可再生能源可能会使沙漠变得绿色

来源: iGreen  时间: 2018.12.07  打印本页  分享:
制造电力的风力涡轮机和太阳能电池板是环保或“绿色”技术的例子。一项新的研究发现,这些柯林斯再生能源形式在另一种意义上也。

    风力涡轮机和太阳能电池板似乎能够增加附近的降雨和植物生长
 

 
    大型风能和太阳能农场可能会改变附近地区的降雨量。

    制造电力的风力涡轮机和太阳能电池板是环保或“绿色”技术的例子。一项新的研究发现,这些柯林斯再生能源形式在另一种意义上也。可能的英文绿色的。这些涡轮机或所谓的太阳能电池板农场的大量收藏品似乎能够为沙漠带来降雨。这将允许更多的植物生长。

    解释者:什么是计算机模型?

    Eugenia Kalnay是天气和气候方面的专家。她在马里兰大学帕克分校工作。她还曾在国家气象局和美国国家航空航天局工作。在每个地方,她都使用计算机来模拟天气和气候。这些模型可以帮助科学家了解温度和降雨可能会随着时间而变化日常变化被称为天气。长期模式,例如持续多年的季节性趋势,描述了该地区的气候。

    风力涡轮机和太阳能电池板可以改变空气的运动方式。随着风在涡轮机的旋转叶片中移动,它们的一些功率转换为电力。这削弱了这些风。涡轮机也可以改变风的路径,将它们的一部分引导到风电场的外部。

    这两种技术也会影响附近的温度。太阳能电池板可将相邻温度提高3至4摄氏度(5至7华氏度)。涡轮机也可以提高温度,主要是通过保持夜晚温暖。暖空气升起。如果它升得足够高并且保持很多水蒸气,它最终会凝结成产生雨水的云。

    在这些方面,风能和太阳能农场可能会影响气候。但这些变化是否足够重要?这就是卡尔纳和其他人想要知道的。他们的新计算机模型显示,这些能源技术的混合可能会增加降雨量并最终将沙漠转变为植物丰富的地区。

    进行测试

    Kalnay与马里兰州的系统科学家Safa Motesharrei合作。系统科学家研究复杂的系统,如气候,功能。马里兰州的一对人员招募了中国北京师范大学地球科学家严力加入他们。这三个人带来了来自马里兰州,意大利和中国的其他科学家参加他们的研究。建造大型风能或太阳能农场只是为了研究他们的问题不是一种选择。这太昂贵了。它也可能造成意想不到的气候问题。因此,该团队使用计算机模型来探测风力涡轮机和太阳能农场如何改变该地区的气候。

    天气和气候模型基于数十年来收集的数据。它们包括在某些条件到位时产生的天气数据。这些条件包括温度和降雨或降雪。它们还包括气压,风,阳光以及热量进出地面和大量水体的运动。

    在他们的新研究中,研究人员开发了北非撒哈拉沙漠的模型。撒哈拉沙漠是世界上最大的沙漠,生活很少。虽然很少有人住在这里,但很多人居住在周围地区。因此,将风能和太阳能农场放在这个区域可以帮助满足他们的电力需求。


 

 
    撒哈拉沙漠是世界上最大的沙漠。紧邻其边界以南的地区是一个不太干燥的地区,被称为萨赫勒地区。

Rainer Lesniewski / iStockphoto

    沙漠的南部边缘是萨赫勒地区。在这个过渡区,变成沙漠草了稀树草原点缀关系着树木.Sahel没有太多的降雨,近年来气候变化导致了降雨。由于种植作物有助于养活当地人民,因此降雨在这里非常重要。

    该团队多次运行其模型。在一次运行中,它假设人们只会建立风电场。另一次运行假设人们只安装太阳能农场。

    第三个假设的人会建立两者。这所有三种情景都会影响沙漠的天气 - 但不同的是,模型显示。

    风电场的平均气温上升了2.16摄氏度(3.89华氏度)。大部分增加发生在夜间,当时土地降温低于正常水平。风力涡轮机也使撒哈拉沙漠的降雨量增加了一倍,撒哈拉沙漠的降雨量增加了一倍。但是,加倍一小部分仍然会产生很小的影响。每日平均降雨量仅增加0.25毫米(0.01英寸)。萨赫勒每日增加的幅度略大,预计模型将增加1.12毫米( 0.04英寸)。

