風(fēng)電“偷走”了北京的風(fēng)?

2016-01-05 來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào)

 

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  近日,在頻頻被霧霾侵?jǐn)_的北京,“風(fēng)”成為最受歡迎的“來(lái)客”。在無(wú)奈“等風(fēng)來(lái)”的調(diào)侃中,公眾的情緒因一篇名為《誰(shuí)“偷走”了北京的風(fēng)》的文章而變得更加不平靜。該文章將“無(wú)風(fēng)來(lái)”的矛頭指向了風(fēng)能開發(fā)。

  在空氣污染備受關(guān)注的當(dāng)下,這篇文章一石激起千層浪,引發(fā)廣泛關(guān)注與討論。

  疑問:

  風(fēng)力發(fā)電真的會(huì)“偷走”風(fēng)?近年來(lái),地球上的風(fēng)真的發(fā)生變化了嗎?可能導(dǎo)致這些變化的原因是什么?

  解答:

  作為一種清潔能源,風(fēng)能開發(fā)是依靠地球表面空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能發(fā)電,也是一種廣泛分布的可再生資源。在環(huán)境污染日趨加劇的當(dāng)下,利用新能源取代以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu),是勢(shì)在必行的能源改革方向,風(fēng)能自然也將在其中發(fā)揮不可忽視的重要作用。

  但人類對(duì)風(fēng)能的開發(fā)利用,是否會(huì)影響生態(tài)環(huán)境,導(dǎo)致地球表面空氣流動(dòng)減弱呢?

  北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系教授陶祖鈺認(rèn)為,風(fēng)力發(fā)電對(duì)于風(fēng)的影響“微乎其微”。他表示,要考慮風(fēng)力發(fā)電對(duì)風(fēng)的影響,必須要有數(shù)量概念作為判斷依據(jù)。

  他介紹說(shuō),以兩個(gè)風(fēng)電站間距1000米為例,風(fēng)電的葉面只有幾米,大約只占風(fēng)電場(chǎng)巨大空間的萬(wàn)分之一,甚至更少。因此,即使風(fēng)電設(shè)備對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的通風(fēng)情況有影響,其影響也非常小。而北京的面積約為16410平方公里,將風(fēng)電場(chǎng)放到如此廣闊的區(qū)域來(lái)看,其影響將變得更加微不足道。

  清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心研究員趙宗慈在最近的一項(xiàng)綜述研究中也探討了風(fēng)電場(chǎng)對(duì)于風(fēng)速變化的影響。她指出,有少量研究注意到,大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和發(fā)電對(duì)風(fēng)電場(chǎng)下游方向的氣候變化有明顯影響,但對(duì)更大范圍是否有影響尚存在較大爭(zhēng)議。

  不過,近幾年很多人都有這樣一種直觀感受:生活中,風(fēng)力似乎在減弱。那么,地球上的風(fēng)真的在減少嗎?

  雖然風(fēng)與人們的生活密切相關(guān),也在頻遭霧霾的大背景下變得更受關(guān)注,但我國(guó)目前對(duì)于風(fēng)速長(zhǎng)期變化及其原因的研究,卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于對(duì)溫度和降水的研究。

  盡管如此,趙宗慈等專家通過近幾十年觀測(cè)中國(guó)風(fēng)速變化,以及綜述多篇關(guān)于中國(guó)風(fēng)速變化的研究成果,發(fā)現(xiàn)中國(guó)年均近地面風(fēng)速有明顯減小趨勢(shì),不同季節(jié)的風(fēng)速也在減小,尤以冬季和春季風(fēng)速的減小最為明顯。按照地區(qū)來(lái)看,西北、華北、東北以及沿海等風(fēng)速大的地區(qū),風(fēng)速減小更加明顯。

  風(fēng)速減小并非中國(guó)獨(dú)有的問題,而是許多國(guó)家和地區(qū)均面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。對(duì)于出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因,科學(xué)家也在不斷探索。相關(guān)研究一般集中在兩大層面:氣候系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用和人類活動(dòng)可能造成的影響。這兩個(gè)層面又是相互作用和反饋的復(fù)雜過程,并且與全球變暖密切相關(guān)。

  趙宗慈等在綜述中國(guó)風(fēng)速減小的研究文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn),多數(shù)專家認(rèn)為氣候系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用和反饋是影響中國(guó)風(fēng)速減小的主要原因。例如,東亞和南亞季風(fēng)減弱、海陸氣壓梯度減弱、年代際和多年代際變率等因素,都在一定程度上導(dǎo)致中國(guó)風(fēng)速變小。

  而在人類活動(dòng)對(duì)于風(fēng)速影響的研究中,城市化效應(yīng)、溫室氣體排放、氣溶膠顆粒物的排放、土地利用的變化以及風(fēng)電場(chǎng)影響等都是關(guān)注的焦點(diǎn)。不過,趙宗慈也表示,目前人類活動(dòng)與風(fēng)速變化之間關(guān)系的研究仍存在諸多爭(zhēng)議,需要進(jìn)一步研究才能得出更權(quán)威的結(jié)論。

      關(guān)鍵詞: 風(fēng)電