为了减缓全球变暖,大力发展清洁能源、可再生能源的呼声越来越高。风能是清洁能源的一个重要方面,风能资源的利用在全球许多地区得到广泛的发展,越来越多的大型风电场正在建立和投入运行。
在风电场建设发展中,人们对天气气候条件、气候变化对风电场的影响做了很多研究。但是,任何事物的作用都是相互的,风电场的建设是否会对气温、风速、甚至是气候变化产生影响?在不久前召开的以“推进气象科技创新,提高防灾减灾和应对气候变化能力”为主题的第28届中国气象学会年会上,很多研究者对此话题展开了讨论。
风电场使下游风速变慢
清华大学地球系统科学研究中心赵宗慈教授表示,近年来国内外一些专家,利用气象观测资料,对风电场建设前后、风电场上下游区域的各气象要素进行对比;同时,利用气候模式模拟风电场的局地气候效应,对风电场对局地风速的影响进行了研究。
“国内外都得到了一致结论,即风电场对局地风速有明显影响,会造成下游风速减小。”赵宗慈说。
赵宗慈以丹麦一个风电场的观测资料为例,说明了风电场对局地风速的影响进入这个风电场的风速是8至9米/秒,经过风电场运行对动量的吸收,以及风机的摩擦力作用,在风电场的下风方向观测的风速明显减弱,其下风处6公里的风速与原有风速比率为0.86,下风8公里处的比率是0.88,下风11公里处的比率是0.90,虽然随着距离增加风速在缓慢回升,但仍未恢复到原有水平。
国外一些科学家利用数值模拟,证实了风电场对风速的衰减效应。中国气象局公共气象服务中心高级工程师江滢说,国外科学家利用一个中尺度模式,在900平方公里的范围内分别设置了1个、9个和36个风电场,计算相应风速在不同位置的变化。计算结果表明,风电场的作用使得风速明显衰减,进入风电场的风速是8至9米/秒,风电场最大衰减后风速只有5米/秒,在20公里范围内保持大的衰减,距离更远风速开始回升,风电场影响风速衰减的距离可以达到30公里至60公里。
局地气温明显变化
风电场除了使下游风速减慢,对局地气候还有哪些影响?国内外科学家的结论是,风电场会使下游气温产生变化。
赵宗慈教授列举了美国加州一个风电场观测数据这个风电场风机高23米,叶片长8.5米,共有41排,间隔120米。风电场上风位置和下风位置的测风塔,给出了1989年6月中到8月初近两个月内每天的气温观测数据。
“从数据上看,风电场从凌晨1时至早7时具有增暖效应;在白天13时至晚上21时则具有降温效应,而且这种效应很明显。”赵宗慈说。