研究发现风力农场减少了飓风降水

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  研究发现风力农场减少了飓风降水

  

  在过去的几年里,美国遭受了几次高强度、高破坏的飓风的袭击,特拉华大学的克里斯蒂娜·阿彻最近发表了一篇论文,发现了大型海上风力发电场的一个意想不到的好处:它们减少了这些毁灭性风暴造成的降水。

  阿彻说,虽然之前的研究表明,假设的海上风电场可以利用飓风的动能,减少风和风暴潮的影响,但这项研究表明,海上风电场也可以对降水产生影响。这篇论文表明,在风力发电场下游的陆上地区降水量明显减少,而在风力发电场本身上游或内部的近海地区降水量增加。

  研究人员以哈维飓风为例,因为它可能给德克萨斯海岸带来了美国历史上最严重的降雨,并造成了前所未有的洪水。与卡特里娜飓风和桑迪飓风(风暴潮是其中最大的问题之一)不同的是,飓风哈维(Harvey)由于给休斯顿带来了大量降雨,导致休斯顿被洪水淹没。阿彻解释说,风电场可以通过影响导致降水的两个大因素来帮助减轻降水:风的汇聚和发散。当强劲的飓风袭击风力涡轮机时,风力就会减慢,这种效应被称为“收敛”,会增加降水。“想想趋同,就像高速公路上有交通,每个人都开得很快,然后突然发生事故,所有人都减速。你得到了一个汽车的集合,因为每个人都在减速。这是海上风电场上游的汇合。这就导致了降水的增加,因为当风汇聚到地表某一点时,它们除了上升之外没有其他地方可去,而垂直运动给大气带来了更多的水分。

  阿彻再次用“高速公路上的事故”来比喻,他说,这种差异类似于汽车最终通过事故时发生的情况:每个人都在加速。“分歧是相反的效果。它引起向下的运动,吸引空气下来,这是干燥和抑制降水。我在想,如果有一个离岸农场也会发生这种情况呢?

  通过建立覆盖德克萨斯州和路易斯安那州海岸的模型域进行数值模拟,阿彻发现在风暴袭击假设农场之前会有区域收敛,在接近海岸之前会“挤出”降水。如果越过农场,就会出现差异,从而进一步抑制降水。“当空气到达陆地时,它已经被挤出了大量的水分。通过哈维模拟,我们的降水减少了30%。“这意味着,如果你在一个有飓风的地区拥有一系列离岸涡轮机,如果农场在那里,内陆降水量可能会减少。”

  这项研究使用了一些假设的涡轮机,从使用0到74,619不等,阿彻强调这个数字在不久的将来是不可能的。美国目前只有5台海上风力涡轮机,但在欧洲,该行业较为发达,有100多台海上风力发电场。阿彻表示,对于一个海上风力发电项目来说,这是一个正常的数字。尽管如此,这项研究表明,海上风力发电场不仅可以提供清洁能源,还可以减少飓风的影响,这对沿海社区有益。阿切尔说,她希望将来风力发电场的数量会增加。

  “风电场越多,对飓风的影响就越大,”阿彻说。“当飓风真正登陆时,这些涡轮机阵列已经工作了好几天,从风暴中提取能量和水分。因此,风暴会减弱。真的。”

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