Międzynarodowy zespół, kierowany przez naukowców z amerykańskiego Uniwersytetu Maryland, wykorzystał modele globalnego klimatu i wegetacji aby zbadać, czy i jak zbudowanie na dużej powierzchni instalacji do energii wiatrowej i słonecznej wpłynęłoby na lokalny i globalny klimat.
Jako miejsce eksperymentu badacze wybrali afrykańską Saharę ze względu na jej powierzchnię i względną bliskość do Europy i Bliskiego Wschodu, które mogłyby być odbiorcami pozyskiwanej energii.
Zdecydowali się przyjrzeć najbardziej śmiałemu scenariuszowi, gdzie panelami słonecznymi i turbinami wiatrowymi pokryta byłaby niemal cała pustynia, czyli obszar 9 mln km kwadratowych. Uzyskuje się w ten sposób 3 terawaty energii wiatrowej i 79 terawatów z farm fotowoltaicznych (słonecznych) – czyli dużo więcej niż całkowite światowe zużycie energii. Łącznie z paliwami wynosi ono obecnie 18 terawatów.
Przy takich założeniach modelu opady w regionie wzrosną o 150 proc., a temperatury podniosą się o 2,7 st. C. W Sahelu, półpustynnym regionie położonym na południe od Sahary, przyrosty opadów byłyby największe: od 200 do nawet 500 mm rocznie.
"Dzięki temu pokrycie roślinnością wzrosłoby o ok. 20 proc." – mówi jeden z głównych autorów badania i publikacji Yan Li, obecnie pracujący na Uniwersytecie Illinois.
Choć farmy wiatrowe dają mniej energii, w modelu to one mają większy wpływ na klimat. W innej symulacji, zakładającej postawienie tylko na energię wiatrową, średnie temperatury w regionie wzrosły o ok. 2 st. C., a ilość opadów podwoiła się.
Symulacja z wykorzystaniem tylko farm słonecznych przyniosła wzrost temperatur o 1 st. C., a opadów o 50 proc.
Dlaczego farmy wiatrowe czy fotowoltaiczne mogą wpływać na ilość deszczu?
Duża liczba turbin wiatrowych staje się przeszkodą dla swobodnego przepływu powietrza i spowalnia go, zakłócając naturalny wpływ obrotu Ziemi na kierunek wiatru (efekt Coriolisa). Masy powietrza mieszają się, kumulują i unoszą do góry. W miarę jak unoszące się coraz wyżej powietrze ochładza się, zawarta w nim para wodna skrapla się, dając opady.
Obracające się łopaty turbin wiatrowych przenoszą też więcej ciepłego powietrza niżej, na powierzchnię ziemi. Stąd efekt wzrostu temperatur, zwłaszcza w nocy.
Z kolei panele słoneczne odbijają mniej światła słonecznego niż piaski Sahary. To oznacza, że powierzchnia pustyni absorbuje więcej energii słonecznej i ociepla się. Cieplejsze powietrze znad powierzchni szybciej unosi się do góry i kondensuje.
Zdaniem naukowców opisane przez nich efekty mają potencjał, by zmienić cały region. Jak mówią, Sahara, Sahel i Bliski Wschód to jedne z najbardziej suchych obszarów na świecie, w których jednocześnie notuje się duży wzrost populacji i ubóstwa.
"Wzrosty opadów prognozowane przez nasz model prowadziłyby do znaczącej poprawy zależnego od deszczu rolnictwa w tym regionie, a rozrost szaty roślinnej prowadziłby do większej hodowli zwierząt" – uważa autor publikacji, Safa Motesharrei z Uniwersytetu Maryland.
"Co więcej, dostępność dużych ilości czystej energii pozwoliłaby odsalać wodę i transportować ją do regionów cierpiących na poważny brak czystej wody. To z kolei poprawiłoby tam zdrowie publiczne, rozwój rolnictwa i produkcji żywności, a nawet odnowę bioróżnorodności" – naświetla Motesharrei szersze społeczne, ekonomiczne i ekologiczne implikacje badania.
Skoro instalacje wiatrowe i solarne na Saharze mają przynieść korzyści dla regionu, a do tego mogłyby dać światu wystarczająco dużo energii, by całkowicie zastąpić energię z paliw kopalnych, dlaczego nie przystąpić do realizacji tego planu? Po pierwsze naukowcy wskazują na ekonomiczne i logistyczne przeszkody w budowie farm o tak dużej skali. Należy też uwzględnić walory krajobrazowe i kwestie kulturowe, a do tego problemy natury prawnej i politycznej.
Trudno też dokładnie przewidzieć konsekwencje tak znaczącej zmiany krajobrazu i właściwości powierzchni ziemi na tak dużej powierzchni dla środowiska naturalnego oraz lokalnego i globalnego klimatu, podkreślają badacze.
Więcej o badaniu można przeczytać tutaj: http://science.sciencemag.org/content/361/6406/1019
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl
