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发展风电植树造林不利于除霾?

时间:2017-01-04 00:39 来源: 作者: 点击:

风力发电网讯:随着京津冀一带频现雾霾天气,“治霾基本靠风吹”的说法不胫而走。同时,有媒体刊文指出“风电和防护林建设造成我国北方风力减弱”的文章,也给不少读者带来困惑:发展风电、植树造林是否会让风速下降,不利于除霾?就此,《环境与生活》查询了中外相关文献,看看国外的专家怎么说?

地表粗糙度使风力减弱

这些年,我国北方的风变小了,这不仅是一些朋友的个人感受,实际上很多科研观测也得出这个结论。例如2012年6月美国《地球物理学研究通讯》杂志载文称,过去30年在北半球中纬度地区(我国地处这一地区),地表风速大约下降了0.3米/秒。中科院地理科学与资源研究所莫兴国研究员的研究小组也发现,华北平原的风速在过去50多年有明显下降趋势。

在这方面,地球表面的森林植被需要承担多少“责任”?2010年,全球知名的英国《自然》杂志的子刊《地球科学》发表了一篇论文,作者通过研究给出了自己的答案。

这篇论文题为《北半球大气静止度部分归因于地表粗糙》。文章分析了北半球822个地面气象站在1979~2008年间的资料,认为中国、荷兰、捷克、美国等国家30年来的地表风速确实变小。

具体说来,是北半球中纬度的地表强风衰减得比弱风要快,海面高空的风速则没有这种衰减趋势。作者分析后认为,大气循环数据能够解释这种现象产生原因的10%~50%,而中尺度的数据模型表明,地表粗糙度能够解释这种现象产生原因的25%~60%。在欧亚大陆,地表粗糙度的增加主要是通过生物质(森林、草木和农作物等)的增加和土地使用方式的变化来实现的。换言之,森林植被的增加和高楼林立的城市,在一定程度上削减了风速。

风电场让附近温度微升

过去30年,也是世界各地绿色能源发展狂飙突进的30年。包括中国在内的北半球中纬度地区,每年都有成千上万的风电塔拔地而起,它们长身玉立,利用源源不断的风力带动风车叶片旋转,再通过增速机将旋转的速度提升,带动发电机发电。风经过风电场后,速度有所下降的现象确实存在,但风力发电对环境的影响并非大家想象的那样简单。

《美国科学院学报》(PNAS)2010年刊发文章《风电场对地表空气温度的影响》,利用美国加州著名的桑格玛尼奥风电场的数据,说明风电场会影响其附近地区的天气。论文认为,风机桨叶的旋转增加了热量与水蒸气的垂直搅动,从而影响了下风向的气象状况,总体上导致了风电场附近夜间的温度轻微上升,白天的温度轻微下降。不过,升温幅度不大。英国《自然》杂志网站说出了这种轻微升温的另一个好处:有利于减少风电场附近的霜冻天气,延长附近地区农作物的生长时间。

美国麻省理工学院网站在2010年发表的一篇论文称,通过建模发现,如果到2100年用风力发电供应全球能源需求10%的话,安装风机的地区会产生1摄氏度的升温,其他地区温度上升的要少。这是因为风机转动影响水平和垂直方向上的大气流动。作者罗恩˙普林解释说,并非有意反对风电建设:“我们对风电并不悲观,我们并未彻底证实这种影响,希望人们在这方面做更多的研究。”

风电对环境影响利大于弊

同一时期还有专家和学者经过论证,认为即使风电场多少削弱了地表风力,但这种影响远远小于其带来的好处。2004年,《美国科学院学报》发表了《大型风电场对全球气候的影响》一文,作者用模型研究了大型风电场的影响,认为风电对全球地表平均温度的影响微乎其微。相比之下,风力发电减少了温室气体和污染物的排放,这种益处是极其可观的。

2009年,美国《能源》杂志刊登了斯坦福大学的两位学者M˙玛利亚和马克˙雅克布森的文章《大型风电场对大气能量影响的调查》。这两位学者通过建立风电机组叶片与大气相互作用的动量参数化关系,来估算大型风电场建设带给全球和区域大气能量带来的损失,结果显示,假如用风力发电供给全球用电的话(想象一下风车林立的画面),全球地面和海面低空(1公里以下大气层)的风能只衰减0.006%~ 0.008%,影响微乎其微。另一方面,因为燃烧汽油导致气溶胶颗粒污染造成的地面风能衰减是0.051%~ 0.258%,要高得多。

最后,风电和森林对气候的影响,学界仍在不断研究中。相信随着时间的推移,结论会越来越清晰。(撰文:刘国伟)

(本文写作过程中参考了美国《大众科学》杂志、《自然》杂志、麻省理工学院、美国国家科学院、维基百科和中国科学网等网站的资料,在此一并致谢。)

原标题:发展风电植树造林不利于除霾?

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