Juanjo Tugores / shutterstock

Переход от ископаемых видов топлива к возобновляемым источникам энергии является важным и необходимым шагом к предотвращению изменения климата. Тем не менее, в наших усилиях по достижению зеленого мы также должны помнить о других последствиях, как предполагаемых, так и непреднамеренных, - и это включает в себя то, как массовое развертывание возобновляемых технологий может повлиять на окружающий климат.

Что, если пустыня Сахара превратилась в гигантскую солнечную и ветряную ферму, например? Это тема новых исследований, опубликованных в Наука Ян Ли и его коллеги. Они обнаружили, что все эти гипотетические ветровые турбины и солнечные батареи сделают их непосредственное окружение более теплым и дождливым и могут превратить части сахара в зеленый цвет в первый раз в не менее 4,500 лет.

Ученые исследования исследовали максимальное количество солнечной энергии и энергии ветра, которые могли бы быть получены в пустыне Сахара и переходном регионе к югу - Сахелю. Эти два региона были выбраны, поскольку они являются относительно правдоподобными объектами для такого огромного развертывания возобновляемых источников энергии, что довольно близко к существенному спросу со стороны Европы и Ближнего Востока, в то же время ограничивая другие требования к земле. Оба имеют значительные потенциальные ресурсы энергии ветра и солнца. Ли и его коллеги также предполагают, что Сахелю, в частности, также может быть полезно экономическое развитие и больше энергии для опреснения, обеспечивая воду для городов и сельского хозяйства. Африка имеет самый большой солнечный ресурс любого континента - безусловно. SolarGIS, CC BY-SA

Поскольку эти два региона настолько велики, солнечные и ветровые хозяйства, которые были имитированы в этом исследовании, представляют собой размеры целых стран - в 38 раз больше, чем в Великобритании. Они будут значительно больше, чем любые существующие солнечные и ветряные фермы, и могут обеспечить в четыре раза больше энергии, чем в настоящее время потребляется во всем мире.

Это приведет к весьма значительным изменениям в местной окружающей среде: массивные ветряные электростанции повысят температуру примерно на 2? например, аналогично масштабу глобального потепления, которое нас беспокоит. Солнечная энергия вызовет меньшее изменение температуры, около 1?.

Увеличение осадков 0.25 мм в день, связанное с ветровыми электростанциями, звучит более скромно, но это будет почти вдвое больше предыдущего количества осадков. Опять же, эффект, связанный с солнечными парками, был меньшим - увеличение 0.13 мм / сут - но все же значительным при добавлении в течение года.

Почему турбины и панели означают теплоту и дождь

Ветровые фермы в значительной степени вызывают повышение температуры, потому что их лопатки турбины приносят теплый воздух к поверхности, особенно ночью. Это наблюдалось в полевые исследования и использование дистанционное зондирование, Они также показали, что увеличить влажность воздуха.

Солнечные панели означают, что солнечная радиация поглощается, а энергия солнца возвращается обратно в космос. Это заставляет поверхность земли прогреться. Несколько исследований показали это, в том числе тот, который показал, что эффект потепления, вызванного ископаемым топливом, посредством выбросов углерода, был 30 раз больше чем потепление, вызванное солнечной фотогальваникой, поглощающей большую солнечную радиацию. Однако температурные эффекты могут в солнечном парке и в сезон.

В симуляции Сахары происходит дополнительное количество осадков, потому что ветряные турбины представляют собой препятствие для свободного потока воздуха, замедляя его и уменьшая эффект вращения Земли по потоку воздуха. Это снижает давление воздуха, и разница в давлении между Сахарой ​​и прилегающими районами приводит к тому, что ветер течет туда. Когда воздух встречается или сходится, в Сахаре ему больше некуда идти, но вверх. Когда воздух поднимается, водяной пар в нем конденсируется и образуется дождь.

Для солнечной системы процесс немного отличается: теплый воздух, нагреваемый панелями, просто поднимается. Однако это также способствует низкому давлению, в результате чего воздух течет там, сходятся и поднимаются.

Крупномасштабный ветер и солнечная энергия означают больше новых осадков в некоторых районах, чем другие. Эвитар Бах, CC BY-SA

Больше осадков также означает больше растительности. Это увеличивает шероховатость поверхности, как и ветровые турбины, и вызывает поглощение большей солнечной радиации, как и солнечные батареи. Этот усиливающий цикл известен как «климатическая обратная связь», и включение этих отзывов о растительности является новым аспектом исследования Ли и его коллег.

Время, чтобы сделать его реальностью?

Не совсем. Решения не принимаются в ответ только на воздействие на окружающую среду - если бы это было так, мы бы уже отбросили ископаемое топливо. Разумеется, разработка мега-сайта по возобновляемым источникам энергии в Сахаре и Сахеле будет игровой сменой, но в первую очередь следует учитывать и другие факторы.

 В Сахаре - но все же чей-то дом. meunierd / shutterstock

Эти районы могут быть малонаселенными, но люди там живут, там есть средства к существованию, и ландшафты имеют для них культурную ценность. Может ли земля быть «захвачена», чтобы поставлять энергию в Европу и на Ближний Восток?

Согласованная и стабильная энергетическая политика достаточно сложна в рамках отдельной нации, не говоря уже о между странами со всеми возможными политическими последствиями и вопросами энергетической безопасности. Хотя массовое количество дешевой энергии Сахары звучит как замечательная вещь, неясно, было бы ли это достаточно надежной инвестицией для экономии экономики.

Также трудно сказать, что это будет означать для опустынивания, что вызвано плохим управлением земельными ресурсами, такими как перевыпас, а также климат. Изменения в осадках, рассматриваемые в этом исследовании, являются региональными, а не глобальными, и как только ветровые и солнечные фермы были отняты, их последствия исчезнут, и земля может вернуться в прежнее состояние.

В целом, это интересная и важная часть исследований, подчеркивающая необходимость помнить о непредвиденных последствиях, будь то положительные или отрицательные, энергетического перехода. Интеграция этих результатов с другими социальными, экономическими, экологическими и техническими соображениями необходима для обеспечения того, чтобы мы не прыгали с сковороды в огонь.

Об авторе

Алона Армстронг, старший преподаватель, Lancaster University

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

{youtube}OC_Y1ZTZXQ4{/youtube}

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon