Связанный контент
- Можем ли мы захватить энергию от урагана?
Сила природы вновь обнажилась в прошлом месяце, когда два тропических шторма мародерствовали в Юго-Восточной Азии и юго-восточной части Соединенных Штатов. Супер Тайфун Мангхут, считающийся одним из самых мощных циклонов, поразивших Филиппины за последние десятилетия, вырвал дома и превратил дороги в бурные реки. Он убил по меньшей мере 81 человек, прежде чем свернуть через Южно-Китайское море и пролететь над материковой частью Китая, где число погибших еще больше. На восточном побережье США ураган во Флоренции вызвал повсеместное наводнение, убил по меньшей мере 37 человек и оставил миллионы без электричества. Как и в случае с ураганом «Харви» в 2017 году, Флоренция остановилась над континентом, пролив еще больше дождей после обрушения.
Перед лицом такого грубого проявления ярости природы может показаться, что мало что можно сделать, чтобы уменьшить удар урагана. Но согласно новому исследованию, помощь в утешении силы ураганов может однажды прийти из неожиданного источника: морских ветряных электростанций.
Идея преднамеренного изменения погоды с помощью ветряных турбин была известна уже несколько десятилетий, но мало было сделано, чтобы рассчитать, действительно ли она может работать. В 2014 году группа исследователей, в том числе Кристина Арчер, инженер-строитель из Университета штата Делавэр, показала, как использование армии ветряных турбин для извлечения кинетической энергии из воздуха может потенциально успокоить ураганы. Команда подсчитала, что огромный массив из 78 000 турбин может уменьшить штормовые нагоны, такие как ураган «Катрина», обрушившийся на Новый Орлеан в 2005 году, до 79%.
В новой последующей работе Арчер и ее коллеги продемонстрировали, что ветряные турбины также могут отвлекать дождь от ураганов.
Расчеты Арчер были выполнены с использованием модели прогнозирования погоды, в которую она включила атмосферные данные от урагана Харви, который утопил юго-восточную часть Соединенных Штатов в объеме 100 триллионов литров воды в августе 2017 года. Она также включила расчеты, отражающие влияние ветряных турбин на местную атмосферу, увеличивая турбулентность и перетащите. Результаты показывают, как ряд ветряных турбин будет влиять на скорость ветра и направление встречного урагана, потенциально уменьшая количество осадков вниз по течению.
Команда Арчера проверила взаимодействие для ветряных электростанций разных размеров с различной плотностью турбин. Согласно их расчетам, взвод из 59 000 турбин, расположенных на расстоянии 900 метров друг от друга, сократил бы количество осадков в Хьюстоне из Харви более чем на 20 процентов.
«Вы не собираетесь устранять ущерб от урагана, а уменьшать его», - объясняет Арчер. «Одно дело иметь лужи на улице, а другое - когда на первом этаже дома людей есть вода».
Удивительный результат связан с тем фактом, что ураганные ветры, как правило, замедляются, когда шторм достигает земли. Поверхность суши менее однородна, чем море, и это увеличение шероховатости заставляет ветер замедляться, сходиться и подниматься вверх. Когда влажный воздух поднимается, он охлаждается, выпуская влагу в виде дождя. Ветровые турбины оказывают аналогичное влияние на ветер, увеличивая количество осадков внутри и вокруг турбины. «Вы как бы выдавливаете влагу из урагана», - говорит Арчер.
Майк Биггерстафф, метеоролог из Университета Оклахомы, говорит, что идея, кажется, работает на бумаге, но он хотел бы увидеть гораздо более подробные симуляции, чем Арчер и ее коллеги использовали в своих тестах. Он также считает, что турбины должны быть расположены очень плотно, чтобы иметь такой эффект на ветер.
«Результаты не должны заставлять политических лидеров думать, что последствия ураганов можно так легко смягчить», - говорит он. «Но это должно мотивировать более сложные исследования».
Рональд Смит, метеоролог из Йельского университета в Коннектикуте, задается вопросом, могут ли турбины выдерживать даже ураганные ветры. «У них хорошие тормозные системы, но, вероятно, не для ураганов 5 категории», - говорит он.
Арчер признает, что идея создания оффшорной ветряной электростанции на 60 000 турбин является надуманной - крупнейшая в мире ветряная электростанция на краю пустыни Гоби в Китае насчитывает около 7 000 турбин. В крупнейшем морском ветропарке в Ирландском море всего 87 турбин, расположенных на 145 квадратных километрах. Вместо этого Арчер надеется, что это исследование вдохновит на дальнейшие исследования. «Это только начало потенциально интересного нового направления исследований», - говорит она.
Тем не менее, учитывая, что большие массивы ветряных турбин могут потенциально замедлять ветры и смягчать количество осадков, вызванных ураганом, вниз по течению, могут ли существующие ветряные электростанции уже изменять местные погодные условия?
По словам Ли Миллера, инженера-эколога Гарвардского университета в штате Массачусетс, они есть. «Наблюдательные исследования вокруг ветровых электростанций позволили количественно определить различия не только в скорости ветра, но и в температуре поверхности, турбулентности, испарении и концентрации углекислого газа», - говорит Миллер.
В некотором смысле, эти метеорологические изменения можно считать мягкой формой геоинженерии. В настоящее время последствия невелики, но по мере увеличения размеров ветряных электростанций воздействие на местные погодные условия может возрастать соразмерно.
Миллер поддерживает усилия Арчера. «Учитывая ожидание того, что решением для снижения будущего изменения климата является повсеместное использование низкоуглеродистых источников энергии, таких как энергия ветра и солнечная энергия, более глубокое понимание климатических воздействий представляется как критическим, так и своевременным».
Сезон ураганов в этом году уже разрушительный, но он еще далек от завершения. Более того, ожидается, что экстремальная погода усилится в ближайшие десятилетия. «В тени будущего изменения климата, - говорит Миллер, - этот активный тип исследований должен активно поощряться».
Связанные истории из журнала Hakai:
- Ставка Гамбурга на полмиллиарда долларов
- Облицовка урагана
