气候变化或引起“风旱”，风电产业将受冲击

据《耶鲁360度环境观察》杂志报道，随着大气中二氧化碳含量的上升和地球两极的变暖，研究人员预测地球的风速将会降低。风速降低将对风能生产和植物生长造成影响，并将影响世界最大的海洋暖流――墨西哥湾暖流，造成更多的极端天气。

去年从夏季至秋季，欧洲大部分地区经历了“风旱”，许多地区的平均风速比年平均风速慢15%。这是英国过去60年中“最少风”的时期，严重影响了该国的风力发电产业。2020年9月，风力发电为英国提供了18%的电力，但2021年9月，这一占比骤降至2%。因此，英国不得不重启两座已停产的燃煤发电厂来弥补电力供应缺口。

今年，欧洲地表风的减弱再次引发了人们对与气候变化密切相关的“全球风旱”的关注。研究表明，1978~2010年，全球风速正按每10年2.3%的速度下降。联合国政府间气候变化专门委员会预计，未来几十年全球风速将继续降低，到2100年，全球年平均风速降幅可能达到10%。

“为什么地球上会有风？”英国雷丁大学大气科学教授保罗・威廉姆斯说，“这是因为地表温度不均，寒冷极地和温暖热带之间的温差驱动着风的形成，但由于全球变暖，这一温差正在减小，因为北极地区比热带地区升温更快。”

风速降低或扰乱墨西哥湾暖流，导致干旱及寒潮等极端天气

《自然》杂志近期一项研究表明，1979年以来，北极地区变暖的速度是全球其他地区的4倍。北极变暖速度比科学家之前推测的要快得多，而北极变暖预示着风速降低要比预想的更加严重。另一个可能导致全球风速降低的因素是地表“粗糙程度”的增加，即城市建筑数量和规模的扩大阻碍了风的流动。

风是气候变化研究中一个经常被忽视的因素。风学研究是一个年轻的领域，只有70年内的统计数据，相比之下，气温的数据可以追溯到几千年前。而且风又很难分析，每年风力波动较大，很难推测出长期趋势，难以得出准确结论。

不过，近期一项关于上新世时期地球尘埃沉降情况的研究揭开了风的神秘面纱。上新世时期的气温和大气中二氧化碳含量都与现在类似。参与该研究的哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测所研究员吉塞拉・温克勒说：“我通过上新世来模拟现代全球变暖情况，发现西风带很可能随着人类行为引起全球变暖而向两极移动，全球的风将变得更弱且静默。”

近日，另一项研究发现，随着大气中二氧化碳含量的增加，美国的风将出现区域性和季节性变化：到2100年，美国西部大部分地区和东海岸的风速将下降，但中部地区的风速将会上升。其他几项研究则预测，在全球范围内，类似的区域性和季节性风速变化将不断上演。

威廉姆斯表示，“大自然的运行充满不确定性，每年全球的风力情况都有很多变化，当这么多变化同时发生时，很难捕捉到一个长期的信号”。

风速的降低或增强都可能给人类和世界带来严重影响。“风会影响植物的生长、繁殖、分布、死亡，并最终影响植物的进化。”美国植物生理学家诺贝尔在一篇论文中写到。

以美国西海岸的巨型红杉为例，这种植物的生长依赖于定期从亚洲戈壁沙漠横跨太平洋吹来的“含磷风”。地表风驱动的墨西哥湾暖流影响着世界大部分地区的气候。地表风速的降低可能会破坏这一传送系统，导致干旱、寒潮和极寒天气。如果风速高于正常水平则会损毁树木，增加地表蒸散量，从而导致干旱和森林火灾。

风速降低10%将导致风能资源减少30%

风的用途是多样的，清爽的风可以净化污浊的空气，缓解城市大气污染。风速降低会导致热浪加剧，高温热浪天气将变得更频繁，持续时间也更长。风速过慢也会使飞机难以起飞，因为飞机需要逆风获得升力。过去30年，由于风速降低和气温上升，希腊一机场空客A320飞机的最大起飞重量减少了4吨。

如果全球风速真的趋于“静止”，替代能源也将受到巨大影响。“风速降低10%并不意味着风能资源只减少10%。由于风力涡轮机发电效能较低，它们从风中获取的能量是有限的。风速降低10%，实际上会导致风能资源减少30%，这将是灾难性的影响。”威廉姆斯说。

欧洲正全力推动将风能作为煤炭和其他化石燃料的替代品。英国约24%的电力来自1.1万台陆上和海上风力涡轮机，而欧盟约15%的电力来自于风力发电。随着更多的风电项目上线，风力发电的占比也在增加。在美国，风力发电场贡献了近10%的大型电站级发电量。根据国际能源署的《全球能源行业2050净零排放路线图》，2030年，全球风电新增装机容量发电量需要在2020年的基础上增加3倍，才能实现净零排放目标。但是，如果全球风速降低，这一目标可能很难实现。

英国布里斯托大学博士后研究员汉娜・布洛姆菲尔德认为，目前没有确凿的证据表明气候变化将引起全球“风旱”，但是未来的发展更值得关注，“最近的‘风旱’让我们警醒，风力发电存在多么大的变数，要建设可靠的能源网络，不能仅仅依靠风力发电”。

美国哥伦比亚大学土木工程教授乌普曼・拉尔表示，“解决风能短缺问题需要新的能源储存战略和可靠的替代方案。风和光是善变的，应该像管理水系统一样做好变量供应管理，以适应未来1年、10年，甚至100年不同风速变化”。

目前的电池技术尚无法应对持续的能源短缺，电池只能储存几天的能源。在这种情况下，许多人开始关注氢能。当太阳能和风能过剩时，可以利用太阳能和风能产生的电力电解水制氢；当可再生能源短缺时，可以用氢供能。

去年欧洲“风旱”期间，天然气价格上涨450%

风速降低还可能加剧能源市场的波动。如果天然气价格飙升的同时又发生区域性“风旱”，能源价格可能进一步飙升。去年欧洲“风旱”期间，欧洲的天然气价格上涨超过450%，其中，北欧地区的电价比起前一年，涨幅高达470%。

尽管全球部分地区已出现“风旱”，但一些地区的报告也表明，风速比以前更加猛烈。今年早些时候，美国新墨西哥州中部就遭遇了频繁的大风天气。该州长期种植苜蓿的农场主马丁・巴卡表示从未见过如此频繁的大风天，“灌溉后5天，地就全干了，热风就像一个吹风机，地太干了，农作物也不生长了”。

遗憾的是，科学家尚无法掌握长期气候变化趋势下，“风旱”和强风具体会在哪里出现。“2019年的报告显示，近9年风速有增加的趋势，但去年夏季欧洲的‘风旱’让我们感到困惑。”威廉姆斯说。

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