В связи с тем, что за последние пару лет Соединенные Штаты пострадали от нескольких высококлассных ураганов с большим ущербом, Кристина Арчер из Делавэрского университета недавно опубликовала статью, в которой обнаружила неожиданное преимущество крупномасштабных морских ветровых электростанций.: они уменьшают количество осадков, вызванных этими разрушительными штормами.
Арчер сказал, что, хотя предыдущие исследования показали, что гипотетические морские ветряные электростанции могут использовать кинетическую энергию ураганов и уменьшать воздействие ветра и штормовых нагонов, это исследование показало, что морские ветряные электростанции также могут влиять на осадки. В документе показано явное уменьшение количества осадков в прибрежных районах, расположенных ниже по течению от ветряной электростанции, и увеличение количества осадков в прибрежных районах, расположенных выше по течению или внутри самих ветряных электростанций.
Арчер, профессор Колледжа Земли, океана и окружающей среды UD и заместитель директора Центра интеграции безуглеродной энергетики (CCPI) по ветроэнергетике, работал с Ян Паном и Чи Яном, бывшими докторантами Университета Арчера. в то время как в UD, на бумаге, которая была недавно опубликована в журнале писем исследования окружающей среды.
Исследователи использовали ураган Харви в качестве примера, потому что он принес, возможно, самый сильный дождь, когда-либо зарегистрированный в истории Соединенных Штатов, на побережье Техаса и вызвал беспрецедентное наводнение.
В отличие от ураганов Катрина или Сэнди, для которых штормовой нагон был одной из самых больших проблем, ураган Харви затопил Хьюстон из-за большого количества дождя, выпавшего на город.
Арчер объяснил, что ветряные электростанции могут помочь смягчить осадки, воздействуя на два основных фактора, вызывающих осадки: конвергенцию и дивергенцию ветра.
Сильные ураганные ветры замедляются, когда они сталкиваются с ветряными турбинами, что является эффектом, известным как конвергенция, и увеличивает количество осадков.
Подумайте о конвергенции, например, когда на автостраде есть движение, и все едут быстро, а затем внезапно происходит авария, и все замедляются. Вы получаете конвергенцию автомобилей, которые двигаются задним ходом, потому что все замедляются. Это конвергенция перед морскими ветряными электростанциями», - сказал Арчер.
Это приводит к увеличению количества осадков, потому что, когда ветры сходятся в точке на поверхности, им некуда идти, кроме как вверх, и это вертикальное движение приносит больше влаги в атмосферу.
Вновь используя метафору аварии на автостраде, Арчер сказал, что дивергенция похожа на то, что происходит, когда машины, наконец, проезжают мимо аварии: все ускоряются.
"Дивергенция - это противоположный эффект. Она вызывает движение вниз, притягивая сходящий вниз воздух, который является более сухим и подавляет осадки. Мне интересно, что, если это также произойдет, когда есть оффшорная ферма?" - сказал Арчер.
В ходе численного моделирования с модельной областью, настроенной для покрытия побережья Техаса и Луизианы, Арчер обнаружил, что региональная конвергенция произойдет до того, как шторм обрушится на гипотетические фермы, которые будут «выжимать» осадки, прежде чем приблизиться к морской берег. За фермами будет дивергенция, которая еще больше подавит выпадение осадков.
«К тому времени, когда воздух достигает земли, из него выжимается много влаги. Мы получили 30-процентное сокращение количества осадков с помощью моделирования Харви», - сказал Арчер. «Это означает, что потенциально, если у вас есть массивы морских турбин в районе, где бывают ураганы, вы, вероятно, увидите сокращение количества осадков на суше, если там будет ферма».
В исследовании использовался ряд гипотетических турбин, начиная от контрольного случая, который использовал 0, до максимума 74 619, число, которое, как подчеркнул Арчер, было за пределами возможного в ближайшем будущем. В настоящее время в Соединенных Штатах всего пять оффшорных ветряных турбин, но в Европе, где эта отрасль более развита, есть оффшорные ветряные электростанции с более чем 100 турбинами, что, по словам Арчер, она считает нормальным числом для проекта оффшорной ветроэнергетики.
Тем не менее, с этим исследованием, показывающим, что оффшорные ветряные электростанции могут приносить пользу прибрежным сообществам не только за счет предоставления чистой энергии, но и за счет уменьшения последствий ураганов, Арчер сказала, что она надеется, что их число увеличится в будущем. будущее.
«Чем больше у вас ветряных электростанций, тем сильнее они будут влиять на ураган», - сказал Арчер. «К тому времени, когда ураган действительно обрушится на сушу, эти массивы турбин работают в течение многих дней, извлекая энергию и влагу из шторма. В результате шторм будет слабее. В буквальном смысле».