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海上风电场可以在到达陆地之前驯服飓风

导读 Mark Z Jacobson教授的计算机模拟表明,拥有数千台风力涡轮机的海上风电场可能削弱了三次真实飓风的威力,大大降低了风力并伴随着风

Mark Z. Jacobson教授的计算机模拟表明,拥有数千台风力涡轮机的海上风电场可能削弱了三次真实飓风的威力,大大降低了风力并伴随着风暴潮,并可能造成数十亿美元的损失。

在过去的24年里,斯坦福大学土木与环境工程教授Mark Z. Jacobson一直在开发一种复杂的计算机模型来研究空气污染,能源,天气和气候。该模型的最新应用是模拟飓风的发展。另一个是确定风力涡轮机能从全球风流中提取多少能量。

根据最近的模型研究以及飓风桑迪和卡特里娜飓风的后果,他说,很自然地想知道:如果飓风遇到大量海上风力涡轮机会怎样?由于暴风雨使涡轮机的叶片旋转,能量提取会减慢风速并减少飓风,还是飓风会摧毁涡轮机?

因此,他继续进一步开发模型并模拟如果飓风遇到一个巨大的风力发电场,可能会在海岸和沿海地区延伸数英里。令人惊讶的是,他发现风力涡轮机可以破坏飓风,足以将峰值风速降低至92英里/小时,并将风暴潮减少高达79%。

该研究由Jacobson和特拉华大学的Cristina Archer和Willett Kempton进行,在线发表在Nature Climate Change上。

研究人员模拟了三次飓风:Sandy和Isaac,分别于2012年袭击了纽约和新奥尔良; 和卡特里娜在2005年摧毁了新奥尔良。

“我们发现,当风力涡轮机存在时,它们会减缓飓风的外旋风,”雅各布森说。“这反过来减少波浪高度,这减少了空气向飓风中心的移动,增加了中心压力,从而减缓了整个飓风的风速并使其更快地消散。”

在卡特里娜飓风的情况下,雅各布森的模型显示,新奥尔良海岸外的78,000个风力涡轮机将在飓风登陆前显着减弱飓风。

在计算机模型中,当卡特里娜飓风到达陆地时,其模拟风速降低了36-44米/秒(80到98英里/小时),风暴潮减少了79%。

对于飓风桑迪,该模型预测风速降低每秒35-39米(78至87英里/小时),风暴潮减少34%。

雅各布森承认,在,安装数百台海上风力涡轮机存在政治阻力,更不用说成千上万。但他认为有两种财政激励可以激发这种变化。

一个是降低飓风破坏成本。大风和与风暴潮相关的洪水造成的严重飓风造成的损失可能达到数十亿美元。例如,飓风桑迪在三个州造成了大约820亿美元的损失。

其次,雅各布森说,风力涡轮机通过产生正常电力,同时减少空气污染和全球变暖,并提供能源稳定性,可以长期为自己买单。

“如果飓风来临,涡轮机也会减少损坏,”雅各布森说。“这些因素各自独立,降低了海上风机的社会成本,应足以激励其发展。”

保护沿海城市的另一个计划是建造大型海堤。雅各布森说,虽然这些可能会阻止风暴潮,但它们不会对风速产生很大影响。这些费用也很重要,估计每次安装的费用在100亿至400亿美元之间。

雅各布森表示,目前的涡轮机可承受高达112英里/小时的风速,其范围为2至3级飓风。他的研究表明,大型涡轮机阵列的存在可能会阻止飓风达到这些速度。