Команда, состоящая из 50 ученых, студентов и технических специалистов, доставляет беспрецедентную сборку оборудования в Вале-ду-Кобрао, долину на востоке Португалии. Исследователи в долине собирают данные о различных аспектах ветрового потока, формируемых метеорологическими воздействиями на сложной местности, посредством тщательно спланированных полевых наблюдений. Полевые работы по этому проекту, названному Пердигао в честь города, расположенного недалеко от долины, начались 1 мая с интенсивного сбора данных измерений, включая скорость, турбулентность, температуру, влажность и радиацию.
Vale do Cobrão простирается под двумя почти параллельными хребтами. На поверхности представляет собой смесь сельскохозяйственных угодий, растительности, каньонов, оврагов и реки. Целлюлозно-бумажная промышленность использует растущие поблизости участки эвкалипта. Поток ветра, как правило, перпендикулярен гребням и может изменить направление, иногда достигая сильных порывов. Все это делает уникальное научное исследование.
«Это серьезное изменение парадигмы по сравнению с предыдущими полевыми исследованиями», - сказала Хариндра Фернандо, главный исследователь исследования американской группы и профессор Уэйна и Дайаны Мерди в Департаменте гражданской и экологической инженерии и наук о Земле и факультет аэрокосмической техники и машиностроения Университета Нотр-Дам. «Perdigão станет шагом вперед по сравнению с ранними микромасштабными экспериментами, проведенными в конце 1970-х годов. Эти исследования были сосредоточены на ветровых потоках над одним холмом, и полученные данные активно использовались и продолжают активно использоваться сегодня. Perdigão извлекает выгоду из последних технологических достижений в области дистанционного зондирования и обеспечивает уникальное покрытие: около 30 сканирующих и профилирующих лидаров работают для картирования атмосферы долины в скоординированном или автономном режимах, а звуковые анемометры более чем вдвое превышают количество используемых в предыдущих экспериментах для исследования нижних слоев атмосферы. атмосферу новыми и инновационными способами."
Соединенные Штаты и Европейский союз выразили заинтересованность в увеличении доли энергии ветра в их соответствующем общем потреблении энергии. США надеются увеличить свою долю с 6% до 20% к 2030 году. ЕС надеется увидеть к тому же году долю ветровой энергии на уровне 25% по сравнению с нынешними 16,5%..
Для этого потребуются обновленные модели для более детального и точного понимания ветровых потоков в естественных условиях. В рамках проекта исследователи будут более подробно отображать поле потока, используя улучшенные модели и фундаментальное понимание, основанное на новом наборе данных и анализе.
«Полевой эксперимент в Пердигане - это впечатляющая работа, в которой участвуют американские исследователи и их коллеги в Европе», - сказал Ник Андерсон, программный директор отдела атмосферных и геокосмических наук Национального научного фонда, который финансирует американскую сторону эксперимента. Проект Пердигао. «Данные с массива инструментов Perdigão улучшат наше понимание ветрового потока над сложной местностью, что принесет пользу прогнозированию погоды и энергии ветра».
Вдоль участка долины длиной примерно в четыре мили и шириной в одну милю исследователи установили сложный набор инструментов, включая примерно 50 флюсовых башен высотой от 10 до 100 метров, оснащенных звуковые анемометры для измерения среднего расхода, турбулентности и потоков. Массивы термисторов, микроволновые радиометры и интерферометр излучения, излучаемого атмосферой, измеряют структуру температуры; Системы LiCOR измеряют CO2 и водяной пар, а радиометры измеряют входящее, исходящее и чистое излучение. Удаленные датчики, такие как содары, лидары и профилировщики ветра, были настроены для регистрации потоков и турбулентности, и каждый день проводится от четырех до 16 радиозондов для картирования атмосферной структуры в долине и над ней. Дополнительное оборудование будет отслеживать мелкомасштабную турбулентность, возмущения давления, метеорологические профили нижних слоев атмосферы и даже акустические уровни.
По завершении у ученых будет набор эталонных данных несравнимого пространственного разрешения. Исследование поможет оценить ветровые ресурсы в Европе и других странах мира и оптимизировать размещение ветряных турбин, поскольку ученые будут использовать существующую полномасштабную турбину на площадке Пердигао для изучения взаимодействия следов турбины с различными ветровыми потоками и топография.
Сбор данных будет продолжаться до 15 июня. Предыдущий мониторинг ветра для проекта с ограниченным оборудованием начался ранее, в середине декабря 2016 года.