丹麥的海上風(fēng)力發(fā)電場。海陸的大氣環(huán)流原本形成的季風(fēng),如同風(fēng)車背后被削弱的海霧一般被消減。美國有科學(xué)家更是大膽推測,未來40年內(nèi)的風(fēng)速還將繼續(xù)下降10%左右。
據(jù)中國國家地理(微博)雜志報道當(dāng)北京頻頻遭遇霧霾已不是新聞的時候,“等風(fēng)來”,已經(jīng)成為飽受霧霾之苦的首都人民的熱切呼喚。APEC會議召開期間,北京的天氣更是萬眾矚目,連習(xí)近平主席都坦言:“每天早晨起來以后的第一件事,就是看看北京空氣質(zhì)量如何。”可見解決北京的霧霾問題確實(shí)已經(jīng)迫在眉睫。
好在“人努力,天幫忙”,APEC會議期間,北京終于出現(xiàn)了久違的“APEC藍(lán)”。而“APEC藍(lán)”要保持下去,除了大力推動節(jié)能減排之外,最重要的還要看北京的“風(fēng)情”是否給力??墒墙陙?,北京的霧霾可謂“八風(fēng)吹不動”,究竟是誰“偷走”了北京的風(fēng)呢?
令人驚詫的巧合
隨著冬天的到來,大規(guī)模的霧霾又將籠罩京津冀地區(qū)。人們不斷地探索消除霧霾的有效方式,但目前為止,效果最立竿見影的似乎就是等來一場呼嘯而至的大風(fēng)。而事與愿違的是,近年來北方的風(fēng)總是非常不給力。人們一邊在霧霾中自強(qiáng)不“吸”,一邊苦苦思索著大風(fēng)減弱的緣由。
京津冀地區(qū)冬季多刮偏北風(fēng),然而從2008年以來,在中國北方的“大風(fēng)口”內(nèi)蒙古地區(qū),正發(fā)生著另外一場能源巨變。為發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè),內(nèi)蒙古地區(qū)傾力打造“風(fēng)電三峽”,裝機(jī)容量從2007年底的58萬千瓦,發(fā)展到目前的1848.86萬千瓦,五年內(nèi)暴增了近32倍,躍居全國第一,為中國的風(fēng)電建設(shè)書寫了濃墨重彩的一筆。
巧合的是,京津冀地區(qū)霧霾天氣的劇增,也正是從2008年前后開始。以北京為例,根據(jù)2008年4月至2014年3月收集到的PM2.5數(shù)據(jù)顯示,2028天當(dāng)中,“非常不健康”天數(shù)約有311天,“有毒害”天數(shù)約94天,大大高于往年。
內(nèi)蒙古的風(fēng)電大發(fā)展與京津冀爆發(fā)大面積霧霾之間,究竟是純粹的巧合,還是略有影響,抑或構(gòu)成因果關(guān)系?目前并沒有可靠的研究和確鑿的結(jié)論。但這并不妨礙人們對此進(jìn)行深入思考。畢竟,亞馬遜雨林中一只蝴蝶偶扇翅膀,都可能會在大洋彼岸引發(fā)一場龍卷風(fēng),更何況是如此大規(guī)模的風(fēng)力阻滯呢?
長久以來,人們的傳統(tǒng)觀念一直認(rèn)為,風(fēng)能是永不枯竭的清潔能源,風(fēng)力發(fā)電站可以任意截留,對氣候并不會造成任何影響。但近年來,中外科學(xué)家的一些研究認(rèn)為,實(shí)際情況可能并非如此。
美國斯坦福大學(xué)土木與環(huán)境工程教授Archer和MarkJacobson的研究顯示,海上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以降低地球上最狂暴的颶風(fēng)風(fēng)速。研究人員發(fā)現(xiàn),風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)會讓颶風(fēng)的外旋風(fēng)波高下降,降低空氣往颶風(fēng)中心的運(yùn)動速度,從而增加中心部位的壓力,加快颶風(fēng)能量的消耗,并最終導(dǎo)致颶風(fēng)減弱。
清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心教授趙宗慈也認(rèn)為,國內(nèi)外的相關(guān)研究基本上一致認(rèn)為,風(fēng)電場對局地風(fēng)速有明顯影響。比如在丹麥一個風(fēng)電場進(jìn)行的觀測表明,進(jìn)入風(fēng)電場的風(fēng)速是8至9米/秒,經(jīng)過風(fēng)電場運(yùn)行對風(fēng)量的吸收后,在風(fēng)電場的下風(fēng)的風(fēng)速明顯減弱,其下風(fēng)處6公里的風(fēng)速與原有風(fēng)速比率為0.86,下風(fēng)11公里處的比率是0.90。研究結(jié)果與人們的常識極為相符。
有人認(rèn)為,風(fēng)電場最多只會影響到近地面風(fēng)速,對高空的大風(fēng)沒有太多影響。而這也是個值得商榷的問題。如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)量較少,這也許問題不大。但如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)量極為龐大,導(dǎo)致近地面風(fēng)速大幅降低,那么高空風(fēng)能會順勢下墜成為低空風(fēng)能,從而對整體風(fēng)力產(chǎn)生削弱作用。
而關(guān)于風(fēng)力發(fā)電削減整體風(fēng)能的現(xiàn)象,最早恰恰是風(fēng)電企業(yè)自己發(fā)現(xiàn)的。由于近地面風(fēng)力衰減會在20公里范圍內(nèi)保持最大,而隨著距離的延伸,近地面風(fēng)速又會開始回升;風(fēng)速衰減的距離則根據(jù)地形不同,大概會在30至60公里左右。因此,風(fēng)電企業(yè)會在幾個層級風(fēng)電場之間保持一定的距離,以防相互干擾影響發(fā)電的效率。
斷崖式的突變
北京這個超級大都市中的風(fēng)力減弱的趨勢,其實(shí)早就在不知不覺地發(fā)生。
據(jù)中國氣象局國家氣候中心首席科學(xué)家姜彤提供的數(shù)據(jù),從上世紀(jì)70年代至今,北京城內(nèi)的風(fēng)速呈現(xiàn)整體下降趨勢,平均每年下降0.014米每秒,其中以冬、春季節(jié)尤為明顯。另有分析顯示,將北京1993-2002年與2003-2012年兩個10年間的1月份風(fēng)力資料進(jìn)行比對,年均1月風(fēng)速從2.5米每秒,減至2.3米每秒;相應(yīng)的,霧霾天日數(shù)從2.1天升至4.4天,霾日則從0.8天升至3.9天。
風(fēng)力減弱在北京早已經(jīng)是一個趨勢化事件,但這依然是一個相對緩慢的過程。歷史上,北京地區(qū)每年有大風(fēng)(氣象領(lǐng)域中將瞬間風(fēng)力大于17米/秒的風(fēng)稱為大風(fēng),即相當(dāng)于八級風(fēng)力)的日子在25-30天左右,冬春季大風(fēng)日數(shù)多于夏秋季,春季風(fēng)力最大,其中4月份平均風(fēng)力位居一年四季各月之首。
然而在今年年初,一份《北京地區(qū)2013年氣候公報》卻讓氣象學(xué)家們也迷惑不解。公報數(shù)據(jù)顯示,2013年北京地區(qū)僅有1天出現(xiàn)大風(fēng),比常年(12.6天)、近十年均值(7.8天)明顯偏少,為1951年以來最少的年份。不出意料,這一年的霾日也暴增至223天,相比2012年(124天)明顯偏多。
責(zé)任編輯: 中國能源網(wǎng)