矗立在海岸旁的一列列風力渦輪機已成為人類發(fā)展新能源的一道亮麗風景線。而隨著氣候變暖、極端氣候頻現(xiàn)，當颶風來襲時，這些海上風電場是否能夠抗住大風不被摧毀呢?在最近一期的《自然˙氣候變化》在線版上，美國斯坦福大學和特拉華大學的研究人員發(fā)表的研究成果揭示，海上風電場不但不會被颶風“干掉”，反而能夠在它登陸之前將其馴服。

海上風電場竟能“克”颶風?這是怎么回事?

斯坦福大學和特拉華大學的研究人員采用計算機模擬表明，成千上萬個風力渦輪機組成的海上風電場可能削弱現(xiàn)實生活中颶風的力量，顯著降低它們的風力及伴隨的風暴潮，并可能防止數(shù)十億美元的損失。

海上風電場竟能“克”颶風?

計算機模型模擬卡特里娜颶風的情況顯示，在新奧爾良近海岸的78000個風力渦輪機陣列很可能顯著減弱了登陸之前的颶風。

在過去的24年當中，斯坦福大學土木與環(huán)境工程系教授馬克˙Z˙雅各布森一直在開發(fā)一個復雜的計算機模型來研究空氣污染、能源、天氣和氣候。該模型近期應(yīng)用于模擬颶風，以及確定風力渦輪機可以從全球風流中提取多少能源。

鑒于最近利用該模型對颶風桑迪和卡特里娜的研究，雅各布森說，人們很自然地想知道：如果颶風遇到大量的海上風力渦輪機陣列會發(fā)生什么?由于風暴旋轉(zhuǎn)渦輪機葉片，能源提取中會減緩大風和減弱颶風，還是颶風會摧毀渦輪機呢?

于是，他著手進一步開發(fā)模型，模擬如果颶風“遭遇”一個綿延在沿海海岸數(shù)英里的巨大風力發(fā)電場可能會發(fā)生什么。令人驚訝的是，研究發(fā)現(xiàn)風力渦輪機可能會足夠破壞一個風速峰值每小時高達92英里的颶風，并減少風暴潮多達79%。

風力渦輪機可能會足夠破壞一個風暴潮

他們模擬了三場颶風：2012年分別襲擊新奧爾良的桑迪和以撒颶風，2005年摧毀新奧爾良的卡特里娜颶風。

雅各布森說：“我們發(fā)現(xiàn)，當風力渦輪機存在時，它們放慢了颶風的外旋轉(zhuǎn)風。這個反饋減少波形高度，降低了空氣朝向颶風中心的運動，增加了中央的壓力，從而減緩了整個颶風的風速，并使其更快消散。”

該模型顯示，在卡特里娜颶風的情況下，新奧爾良海岸的78000個風力渦輪機陣列會顯著減弱登陸之前的颶風。

當颶風到達陸地時，其模擬的風速每秒下降了36到44米(每小時80到98英里)和減少風暴潮多達79%。颶風桑迪每秒減少了35到39米的風速(每小時78到87英里)和風暴潮跌幅高達34%。

雅各布森認為，由于政治上存在的阻力，美國目前只安裝了幾百個海上風力渦輪機，更不用說數(shù)以萬計了。

海上風力渦輪機每次安裝費用為100億到400億美元

但是，有兩個財政激勵措施可以促使狀況的改變：一、降低颶風的破壞成本。嚴重的颶風引發(fā)的大風和與風暴潮有關(guān)的泛濫，損害可達數(shù)十億美元。

比如，颶風桑迪曾造成橫跨三個州大致820億美元的損失;二、從長遠的角度看，風力渦輪機通過生成正常的電力可以支付其本身的成本，同時減少空氣污染和全球變暖，并提供穩(wěn)定的能源。而要降低海上渦輪機的社會成本，應(yīng)該大力激勵它們的發(fā)展。

保護沿海城市的替代計劃涉及大規(guī)模的海堤建設(shè)。雅各布森說，雖然這些可能會阻止風暴潮，但它們不會明顯影響到颶風風速。

而且，其造價的成本同樣不菲，據(jù)估計每次安裝費用為100億到400億美元。

他說，目前的渦輪機可以承受2到3級颶風的風速范圍，高達每小時112英里。研究表明，現(xiàn)在巨大的渦輪機陣列可能會阻止颶風達到這樣的速度。