    模型显示,太阳能发电场的温度将升高1.12摄氏度(2.02华氏度)。而这种变化主要发生在白天。它们也会增加每天的平均降雨量,但比风力发电场还要少。沙漠中每年增加47.5毫米(1.9英寸),萨赫勒增加208毫米(8.2英寸)。


 

 
    在萨赫勒地区,就像马里的这个村庄一样,土地干燥但不太干燥,无法阻止植物生长。附近撒哈拉以外的地区也是许多人居住的地方。

lonelytravel / iStockphoto

    安装太阳能农场和风力涡轮机的混合物带来了更大的变化 - 不是温度而是降雨。在撒哈拉沙漠,风力和太阳能农场的降雨量增加了一倍以上,每天降雨量达到215.4毫米(8.5英寸)。附近的萨赫勒将会看到更加戏剧性的提升 - 每年增加500毫米(20英寸)的额外降雨。

    模型预测,随着植物数量的增加,平均降雨量会随着时间的推移而增加植物将水从地面移到空中他们使用的过程有一个很长的名字:。蒸发蒸腾(EE-VAP-OH -tran-正-AY顺)。温暖的空气可以携带更多的水。因此,当空气上升时,它可以将更多的水运送到云层。那些云可以释放雨水,消除下面植物的渴望。随着时间的推移,这个过程一遍又一遍地重复着。所谓这种积极的反馈可以极大地促进降雨。模型显示,萨赫勒地区尤其如此,人们依赖水。

    最终,模型显示,降雨将在一些新的,更高的数量平稳。这是因为植物现在是景观的一部分,气候更稳定。

   卡尔纳和她的同事描述9月7这个日趋势科技。

    Motesharrei说,这种降雨变化可能会带来更好的农业。他补充说,更多的降雨也会帮助野生植物生长,让牲畜更多地放牧。

    “我们相信撒哈拉沙漠和萨赫勒地区附近的国家应该认真考虑投资风能和太阳能,” Motesharrei和李说。他们认为,这将产生大量清洁,可再生的电力。作为额外的好处,它会给一个变得越来越干燥的地区带来降雨。

    不是简单的解决方案

    “太阳能[农场]对气候和生态系统的影响是复杂的,”IbrahimaDiédhiou指出。他是塞内加尔捷斯大学西非的生态学家。他说,太阳能农场可能会增加萨赫勒地区的降雨量。但它们也可能减少作物,牧场和森林吸收的二氧化碳(温室气体)。他说,因此对气候变化的整体影响可能会有所不同。

    Rebecca Hernandez警告说,意想不到的影响可能超出气候问题。她是加州大学戴维斯分校的生态学家,专门研究干燥的景观,如沙漠。她说,风力涡轮机和太阳能发电场经常以允许入侵植物接管的方式扰乱生态系统。作为原生植物的边缘,依赖于这些原生植物的动物也可能受到影响。

    赫尔南德斯说,人们显然需要仔细考虑他们如何以及在哪里建立可再生能源农场。她认为,将风能和太阳能农场放在人们已经建造城镇的地方会特别有帮助。她指出,他们的环境已经中断,因此增加能源系统可能不会造成太大的额外伤害。更重要的是,这些是人们使用最多能量的地方。

权力话语

农业      用于人类需求的植物,动物或真菌的生长,包括食物,燃料,化学品和药物。

压力网求空气      网求空气分子的重量所施加的力。

平均值      (在科学中)算术平均值的术语,它是一组数字的总和,然后除以该组的大小。

二氧化碳      (或CO 2)通过所有动物产生时,他们吸入氧气与他们已经吃富碳的食物反应的无色无味的气体。当有机物燃烧时(包括石油或天然气等化石燃料),二氧化碳也会释放出来。二氧化碳充当温室气体,在地球大气层中捕获热量。植物在光合作用过程中将二氧化碳转化为氧气,这是他们用来制作自己食物的过程。

气候      通常在一个地区,一般地或长期存在的天气状况。

变化气候      地球气候的长期重大变化。它可以自然发生或响应人类活动,包括燃烧化石燃料和清理森林。

      一参照团分子或颗粒,如水滴,在外力的作用下移动,如风,辐射或水流。(在大气科学中)大量的空气中的水滴和冰晶,像羽状物一样传播,通常在地球大气层中很高。它的运动是由风驱动的。

