為了實現氣候減緩目標，比如即將在格拉斯哥舉行的COP26會議上討論的目標，電力系統必須迅速從依賴化石燃料發電轉向風能、太陽能和水力發電等可再生能源。這種變化使我們的能源系統對天氣和氣候變化以及氣候變化可能產生的影響越來越敏感。

 

這段時間的無風天氣嚴重影響了風力發電。例如，總部位于英國的電力公司SSE表示，其可再生能源資產的發電量比預期減少了32%。盡管這在一開始可能令人擔憂，但鑒于英國政府計劃成為世界風能的領導者，風電場開發商意識到這些低風“事件”是可能的，了解它們的影響已經成為能源氣象學研究的一個熱門話題。

 

關于最近的風旱，請注意:地圖顯示，2021年4月至9月是英國大部分地區和愛爾蘭部分地區在過去60年里風最小的時期。感謝@WorldClimateSvc提供的地圖。pic.twitter.com/63hfxjJhIQ

 

— Simon Cardy (@weather_king) 2021年10月6日

 

一種新型的極端天氣

 

那么，我們應該擔心這段低風時期嗎?簡而言之,沒有。關鍵是我們正在經歷一場極端事件。這可能不是極端天氣(如大洪水或颶風)的傳統定義，但這些時期，在能源氣象學中被稱為“風干旱”，為了可靠地運行電力系統，了解這些時期正變得至關重要。

 

我和雷丁大學的同事最近發表的一項研究強調，在我們繼續投資風力發電的同時，考慮每年變化的重要性，以確保我們在這些事件發生時做好準備。我們的團隊還表明，中歐上空的高氣壓停滯期(導致長時間的低風條件)可能會成為未來電力系統最困難的時期。

 

IPCC Interactive Atlas, CC BY-SA" style="box-sizing: border-box;">

 

如果我們將全球變暖限制在1.5攝氏度以內，風速與1986-2005年相比的變化。藍色區域的風力較小;地區在綠色，更多的風。來源: IPCC的交互式地圖

 

氣候變化可能是一個原因

 

當我們考慮氣候變化時，我們傾向于更多地關注溫度和降雨量的變化，而不是近地表風速的可能變化。但在一個將更加依賴風力發電的電力系統中，這是一個重要的考慮因素。

 

政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的最新報告顯示，由于氣候變化，歐洲上空的平均風速將下降8%-10%。值得注意的是，與近地表溫度相比，氣候模式中的風速預估是相當不確定的，而且不同模式的模擬通常會顯示出相當不同的行為。

 

我和同事們最近分析了歐洲的風速如何根據六種不同的氣候模型而變化。一些研究顯示，隨著溫度的升高，風速增加，而另一些則顯示風速下降。更詳細地理解這一點是科學研究的一個持續課題。重要的是要記住，風速的微小變化可能導致發電量的較大變化，因為渦輪機輸出的功率與風速的立方有關(一個立方數是一個數字自身的三倍。它們增長得非常快:1,8,27,64等等)。

 

在上面的地圖中看到的近地表風速的減少可能是由于一種叫做“全球靜止”的現象。這可以解釋為寒冷的北極地區比赤道地區變暖更快，這意味著冷熱地區之間的溫差更小。這種溫差通過一種叫做熱風平衡的現象推動了全球范圍內的大規模風。

 

與所有的風力發電是解決我們的能源需求,在螺旋天然氣價格和COP26倒計時,最近風干旱明顯提醒變量形式的一代是如何,它不能被唯一投資一個可靠的未來能源網。將風能與太陽能、水力發電等其他可再生資源結合起來，以及明智地管理我們的電力需求的能力，在像今年夏天這樣沒有風的時候，將是至關重要的。