作者：崔雪芹，来源：中国科学报 近日，泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设专项“东南亚-南亚国家气候与水资源变化”南方科技大学课题组副教授曾振中、教授刘俊国等在全球和东南亚风速与风能变化及其物理机制研究方面取得重要进展，研究成果于 11 月 19 日发表在《自然-气候变化》上。瑞典哥德堡大学教授陈德亮等也是文章的主要贡献者。 风能是一种迅速发展的可替代传统化石燃料的新能源。截至 2018 年底，全球安装的风力涡轮机的总容量已达 597 GW，可覆盖全球近6% 的电力需求。先前研究认为，全球风速会在未来几十年持续下降。但是，南方科技大学课题组首次发现，在经过几十年的静止后，全球地表风速从 2010 年开始快速反弹，并在短短 8 年间恢复到 1980 年左右的水平。最近的增长速度是 2010 年以前下降速度的三倍，其中北美、欧洲和亚洲三个区域增长最为显著。东南亚风速提速早于全球，在 2000 年以后开始显著变快。 团队还研究了全球陆地静止状态及其逆转的潜在原因。目前，有假设认为，植被生长活动增强或城市化引起的地表粗糙度增加导致了全球风速静止。但是，课题组依次否定了植被生长变化和城市化的假设。经过进一步的研究，作者发现地表风速变化（包括先前的静止和最近的逆转）是由大规模的海洋/大气振荡所驱动的。其中，太平洋年代际涛动（PDO）、北大西洋涛动(NAO)和热带北大西洋指数(TNA)是造成地表风速变化的最关键因素。 风速的变化将对风能行业产生巨大影响。鉴于 2010-2017 年风速的稳健提升以及自然界海洋/大气的长周期震荡，风速上升的趋势至少会持续十年。研究者预测，以目前的趋势，风能将在 2024 年提高 37%，这将导致全球平均容量系数每十年提高3%，这个增长幅度甚至比很多情景下预测的气候变化引起的风能潜力还要大。这些发现对电力行业在近期内的发展是重大利好。此外，曾等通过实证数据揭示了风速变化是美国风力发电容量系数（capacity factor）近年快速攀升的主要推力，其作用甚至重要于科技进步，后者一直被认为在美国风力发电容量系数的提升中发挥了主导作用。 这些研究成果对全球风能领域具有非常重大的价值，将有利于电力行业的蓬勃发展，将风能发展成可再生能源的重要科技支撑。 以上研究得到了泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设专项、南方科技大学启动基金以及蓝三家族-泰国可持续发展项目的大力支持。 |