同事      与others'合作的人; 同事或团队成员。

模型计算机      在计算机上运行的程序,用于创建现实世界特征,现象或事件的模型或模拟。

浓缩      变得更浓密更浓密。例如,当水分从液体中蒸发时,可能发生这种情况。冷凝还可以意味着从气体或蒸汽变成液体。例如,当空气中的水分子连接在一起成为水滴时,就会发生这种情况。

农作物      (农业)一种由农民有意种植和种植的植物,如玉米,咖啡或西红柿。或者该术语适用于农民收获和销售的植物部分。

生态学       生物学的一个分支,涉及生物彼此之间的关系以及它们的物理环境。在这个领域工作的科学家被称为生态学家。

生态系统      一组相互作用的生物 - 包括微生物,植物和动物 - 以及它们在特定气候中的物理环境。例子包括热带珊瑚礁,热带雨林,高山草甸和极地苔原。该术语也可以应用于构成某种人造环境的元素,例如公司,教室或互联网。

环境      一些有机体或过程周围存在的所有事物的总和以及这些物质产生的条件。环境可以指某些动物生活的天气和生态系统,或者可能是指温度和湿度(甚至是感兴趣的物品附近的物品的放置)。

蒸发蒸腾(蒸散)      植物以水蒸气的形式将多余的水分释放到空气中的过程。蒸汽通过植物叶子中的微小孔隙。
反馈      某些特定行为或决定之后的回应或评估。或者是推动或夸大某个方向变化的过程或过程组合。例如,随着全球变暖,北极冰层的覆盖消失,太阳的温暖能量将被反射回太空。这将有助于提高地球变暖的速度。这种变暖可能会引发一些反馈(如海冰融化),从而引发更多的变暖。

功能      两个或多个变量之间的关系,其中一个变量(从属变量)由其他变量的值精确确定。

绿色      (化学和环境科学)一种形容词,用于描述对生物或环境造成很小或没有伤害的产品和过程。

气体温室      通过吸收热量促成温室效应的气体。二氧化碳是温室气体的一个例子。

牲畜      饲养用于肉类或乳制品的动物,包括牛,绵羊,山羊,猪,鸡和鹅。

模型      用于预测一种或多种可能查询查询结果的真实世界事件(通常使用计算机)的模拟。或者是一个旨在展示某些东西可以起作用或看别人的人。

NASA美国      国家航空航天局的简称。该美国机构成立于1958年年,现已成为太空研究和激发公众对太空探索兴趣的领导者正是通过美国宇航局,美国派人进入轨道并最终,进入月球。它还派出研究工具研究太阳系中的行星和其他天体。

气象国家国家技术监督局      国家海洋大气状语从句:管理局的一个机构。它的创建于1870年,目前的作用是收集天气,降水和气候数据。它还为整个美国每天24小时发布预报和警告,重点关注可能威胁生命和结构的可能情况。

本机      与特定位置相关联; 自记录历史开始以来,在特定地点发现了本地植物和动物。这些物种也倾向于在一个地区内发育,在那里自然发生(不是因为它们是由人种植或移动到那里)。大多数人特别适应他们的环境。

再生柯林斯      能源来自未被耗尽的能源的能源,如水电(水),风能或太阳能。

热带      草原草原有时也。种满了树木。大多数人在一年中的部分或大部分时间都相当干燥。

场景      可能的(或可能的)事件序列以及它们如何发挥作用。

物种      一类能够产生能够存活繁殖状语从句:后代的类似的生物。

技术      将科学知识应用于实际目的,特别是在工业中 - 或由这些努力产生的设备,过程和系统。

过渡      一个事物(段落,生态系统,生命阶段,物质状态)改变或转换为另一个事物的边界。有些过渡是尖锐或突然的。其他人慢慢地或逐渐地从一个条件或环境转变为另一个。

涡轮机      一种装置,具有延伸的臂状叶片(通常是弯曲的)以捕获流动的流体 - 从气体或蒸汽到水的任何东西 - 然后将该运动中的能量转换成旋转运动。通常,旋转运动将驱动系统发电。

水蒸气      处于气态的水,能够悬浮在空气中。

天气      在局部地点状语从句:特定时间的大气条件。它通常根据特定的特征来描述,例如气压,湿度,湿度,任何降水(雨,雪或冰),温度和风速。天气构成了在任何时间和地点发生的实际情况。它与气候不同,气候是对特定月份或季节中某些一般地区往往会出现的情况的描述。

风力涡轮机      一种风力发电设备 - 类似于很久以前用于磨碎谷物(风车)的类型 - 用于发电。