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普林斯顿大学新闻

全球风能的出现推动了风力发电场的发展,扭转了几十年来风力发电放缓的趋势,并加快了风力发电的速度

对风力发电场来说,在经历了大约30年的逐渐减速之后,全球大部分地区的平均日风速正在回升。普林斯顿大学一个研究小组的研究表明,自2010年以来,中纬度北部地区的风速增加了约7%。

这些发现标志着自上世纪80年代以来,这些地区风力减弱的模式出现了逆转——这种现象被称为全球陆地静止。研究人员分析了从1978年到2017年1400多个气象站收集的风速记录,重点关注北美、欧洲和亚洲风力发电正在增长的地区。他们在11月18日发表于《自然气候变化》(Nature Climate Change)的一篇论文中指出,自1978年开始,风速每十年下降约2.3%,但自2010年以来,风速的增长速度几乎快了三倍。

这项研究只考察了地区平均水平,没有研究风速的上升如何影响风暴的严重程度,而风暴的严重程度也一直在增加。

研究小组研究了全球陆地静止不动及其逆转的潜在原因。尽管城市化和植被的变化被认为是造成全球陆地静止的原因,但这些趋势自2010年以来就没有逆转过,曾振中说。

曾和他的同事使用统计方法来测试风速变化和一系列特征明确的海洋-大气振荡之间的关系。海洋大气振荡,改变了热量和压力的分布,长期以来被认为是驱动海洋风速的原因,而这项研究证明了海洋大气振荡和陆地风速之间的全球关系。

分析表明,在全球各个地区,特定的大规模海洋-大气振荡可能是风速观测趋势的解释,这种振荡是由许多因素驱动的,包括不同地区的地球表面不均匀加热。

研究人员将他们的发现扩展到风力发电领域,他们计算出,一个典型的风力涡轮机在接受全球平均风力的情况下,在2017年将比2010年多生产17%的能源。利用气候指数预测未来的风速,他们预测到2024年将增加37%。

风速趋势可能占美国的风能生产效率增长从2010年到2017年,而技术创新在风力涡轮机可能比通常认为的扮演小角色,曾说,他现在是副教授在深圳南方科技大学,中国。

他说:“我们预测,风速增加的趋势将持续10年,但我们也表明,由于这是由海洋-大气振荡造成的,也许10年后它将再次逆转。”而且,由于风力涡轮机的寿命通常最多为20年,因此,对特定地区的风速进行可靠预测,可能对明智地投资风力发电、提高全球可再生能源的份额至关重要。

约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)机械工程教授查尔斯•梅内沃(Charles Meneveau)表示:“了解风速在较长时期内可能出现的下降趋势,确实对未来风力发电基础设施的规划非常有用。”梅内沃没有参与这项研究。“这种结合地球科学和工程来阐明具有重大社会意义的现象的研究是及时的,将增进我们对气候和社会之间紧密联系的理解。”

除了Wood和Zeng,参与该项目的研究人员还包括:新加坡国立大学的Alan Ziegler;普林斯顿大学伍德罗·威尔逊公共与国际事务学院研究学者蒂莫西·Searchinger;南京大学;科罗拉多州立大学的陈安平;清华大学;北京大学教授朴世龙;巴黎索邦大学的劳伦特·李,法国气候与环境科学实验室的菲利普·希埃斯,哥德堡大学的陈德良和塞萨尔·阿佐林-莫利纳;中国南方科技大学的刘俊国;卡迪夫大学的Adrian Chappell;以及圣母大学的大卫·麦德维吉。项目得到中国科学院、南方科技大学、南太持续发展等机构的部分支持。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.princeton.edu/news/2019/11/18/boosting-wind-farmers-global-winds-reverse-decades-slowing-and-pick-speed