中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：據(jù)《耶魯360度環(huán)境觀察》雜志報(bào)道，隨著大氣中二氧化碳含量的上升和地球兩極的變暖，研究人員預(yù)測(cè)地球的風(fēng)速將會(huì)降低。風(fēng)速降低將對(duì)風(fēng)能生產(chǎn)和植物生長(zhǎng)造成影響，并將影響世界最大的海洋暖流——墨西哥灣暖流，造成更多的極端天氣。
去年從夏季至秋季，歐洲大部分地區(qū)經(jīng)歷了“風(fēng)旱”，許多地區(qū)的平均風(fēng)速比年平均風(fēng)速慢15%。這是英國(guó)過(guò)去60年中“最少風(fēng)”的時(shí)期，嚴(yán)重影響了該國(guó)的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)。2020年9月，風(fēng)力發(fā)電為英國(guó)提供了18%的電力，但2021年9月，這一占比驟降至2%。因此，英國(guó)不得不重啟兩座已停產(chǎn)的燃煤發(fā)電廠來(lái)彌補(bǔ)電力供應(yīng)缺口。
今年，歐洲地表風(fēng)的減弱再次引發(fā)了人們對(duì)與氣候變化密切相關(guān)的“全球風(fēng)旱”的關(guān)注。研究表明，1978~2010年，全球風(fēng)速正按每10年2.3%的速度下降。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)預(yù)計(jì)，未來(lái)幾十年全球風(fēng)速將繼續(xù)降低，到2100年，全球年平均風(fēng)速降幅可能達(dá)到10%。
“為什么地球上會(huì)有風(fēng)？”英國(guó)雷丁大學(xué)大氣科學(xué)教授保羅·威廉姆斯說(shuō)，“這是因?yàn)榈乇頊囟炔痪?，寒冷極地和溫暖熱帶之間的溫差驅(qū)動(dòng)著風(fēng)的形成，但由于全球變暖，這一溫差正在減小，因?yàn)楸睒O地區(qū)比熱帶地區(qū)升溫更快?！?
風(fēng)速降低或擾亂墨西哥灣暖流，導(dǎo)致干旱及寒潮等極端天氣
《自然》雜志近期一項(xiàng)研究表明，1979年以來(lái)，北極地區(qū)變暖的速度是全球其他地區(qū)的4倍。北極變暖速度比科學(xué)家之前推測(cè)的要快得多，而北極變暖預(yù)示著風(fēng)速降低要比預(yù)想的更加嚴(yán)重。另一個(gè)可能導(dǎo)致全球風(fēng)速降低的因素是地表“粗糙程度”的增加，即城市建筑數(shù)量和規(guī)模的擴(kuò)大阻礙了風(fēng)的流動(dòng)。
風(fēng)是氣候變化研究中一個(gè)經(jīng)常被忽視的因素。風(fēng)學(xué)研究是一個(gè)年輕的領(lǐng)域，只有70年內(nèi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，相比之下，氣溫的數(shù)據(jù)可以追溯到幾千年前。而且風(fēng)又很難分析，每年風(fēng)力波動(dòng)較大，很難推測(cè)出長(zhǎng)期趨勢(shì)，難以得出準(zhǔn)確結(jié)論。
不過(guò)，近期一項(xiàng)關(guān)于上新世時(shí)期地球塵埃沉降情況的研究揭開(kāi)了風(fēng)的神秘面紗。上新世時(shí)期的氣溫和大氣中二氧化碳含量都與現(xiàn)在類(lèi)似。參與該研究的哥倫比亞大學(xué)拉蒙特-多爾蒂地球觀測(cè)所研究員吉塞拉·溫克勒說(shuō)：“我通過(guò)上新世來(lái)模擬現(xiàn)代全球變暖情況，發(fā)現(xiàn)西風(fēng)帶很可能隨著人類(lèi)行為引起全球變暖而向兩極移動(dòng)，全球的風(fēng)將變得更弱且靜默。”
近日，另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，隨著大氣中二氧化碳含量的增加，美國(guó)的風(fēng)將出現(xiàn)區(qū)域性和季節(jié)性變化：到2100年，美國(guó)西部大部分地區(qū)和東海岸的風(fēng)速將下降，但中部地區(qū)的風(fēng)速將會(huì)上升。其他幾項(xiàng)研究則預(yù)測(cè)，在全球范圍內(nèi)，類(lèi)似的區(qū)域性和季節(jié)性風(fēng)速變化將不斷上演。
威廉姆斯表示，“大自然的運(yùn)行充滿(mǎn)不確定性，每年全球的風(fēng)力情況都有很多變化，當(dāng)這么多變化同時(shí)發(fā)生時(shí)，很難捕捉到一個(gè)長(zhǎng)期的信號(hào)”。
風(fēng)速的降低或增強(qiáng)都可能給人類(lèi)和世界帶來(lái)嚴(yán)重影響?！帮L(fēng)會(huì)影響植物的生長(zhǎng)、繁殖、分布、死亡，并最終影響植物的進(jìn)化。”美國(guó)植物生理學(xué)家諾貝爾在一篇論文中寫(xiě)到。
以美國(guó)西海岸的巨型紅杉為例，這種植物的生長(zhǎng)依賴(lài)于定期從亞洲戈壁沙漠橫跨太平洋吹來(lái)的“含磷風(fēng)”。地表風(fēng)驅(qū)動(dòng)的墨西哥灣暖流影響著世界大部分地區(qū)的氣候。地表風(fēng)速的降低可能會(huì)破壞這一傳送系統(tǒng)，導(dǎo)致干旱、寒潮和極寒天氣。如果風(fēng)速高于正常水平則會(huì)損毀樹(shù)木，增加地表蒸散量，從而導(dǎo)致干旱和森林火災(zāi)。
