. Le résultat est que la température du cube d'eau est beaucoup plus stable que l'air - l'eau change beaucoup plus lentement et conserve sa température plus longtemps. La figure ci-dessus montre les résultats d'un modèle informatique qui suit la température de ces deux cubes.

Une façon de résumer cela est de dire que plus la capacité calorifique est élevée, plus l'inertie thermique est grande, ce qui signifie qu'il est plus difficile de faire changer la température. Ce concept est important car la Terre est composée de matériaux avec des capacités thermiques très différentes - l'eau, l'air et la roche réagissent de manière assez différente au chauffage et au refroidissement.

Les capacités calorifiques de certains matériaux courants sont données dans le tableau ci-dessous.


1. INTRODUCTION

La reconnexion magnétique est un mécanisme important pour expliquer de nombreuses activités et éruptions dans l'atmosphère solaire (Priest & Forbes 2000). Alors que la résolution des télescopes solaires continue de s'améliorer, de nombreuses petites activités liées à la reconnexion magnétique dans la basse atmosphère solaire ont été observées, par exemple, les jets de la chromosphère (Liu et al. 2009 Morton 2012 Bharti et al. 2013), les bombes Ellerman (EBs ) (Fang et al. 2006 Pariat et al. 2007 Hong et al. 2014 Nelson et al. 2015) et des fusées éclairantes de type II (Ding et al. 1994, 1999). Récemment, les événements de reconnexion magnétique clairs dans la basse atmosphère solaire ont été observés par le nouveau télescope solaire à vide chinois à haute résolution (NVST), les structures en feuille actuelles, les flux entrants et sortants ont été clairement identifiés (Yang et al. 2015). Puisqu'une partie de l'énergie magnétique est convertie en énergie thermique du plasma, la température locale est augmentée au cours de ces processus de reconnexion magnétique et le chauffage Joule est généralement considéré comme le mécanisme principal pour chauffer le plasma.

Les points lumineux compacts qui ont des homologues UV et sont observés dans les lignes de région de transition avec le satellite Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) sont appelés bombes IRIS (par exemple, Peter et al. 2014 Vissers et al. 2015 Grubecka et al. 2016 Tian et al. . 2016). Alors que la température des EB traditionnels n'est que d'environ 10 4 K, la température des bombes IRIS identifiées dans les mâchoires fendues Si IV est d'une magnitude plus élevée (par exemple, Peter et al. 2014 Vissers et al. 2015 Grubecka et al. 2016 Tian et al. 2016). Visser et al. (2015) et Grubecka et al. (2016) montrent que certaines des bombes IRIS à haute température (8 × 10 4 ) sont peut-être dus à de petits filaments d'arc évasés dans la haute chromosphère ou la région de transition. Cependant, certains d'entre eux seraient encore formés par reconnexion magnétique autour de la région des températures minimales ou même dans la photosphère (par exemple, Vissers et al. 2015 Grubecka et al. 2016 Tian et al. 2016).

De nombreuses structures en forme de jet sont observées dans la chromosphère solaire (par exemple, Morton 2012 Bharti et al. 2013 Tian et al. 2014). Comparés aux jets corona, ils sont minuscules et certains ont une longueur même inférieure à 1 '' et une largeur inférieure à 03 (Bharti et al. 2013 Tian et al. 2014). La durée de vie de ces micro-jets pourrait n'être que d'environ une minute (Bharti et al. 2013 Tian et al. 2014). La vitesse de montée de ces jets est généralement comprise entre 10 et 100 km s -1 Morton (2012), et la température du matériau de la chromosphère peut être chauffée à plus de 10 5 K (Morton 2012 Tian et al. 2014). Cependant, la reconnexion magnétique a lieu à quelle altitude de la chromosphère solaire et où les plasmas à haute température sont générés dans les jets de la chromosphère ne sont toujours pas clairs.

Comme la stratification de la densité est forte dans la couche de la chromosphère, la densité du plasma au sommet de la chromosphère est d'environ six magnitudes inférieure à celle du bas (Vernazza et al. 1981 Fontenla et al. 1993). Le plasma est faiblement ionisé au bas de la chromosphère et presque entièrement ionisé au sommet. Par conséquent, les mécanismes physiques dominants dans le processus de reconnexion magnétique pourraient varier avec la hauteur du bas vers le haut de la chromosphère. Les résultats numériques de Leake et al. (2012, 2013) démontrent que la recombinaison est la principale cause de reconnexion magnétique rapide dans la chromosphère supérieure. Notre dernier article (Ni et al. 2015) vérifie que l'instabilité plasmoïde est une piste très importante pour une reconnexion magnétique rapide autour du milieu de la chromosphère, où le libre parcours moyen collisionnel des ions neutres est inférieur à la largeur critique de la feuille actuelle pour des îles secondaires apparaissent. Les vitesses des écoulements de reconnexion se situent dans la gamme des vitesses observées des jets dans la chromosphère solaire.

La plupart des simulations numériques précédentes qui se concentrent sur les formations d'EB (par exemple, Chen et al. 2001 Isobe et al. 2007 Archontis & Hood 2009), les jets de chromosphère (par exemple, Ding et al. 2010, 2011 Yang et al. 2013) et les micro-éruptions (par exemple, Jiang et al. 2012 Archontis & Hansteen 2014) sont étudiées sur la base des équations MHD à fluide unique avec une résistivité anormale supposée. Les structures topologiques et de nombreuses caractéristiques de ces simulations numériques peuvent bien correspondre aux résultats d'observation. Par exemple, les résultats numériques de l'article de Chen et al. (2001), Archontis & Hood (2009) et Xu et al. (2011) montrent que l'amélioration de la température pour les EB est d'environ plusieurs milliers de Kelvin et que la durée de vie est d'environ plusieurs minutes, ce qui est similaire aux résultats d'observation des EB. En définissant des champs magnétiques initiaux et une densité de plasma appropriés, les simulations numériques peuvent conduire à la formation de jets de chromosphère, qui ont des structures topologiques similaires à celles des observations. Les vitesses ascendantes des simulations peuvent être comprises entre 10 et 130 km -1 (Ding et al. 2010, 2011 Yang et al. 2013), qui sont les mêmes que les vitesses des jets de chromosphère observés. D'autre part, certaines simulations numériques se concentrent davantage sur les mécanismes physiques de reconnexion magnétique dans la chromosphère solaire les effets partiellement ionisés, y compris la diffusion ambipolaire et la recombinaison ont été étudiés en détail (par exemple, Leake et al. 2012 Murphy & Lukin 2015 Singh et al .2015). Cependant, avec une température initiale aussi basse que plusieurs milliers de Kelvin, la température du plasma dans ces simulations de reconnexion magnétique de la chromosphère n'a jamais été augmentée de plus d'un ordre de grandeur en raison du plasma élevé. β (Murphy et al. 2012) ou de faibles résolutions numériques.

Dans notre dernier article (Ni et al. 2015), la reconnexion magnétique au milieu de la chromosphère (1000 km au-dessus de la surface solaire) a été étudiée avec soin. Les résultats numériques dans l'article indiquent que le plasma initial à basse température (7000 K) peut être chauffé à plus de 8 × 10 4 K par de multiples chocs internes en mode lent dans les plasmoïdes à l'intérieur de la région de feuille actuelle. Dans ce travail, nous avons construit un modèle plus réaliste pour étudier la reconnexion magnétique dans la chromosphère inférieure (environ 100

600 km au-dessus de la surface solaire). La stratification de densité plus réaliste, le refroidissement par rayonnement, le chauffage, la conduction thermique anisotrope et les effets de diffusion ambipolaire sont tous inclus. En analysant les résultats de la simulation numérique, nous tentons de découvrir le mécanisme physique possible pour chauffer le plasma à une température élevée dans la chromosphère/photosphère solaire inférieure. Les conditions initiales et le modèle numérique sont décrits dans la section 2. Nous présentons nos résultats numériques dans la section 3. La section 4 fournit une brève conclusion et une discussion.


Bases de l'énergie géothermique

L'énergie géothermique provient de la chaleur de l'intérieur de la Terre. Les réservoirs de vapeur ou d'eau chaude avec des températures supérieures à environ 225°F peuvent générer de l'électricité, [1] tandis que les fluides géothermiques à basse température sont souvent utilisés directement pour le chauffage et d'autres applications. [2] Dans les États occidentaux comme la Californie et le Nevada, les roches chaudes sous la surface de la Terre créent des réservoirs d'eau chaude peu profonds. Les scientifiques développent des systèmes géothermiques améliorés pour extraire la chaleur des roches chaudes et sèches afin de produire de l'électricité.

Pourquoi la géothermie est-elle importante ?

En 2017, seulement 0,4% de l'électricité américaine provenait de sources d'énergie géothermique, [3] mais l'U.S. Geological Survey estime que l'énergie géothermique pourrait générer plus de 10% de l'électricité du pays. [4] Alors que la géothermie a été historiquement limitée aux États occidentaux avec des réservoirs d'eau chaude peu profonds, des systèmes géothermiques améliorés peuvent permettre d'extraire de l'énergie géothermique à partir de roches chaudes et sèches dans tout le pays.

Comment les géosciences aident-elles?

Les géoscientifiques identifient les ressources géothermiques et estiment la quantité d'énergie qu'elles peuvent fournir, notamment en développant des moyens de créer des systèmes géothermiques améliorés. Ils étudient également les impacts environnementaux du développement de l'énergie géothermique et étudient comment gérer les systèmes géothermiques existants.


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