地面溫度是大氣與地表結(jié)合部的溫度狀況，地面表層土壤的溫度稱為地面溫度，地面以下土壤中的溫度稱為地中溫度。地溫要用特制的地溫表來測量。地表溫度的測量師將溫度表平放地地面，使表身和感應(yīng)球部一半埋沒于土中，一半裸露于空氣中；測量地中溫度是將溫度表埋入某一深度土壤中，以其球部中間部位距地面深度為準。為了便于讀數(shù)和準確測量某一深度土壤溫度，地中溫度通常采用特制的曲管地溫表來測量。曲管地溫表感應(yīng)球部與表身成135度角連接，安裝時，只要將表身與地面成45度傾斜角埋入土壤中即可。氣象站一般觀測地面以及地面以下5厘米，10厘米，15厘米，20厘米，40厘米，80厘米，160厘米和320厘米深度的地溫，以及地面每天的最高、最低溫度。

白天，陽光普照，大地接收熱量后地面的溫度逐漸升高。到太陽落山以后，近地面的氣溫漸漸降低，地表的溫度也隨之開始下降?？梢姡粘鋈章?，地溫表現(xiàn)出明顯的日變化。同時隨著四季變化，也存在明顯的年際變化。這些變化一般隨深度增加而減小。地溫最高、最低值的出現(xiàn)時間，隨深度增加而延遲。地溫的高低對近地面氣溫和植物的種子發(fā)芽及其生長發(fā)育，微生物的繁殖及其活動，有很大影響。地溫資料對農(nóng)、林、牧業(yè)的區(qū)域規(guī)劃有重大意義。除此，高原凍土帶修建鐵路，地下礦產(chǎn)和地熱資源開采等都需要參考多年的地溫資料。

淺層地溫能是指在地球淺表層數(shù)百米內(nèi)的土壤砂石和地下水中所蘊藏的低溫熱能，廣泛存在于淺表地層的恒溫帶中，受四季氣候的影響較小，土壤溫度相對恒定。與深層地熱相比，淺層地溫能分布廣泛，儲量巨大，再生迅速，開發(fā)利用投資少且價值大，符合循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展需求。

中國近百米內(nèi)的土壤每年可采集的低溫能量是中國發(fā)電裝機容量4億千瓦的3750倍，而百米內(nèi)地下水每年可采集的低溫能量也有2億千瓦。就北京市而言，按6900平方公里計算，每年可開采淺層地溫能的資源量相當于1.4億噸標準煤，為2003年北京供暖能源消耗的1100萬噸標準煤的1.2倍。

地溫的利用主要是采用地能熱泵技術(shù)將水或土壤中的低溫熱能提取出來加以利用。地能熱泵技術(shù)就是利用淺層地表溫度與氣溫之間存在的溫差，通過提取和釋放地層中的能量，實現(xiàn)冬季供暖和夏季制冷。地能熱泵技術(shù)包括水源熱泵技術(shù)和地源熱泵技術(shù)，若地質(zhì)條件較好，淺層地下水豐富且易回灌時通常采用水源熱泵；若地質(zhì)條件不好時可采用地源熱泵。

水源熱泵技術(shù)通過抽取與地層相同溫度的地水，并通過機組與抽取的地下水進行換熱后，在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中，實現(xiàn)制冷；而在冬季，則從水源中提取能量，并通過熱泵技術(shù)把提取出的能量送到建筑物中，實現(xiàn)供暖，根據(jù)系統(tǒng)負荷量及需水量的大小、地層的出水能力和回灌能力來設(shè)計抽水井和回灌井的數(shù)量，實際上，水源水經(jīng)過熱泵機組后，只是交換了熱量，水質(zhì)幾乎沒有發(fā)生變化，經(jīng)回灌至地層或重新排入地表水體后，不會造成對于原有水源的污染。因此，采用水源熱泵技術(shù)利用地下水以及地表水源的過程中，不會引起區(qū)域性的地下水以及地表水污染。

地源熱泵技術(shù)以土壤作為熱源和熱匯，通過埋于地下的注滿循環(huán)液的換熱器與土壤進行冷熱交換，并根據(jù)系統(tǒng)負荷量的大小，地層的導(dǎo)熱能力來設(shè)計換熱孔形式、數(shù)量和深度，與水源熱泵技術(shù)不同，地源熱泵系統(tǒng)不再需要提取和回灌地下水，它利用少量的電能，通過埋設(shè)在土壤中密閉的PE換熱管中的循環(huán)液與地層土壤之間進行熱量交換，冬季吸熱、夏季散熱，這就使得水文地質(zhì)條較差的地區(qū)也能對淺層地溫能資源加以利用。

使用地能熱泵技術(shù)開采利用淺層地溫能其節(jié)能效果十分明顯，僅供暖就可節(jié)約能源30%-50%。運行費用也較低，63%的項目低于燃煤集中供熱的采暖價格，全部被調(diào)查項目均低于燃油、燃氣和電鍋爐供暖價格，而且能就地職能，免于傳送，沒有廢渣，不向大氣排放燃燒廢物，表明其可實用性強，應(yīng)用前景廣闊。截至2005年底，北京市淺層地溫能利用面積約達800萬平方米，采用淺層地溫能技術(shù)的供暖建筑面積每年以15%～20%的速度增長。

自然界的氣溫變化取決于太陽的光熱，隨著地球的公轉(zhuǎn)，當它和太陽距離縮短時，太陽輻射給地球的熱能就會增加，使地球變熱、變暖。反過來，地球就變涼、變冷。這樣就形成了春夏秋冬。而有些奇異的土地卻打破了這一自然規(guī)律，出現(xiàn)了神奇的現(xiàn)象——冬暖夏涼，這樣的地帶便叫做地溫異常帶。

遼寧省東部山區(qū)桓仁縣境內(nèi)便處于地溫異常帶。這條“地溫異常帶”一頭開始于渾江左岸滿族鎮(zhèn)政府駐地南1.5千米處的船營溝里,另一端結(jié)束于渾江右岸寬甸縣境內(nèi)的牛蹄山麓。整個“地溫異常帶”長約15千米,面積約10.6萬平方米。夏天到來時，“地溫異常帶”的地下溫度開始逐漸下降。在氣溫高達30℃的盛夏，這里地下一米深處，溫度竟為零下12℃，達到了滴水成冰的程度。

入秋后，這里的氣溫開始逐漸上升。在隆冬降臨、朔風凜冽的時候，“地溫異常帶”卻是熱氣騰騰。人們在任家山后的山岡可以看到，雖然大地已經(jīng)封凍，但是種在這里的角瓜卻依然是蔓葉壯肥，周圍的小草也還是綠色的。任家在這個地方平整了一塊地，在上面蓋上塑料棚，在棚里種上大蔥、大蒜，蒜苗已割了兩茬，大蔥長得翠綠。經(jīng)過測定，發(fā)現(xiàn)在這個棚里的氣溫可保持17℃，地溫保持15℃。在這小岡上整個冬春始終存不住雪。

中國還有一個具有這種特性的地方，是在河南林縣石板巖鄉(xiāng)西北部的太行山半腰一個海拔1500米叫“冰冰背”的地方。在這里，陽春三月開始結(jié)冰，冰期長達５個月；寒冬臘月，卻又熱浪滾滾，從亂石下溢出的泉水溫暖宜人，小溪兩岸奇花異草，鮮艷嫩綠。