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內蒙風電"偷走"北京風力致霧霾嚴重

2018-07-27 16:49:26 中國國家地理  點擊量: 評論 (0)
丹麥的海上風力發電場。海陸的大氣環流原本形成的季風,如同風車背后被削弱的海霧一般被消減。美國有科學家更是大膽推測,未來40年內的風速

 丹麥的海上風力發電場。海陸的大氣環流原本形成的季風,如同風車背后被削弱的海霧一般被消減。美國有科學家更是大膽推測,未來40年內的風速還將繼續下降10%左右。

據中國國家地理(微博)雜志報道當北京頻頻遭遇霧霾已不是新聞的時候,“等風來”,已經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量如何。”可見解決北京的霧霾問題確實已經迫在眉睫。

好在“人努力,天幫忙”,APEC會議期間,北京終于出現了久違的“APEC藍”。而“APEC藍”要保持下去,除了大力推動節能減排之外,最重要的還要看北京的“風情”是否給力??墒墙陙?,北京的霧霾可謂“八風吹不動”,究竟是誰“偷走”了北京的風呢?

令人驚詫的巧合

隨著冬天的到來,大規模的霧霾又將籠罩京津冀地區。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。而事與愿違的是,近年來北方的風總是非常不給力。人們一邊在霧霾中自強不“吸”,一邊苦苦思索著大風減弱的緣由。

京津冀地區冬季多刮偏北風,然而從2008年以來,在中國北方的“大風口”內蒙古地區,正發生著另外一場能源巨變。為發展新能源產業,內蒙古地區傾力打造“風電三峽”,裝機容量從2007年底的58萬千瓦,發展到目前的1848.86萬千瓦,五年內暴增了近32倍,躍居全國第一,為中國的風電建設書寫了濃墨重彩的一筆。

巧合的是,京津冀地區霧霾天氣的劇增,也正是從2008年前后開始。以北京為例,根據2008年4月至2014年3月收集到的PM2.5數據顯示,2028天當中,“非常不健康”天數約有311天,“有毒害”天數約94天,大大高于往年。

內蒙古的風電大發展與京津冀爆發大面積霧霾之間,究竟是純粹的巧合,還是略有影響,抑或構成因果關系?目前并沒有可靠的研究和確鑿的結論。但這并不妨礙人們對此進行深入思考。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一場龍卷風,更何況是如此大規模的風力阻滯呢?

長久以來,人們的傳統觀念一直認為,風能是永不枯竭的清潔能源,風力發電站可以任意截留,對氣候并不會造成任何影響。但近年來,中外科學家的一些研究認為,實際情況可能并非如此。

美國斯坦福大學土木與環境工程教授Archer和MarkJacobson的研究顯示,海上的風力發電機組可以降低地球上最狂暴的颶風風速。研究人員發現,風力渦輪發電機會讓颶風的外旋風波高下降,降低空氣往颶風中心的運動速度,從而增加中心部位的壓力,加快颶風能量的消耗,并最終導致颶風減弱。

清華大學地球系統科學研究中心教授趙宗慈也認為,國內外的相關研究基本上一致認為,風電場對局地風速有明顯影響。比如在丹麥一個風電場進行的觀測表明,進入風電場的風速是8至9米/秒,經過風電場運行對風量的吸收后,在風電場的下風的風速明顯減弱,其下風處6公里的風速與原有風速比率為0.86,下風11公里處的比率是0.90。研究結果與人們的常識極為相符。

有人認為,風電場最多只會影響到近地面風速,對高空的大風沒有太多影響。而這也是個值得商榷的問題。如果風力發電機數量較少,這也許問題不大。但如果風力發電機數量極為龐大,導致近地面風速大幅降低,那么高空風能會順勢下墜成為低空風能,從而對整體風力產生削弱作用。

而關于風力發電削減整體風能的現象,最早恰恰是風電企業自己發現的。由于近地面風力衰減會在20公里范圍內保持最大,而隨著距離的延伸,近地面風速又會開始回升;風速衰減的距離則根據地形不同,大概會在30至60公里左右。因此,風電企業會在幾個層級風電場之間保持一定的距離,以防相互干擾影響發電的效率。

斷崖式的突變

北京這個超級大都市中的風力減弱的趨勢,其實早就在不知不覺地發生。

據中國氣象局國家氣候中心首席科學家姜彤提供的數據,從上世紀70年代至今,北京城內的風速呈現整體下降趨勢,平均每年下降0.014米每秒,其中以冬、春季節尤為明顯。另有分析顯示,將北京1993-2002年與2003-2012年兩個10年間的1月份風力資料進行比對,年均1月風速從2.5米每秒,減至2.3米每秒;相應的,霧霾天日數從2.1天升至4.4天,霾日則從0.8天升至3.9天。

風力減弱在北京早已經是一個趨勢化事件,但這依然是一個相對緩慢的過程。歷史上,北京地區每年有大風(氣象領域中將瞬間風力大于17米/秒的風稱為大風,即相當于八級風力)的日子在25-30天左右,冬春季大風日數多于夏秋季,春季風力最大,其中4月份平均風力位居一年四季各月之首。

然而在今年年初,一份《北京地區2013年氣候公報》卻讓氣象學家們也迷惑不解。公報數據顯示,2013年北京地區僅有1天出現大風,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。

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責任編輯:電改觀察員

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