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风力发电将改变气候?

风是太阳能的一种形式,当太阳幅射能穿越地球大气层时,大气受热不均匀,由此产生大气压力差,导致空气流动而产生“风”。压力差越大,空气移动得就越快,风也就越大。

风能属于可再生资源,而且也不会产生对环境有害的污染物质。此外,将风能转化为电能的风力涡轮机是由塑料和金属材料制成的,不具有任何放射性和化学污染。况且风能蕴量巨大,全球的风能比水能总量还要大10倍,前景极为广阔。

风能好处如此之多,我们赶紧大规模开发利用吧,还有什么可犹豫的呢?

影响本地天气

不过且慢高兴,最近科学家发现,风能发电并非完美无瑕,它也有无法克服的缺点,那就是:大规模的发电可能会给气候带来致命影响。

我们知道,一般情况下,大气在竖直方向的气流交换运动规则是:地面空气比较热,会不断向上流动;反之,上层空气相对比较冷,会不断向下流动。这样就形成了一个在垂直方向上稳定的大气循环。

而如果一个地方建起了风电场,这种稳定的气流循环就会被风力涡轮机的转动所打破。涡轮机的转动把原本正常上升的热空气和下降冷空气阻断,于是就造成了冷暖气流的混合,从而造成了当地天气的变化。如果一个大型的风力发电场,有千万个风力涡轮机在转动,想想看那是什么情景吧!上下空气不停地垂直流动,把当地稳定的大气流动搅得天翻地覆,显著影响了当地的大气循环。

不同地方的风电场对气候的影响是不一样的。举个例子,在内陆地区的北美大平原,夜晚的地面比高空更冷,大气的上下对流基本停滞。但如果建设了风电场,涡轮机的转动就把地面冷空气翻起,把高层相对热些的空气压下来,结果就导致了当地气温的上升。这是风电的加热效应。相反,如果风电场建设在一个白天风力较强的地方,比如说在海边,就会产生冷却效应,使当地温度降低。

造成全球变暖

这还只是考虑了风电场对大气垂直流动的影响,事实上,风电场对水平方向的大气流动也有很大的影响。在整个地球大气的循环中,气流总是大规模地从较热地区将大量热量传送到较冷地区,这样的传送在地表气温和大气循环中发挥着关键性的作用。而随着世界各地风电场大量的兴建,这种正常传输气流的过程也被搅乱了。

美国麻省理工学院两位科学家模拟了900万个风力涡轮机同时运转的情况后,他们认为,风力涡轮机在竖直方向上对大气的混合作用是有限的,对大气在水平方向上的影响才是决定性的。如果将这两个因素综合考虑的话,全球气候就会略有上升。如果按照目前风电建设速度的发展,那么到2100年,安装涡轮机的地区温度会升高1℃,而全球地表的平均温度会因此上升0.15℃。

虽然与与其他能源煤炭、石油相比,风能的绿色资源“招牌”依旧是响当当的,但是具有前瞻性的科学研究已经让我们看到了它不利的一面。尽管风能依然有巨大的开发潜力,也会在一段时间内保证我们对一部分能源的需求,我们还是有必要早一点探索其他的新能源。

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