風(fēng)速降低10%將導(dǎo)致風(fēng)能資源減少30%
風(fēng)的用途是多樣的，清爽的風(fēng)可以?xún)艋蹪岬目諝猓徑獬鞘写髿馕廴?。風(fēng)速降低會(huì)導(dǎo)致熱浪加劇，高溫?zé)崂颂鞖鈱⒆兊酶l繁，持續(xù)時(shí)間也更長(zhǎng)。風(fēng)速過(guò)慢也會(huì)使飛機(jī)難以起飛，因?yàn)轱w機(jī)需要逆風(fēng)獲得升力。過(guò)去30年，由于風(fēng)速降低和氣溫上升，希臘一機(jī)場(chǎng)空客A320飛機(jī)的最大起飛重量減少了4噸。
如果全球風(fēng)速真的趨于“靜止”，替代能源也將受到巨大影響?！帮L(fēng)速降低10%并不意味著風(fēng)能資源只減少10%。由于風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電效能較低，它們從風(fēng)中獲取的能量是有限的。風(fēng)速降低10%，實(shí)際上會(huì)導(dǎo)致風(fēng)能資源減少30%，這將是災(zāi)難性的影響?！蓖匪拐f(shuō)。
歐洲正全力推動(dòng)將風(fēng)能作為煤炭和其他化石燃料的替代品。英國(guó)約24%的電力來(lái)自1.1萬(wàn)臺(tái)陸上和海上風(fēng)力渦輪機(jī)，而歐盟約15%的電力來(lái)自于風(fēng)力發(fā)電。隨著更多的風(fēng)電項(xiàng)目上線(xiàn)，風(fēng)力發(fā)電的占比也在增加。在美國(guó)，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)貢獻(xiàn)了近10%的大型電站級(jí)發(fā)電量。根據(jù)國(guó)際能源署的《全球能源行業(yè)2050凈零排放路線(xiàn)圖》，2030年，全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量發(fā)電量需要在2020年的基礎(chǔ)上增加3倍，才能實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)。但是，如果全球風(fēng)速降低，這一目標(biāo)可能很難實(shí)現(xiàn)。
英國(guó)布里斯托大學(xué)博士后研究員漢娜·布洛姆菲爾德認(rèn)為，目前沒(méi)有確鑿的證據(jù)表明氣候變化將引起全球“風(fēng)旱”，但是未來(lái)的發(fā)展更值得關(guān)注，“最近的‘風(fēng)旱’讓我們警醒，風(fēng)力發(fā)電存在多么大的變數(shù)，要建設(shè)可靠的能源網(wǎng)絡(luò)，不能僅僅依靠風(fēng)力發(fā)電”。
美國(guó)哥倫比亞大學(xué)土木工程教授烏普曼·拉爾表示，“解決風(fēng)能短缺問(wèn)題需要新的能源儲(chǔ)存戰(zhàn)略和可靠的替代方案。風(fēng)和光是善變的，應(yīng)該像管理水系統(tǒng)一樣做好變量供應(yīng)管理，以適應(yīng)未來(lái)1年、10年，甚至100年不同風(fēng)速變化”。
目前的電池技術(shù)尚無(wú)法應(yīng)對(duì)持續(xù)的能源短缺，電池只能儲(chǔ)存幾天的能源。在這種情況下，許多人開(kāi)始關(guān)注氫能。當(dāng)太陽(yáng)能和風(fēng)能過(guò)剩時(shí)，可以利用太陽(yáng)能和風(fēng)能產(chǎn)生的電力電解水制氫；當(dāng)可再生能源短缺時(shí)，可以用氫供能。
去年歐洲“風(fēng)旱”期間，天然氣價(jià)格上漲450%
風(fēng)速降低還可能加劇能源市場(chǎng)的波動(dòng)。如果天然氣價(jià)格飆升的同時(shí)又發(fā)生區(qū)域性“風(fēng)旱”，能源價(jià)格可能進(jìn)一步飆升。去年歐洲“風(fēng)旱”期間，歐洲的天然氣價(jià)格上漲超過(guò)450%，其中，北歐地區(qū)的電價(jià)比起前一年，漲幅高達(dá)470%。
盡管全球部分地區(qū)已出現(xiàn)“風(fēng)旱”，但一些地區(qū)的報(bào)告也表明，風(fēng)速比以前更加猛烈。今年早些時(shí)候，美國(guó)新墨西哥州中部就遭遇了頻繁的大風(fēng)天氣。該州長(zhǎng)期種植苜蓿的農(nóng)場(chǎng)主馬丁·巴卡表示從未見(jiàn)過(guò)如此頻繁的大風(fēng)天，“灌溉后5天，地就全干了，熱風(fēng)就像一個(gè)吹風(fēng)機(jī)，地太干了，農(nóng)作物也不生長(zhǎng)了”。
遺憾的是，科學(xué)家尚無(wú)法掌握長(zhǎng)期氣候變化趨勢(shì)下，“風(fēng)旱”和強(qiáng)風(fēng)具體會(huì)在哪里出現(xiàn)。“2019年的報(bào)告顯示，近9年風(fēng)速有增加的趨勢(shì)，但去年夏季歐洲的‘風(fēng)旱’讓我們感到困惑?！蓖匪拐f(shuō)。
