Ветряные и солнечные электростанции, как известно, оказывают локальное влияние на тепло, влажность и другие факторы, которые могут быть полезными или вредными для регионов, в которых они расположены. Новое исследование по моделированию климата показало, что массивная ветровая и солнечная установка в пустыне Сахара и соседнем Сахеле повысит местную температуру, осадки и растительность. В целом, сообщают исследователи, последствия, скорее всего, принесут пользу региону.
Исследование, опубликованное в журнале Science, является одним из первых, в котором моделируется климатическое воздействие ветряных и солнечных установок с учетом того, как растительность реагирует на изменения тепла и осадков, сказал ведущий автор Ян Ли, постдокторант. исследователь в области природных ресурсов и наук об окружающей среде в Университете Иллинойса.
«Предыдущие исследования по моделированию показали, что крупномасштабные ветряные и солнечные электростанции могут привести к значительному изменению климата в континентальных масштабах», - сказал Ли. «Но отсутствие обратной связи с растительностью может привести к тому, что смоделированные климатические воздействия будут сильно отличаться от их фактического поведения.
Новое исследование, проведенное совместно с Евгенией Калнай и Сафой Мотешаррей из Университета Мэриленда, было сосредоточено на Сахаре по нескольким причинам, сказал Ли.
Мы выбрали ее, потому что это самая большая пустыня в мире; она малонаселена; она очень чувствительна к изменениям рельефа; и она находится в Африке, недалеко от Европы и Ближнего Востока, все из которых большой и растущий спрос на энергию», - сказал он.
Смоделированные в исследовании ветряные и солнечные электростанции будут охватывать площадь более 9 миллионов квадратных километров и генерировать в среднем около 3 тераватт и 79 тераватт электроэнергии соответственно.
«В 2017 году глобальный спрос на энергию составлял всего 18 тераватт, так что это, очевидно, намного больше энергии, чем в настоящее время требуется во всем мире», - сказал Ли.
Модель показала, что ветряные электростанции вызвали региональное потепление приповерхностной температуры воздуха с более значительными изменениями минимальных температур, чем максимальных.
«Сильное ночное потепление происходит потому, что ветряные турбины могут усиливать вертикальное перемешивание и сбрасывать более теплый воздух сверху», - пишут авторы. Осадки также увеличились в среднем на 0,25 миллиметра в день в регионах с ветряными электростанциями.
«Это удвоение количества осадков по сравнению с контрольным экспериментом», - сказал Ли. В Сахеле среднее количество осадков увеличилось на 1,12 миллиметра в день, где присутствовали ветряные электростанции.
«Увеличение количества осадков, в свою очередь, приводит к увеличению растительного покрова, создавая положительную обратную связь», - сказал Ли.
Солнечные фермы оказали аналогичное положительное влияние на температуру и осадки, как обнаружила команда. В отличие от ветряных электростанций, солнечные батареи очень мало влияли на скорость ветра.
«Мы обнаружили, что крупномасштабная установка солнечных и ветряных электростанций может увеличить количество осадков и способствовать росту растительности в этих регионах», - сказал Калнай. «Увеличение количества осадков является следствием сложных взаимодействий между землей и атмосферой, которые происходят из-за того, что солнечные панели и ветряные турбины создают более грубую и темную поверхность земли.
Увеличение количества осадков и растительности в сочетании с чистым электричеством в результате использования солнечной и ветровой энергии может помочь сельскому хозяйству, экономическому развитию и социальному благополучию в Сахаре, Сахеле, на Ближнем Востоке и в других близлежащих регионах, - сказал Мотешаррей.