中國儲能網(wǎng)訊：據(jù)《耶魯360度環(huán)境觀察》雜志報道，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)測地球的風(fēng)速將會降低。風(fēng)速降低將對風(fēng)能生產(chǎn)和植物生長造成影響，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%。這是英國過去60年中“最少風(fēng)”的時期，嚴(yán)重影響了該國的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)。2020年9月，風(fēng)力發(fā)電為英國提供了18%的電力，但2021年9月，這一占比驟降至2%。因此，英國不得不重啟兩座已停產(chǎn)的燃煤發(fā)電廠來彌補(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)合國政府間氣候變化專門委員會預(yù)計，未來幾十年全球風(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%。
“為什么地球上會有風(fēng)？”英國雷丁大學(xué)大氣科學(xué)教授保羅·威廉姆斯說，“這是因為地表溫度不均，寒冷極地和溫暖熱帶之間的溫差驅(qū)動著風(fēng)的形成，但由于全球變暖，這一溫差正在減小，因為北極地區(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》雜志近期一項研究表明，1979年以來，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。
風(fēng)是氣候變化研究中一個經(jīng)常被忽視的因素。風(fēng)學(xué)研究是一個年輕的領(lǐng)域，只有70年內(nèi)的統(tǒng)計數(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)力波動較大，很難推測出長期趨勢，難以得出準(zhǔn)確結(jié)論。
不過，近期一項關(guān)于上新世時期地球塵埃沉降情況的研究揭開了風(fēng)的神秘面紗。上新世時期的氣溫和大氣中二氧化碳含量都與現(xiàn)在類似。參與該研究的哥倫比亞大學(xué)拉蒙特-多爾蒂地球觀測所研究員吉塞拉·溫克勒說：“我通過上新世來模擬現(xiàn)代全球變暖情況，發(fā)現(xiàn)西風(fēng)帶很可能隨著人類行為引起全球變暖而向兩極移動，全球的風(fēng)將變得更弱且靜默?！?
近日，另一項研究發(fā)現(xiàn)，隨著大氣中二氧化碳含量的增加，美國的風(fēng)將出現(xiàn)區(qū)域性和季節(jié)性變化：到2100年，美國西部大部分地區(qū)和東海岸的風(fēng)速將下降，但中部地區(qū)的風(fēng)速將會上升。其他幾項研究則預(yù)測，在全球范圍內(nèi)，類似的區(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)這么多變化同時發(fā)生時，很難捕捉到一個長期的信號”。
風(fēng)速的降低或增強(qiáng)都可能給人類和世界帶來嚴(yán)重影響?！帮L(fēng)會影響植物的生長、繁殖、分布、死亡，并最終影響植物的進(jìn)化?！泵绹参锷韺W(xué)家諾貝爾在一篇論文中寫到。
以美國西海岸的巨型紅杉為例，這種植物的生長依賴于定期從亞洲戈壁沙漠橫跨太平洋吹來的“含磷風(fēng)”。地表風(fēng)驅(qū)動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損毀樹木，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)可以凈化污濁的空氣，緩解城市大氣污染。風(fēng)速降低會導(dǎo)致熱浪加劇，高溫?zé)崂颂鞖鈱⒆兊酶l繁，持續(xù)時間也更長。風(fēng)速過慢也會使飛機(jī)難以起飛，因為飛機(jī)需要逆風(fēng)獲得升力。過去30年，由于風(fēng)速降低和氣溫上升，希臘一機(jī)場空客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%，實際上會導(dǎo)致風(fēng)能資源減少30%，這將是災(zāi)難性的影響?！蓖匪拐f。
歐洲正全力推動將風(fēng)能作為煤炭和其他化石燃料的替代品。英國約24%的電力來自1.1萬臺陸上和海上風(fēng)力渦輪機(jī)，而歐盟約15%的電力來自于風(fēng)力發(fā)電。隨著更多的風(fēng)電項目上線，風(fēng)力發(fā)電的占比也在增加。在美國，風(fēng)力發(fā)電場貢獻(xiàn)了近10%的大型電站級發(fā)電量。根據(jù)國際能源署的《全球能源行業(yè)2050凈零排放路線圖》，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)可能很難實現(xiàn)。
英國布里斯托大學(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)能短缺問題需要新的能源儲存戰(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)尚無法應(yīng)對持續(xù)的能源短缺，電池只能儲存幾天的能源。在這種情況下，許多人開始關(guān)注氫能。當(dāng)太陽能和風(fēng)能過剩時，可以利用太陽能和風(fēng)能產(chǎn)生的電力電解水制氫；當(dāng)可再生能源短缺時，可以用氫供能。
去年歐洲“風(fēng)旱”期間，天然氣價格上漲450%
風(fēng)速降低還可能加劇能源市場的波動。如果天然氣價格飆升的同時又發(fā)生區(qū)域性“風(fēng)旱”，能源價格可能進(jìn)一步飆升。去年歐洲“風(fēng)旱”期間，歐洲的天然氣價格上漲超過450%，其中，北歐地區(qū)的電價比起前一年，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)的報告也表明，風(fēng)速比以前更加猛烈。今年早些時候，美國新墨西哥州中部就遭遇了頻繁的大風(fēng)天氣。該州長期種植苜蓿的農(nóng)場主馬丁·巴卡表示從未見過如此頻繁的大風(fēng)天，“灌溉后5天，地就全干了，熱風(fēng)就像一個吹風(fēng)機(jī)，地太干了，農(nóng)作物也不生長了”。
遺憾的是，科學(xué)家尚無法掌握長期氣候變化趨勢下，“風(fēng)旱”和強(qiáng)風(fēng)具體會在哪里出現(xiàn)?！?019年的報告顯示，近9年風(fēng)速有增加的趨勢，但去年夏季歐洲的‘風(fēng)旱’讓我們感到困惑?！蓖匪拐f。
