局地气温明显变化 风电场也能带来全球增温？

这个漂浮的风力涡轮机设计最近赢得康菲能源奖。

　　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。

　　江滢介绍说，国外专家利用区域大气模拟系统，选择2008年至2009年四个季节作了306个模拟试验。设计在美国西部加入一个小风电场，共有21个风机，每个涡轮高100米，旋转叶片直径100米。利用数值模式计算，得到了与观测数据基本一致的结果。

　　是什么原因导致了风电场对气温的影响？这种影响又为什么是时而增温、时而降温？赵宗慈解释说，风电场在工作期间加强了垂直混合：夜间稳定大气的暖层在冷层之上，加强垂直混合，造成暖空气下行冷空气上行，导致近地面变暖；白天不稳定大气的冷空气在暖空气上面，湍流促进混合，冷空气下行暖空气上行，造成近地面变冷。风电场对气温的影响取决于近地大气层的稳定度，不同的稳定度造成风电场对近地层气温或变暖或变冷的效应。

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