在沙漠暗色太阳能板可以引发上升气流来帮助下雨，不需...

darthracer · 2024-4-6 23:45

阿拉伯联合酋长国的太阳能农场正接近能够创造自身天气的大小。

在阿拉伯联合酋长国，水比石油更珍贵。为了满足沙漠居民的需求，阿拉伯联合酋长国依赖昂贵的海水淡化厂和飞机人工降雨，即向经过的云层喷洒催化剂以引发降雨。

但根据一项新的模型研究，可能还有一种方法可以刺激降雨的产生：利用城市大小的太阳能农场来创造自己的天气。大片暗色太阳能板的热量可以引起上升气流，在适当的条件下，进而导致暴雨，为数万人提供水源。这项研究的主要负责人霍亨海姆大学的气候科学家奥利佛·布兰奇(Oliver Branch)表示：“一些太阳能农场现在的大小已经达到了合适的规模，也许产生这种效果不是科幻小说。”

布兰奇的工作领域是一个新兴领域，研究可再生能源 (应对气候变化的关键措施) 如何反过来改变区域天气模式。在2020年的一项研究中，研究人员发现，占撒哈拉沙漠超过100万平方公里的超大规模太阳能农场可以增加局部降雨量并使植被茂盛。但研究人员发现，这种收益也伴随着代价：通过改变风力模式，太阳能农场会将热带降雨带向北移动。“如果你把它们向北推，这对亚马逊来说并不是好消息”，隆德大学气候科学家、2020年研究报告的主要作者Zhengyao Lu说。

布兰奇及其合著者想要看看现实大小的太阳能农场是否能改变天气。为此，他们转向了美国国家大气研究中心开发的领先天气模型，该模型可以考虑到地表变化。他们将太阳能农场模拟为几乎是黑色的田野，吸收了95%的入射阳光。当太阳能农场超过15平方公里时，他们发现，与周围相对反射的沙子形成鲜明对比，地表吸收的热量增加，显著增加了推动云层形成的上升气流或对流。

然而，仅仅增加对流是不够的：还需要大气水分来源。该模型表明，来自波斯湾的潮湿、高海拔风足以满足需求。当条件成熟时，模型发现，一个20平方公里的太阳能场可以增加降雨量近60万立方米——相当于在曼哈顿大小的区域平均降雨1厘米，如果这样的暴雨在一个夏天发生10次，它们将提供足够的水，让超过3万人使用一年。

Lu说，这项新工作很有意义，并且“非常具有启发性”。“他们正在寻求一个真正的解决方案。”然而，一个令人担忧的问题是，模拟的太阳能板比大多数制造商生产的更暗。Lu说，一些现有的太阳能板甚至是反射的，目的是冷却周围环境。

尽管如此，布兰奇仍希望这个想法可以在现实世界中进行测试。他说，中国和其他地方即将上线的太阳能农场几乎足够大。如果它们建在正确的位置，只需尽可能地加深面板颜色，并在面板列之间种植耐旱的深色作物，例如荷荷巴灌木，就不需要做太多工作。

阿拉伯联合酋长国资助了布兰奇的建模工作，但该国是否会在现实世界中尝试该方案尚不得而知。阿拉伯联合酋长国降雨增强科学研究计划主任阿莉亚·马兹鲁伊 (Alya Al Mazrouei) 表示，该国“致力于研究实施所有稳健的策略，例如优化对流”。但她也补充说，目前该国深化致力于其人工降雨计划，每年执行约300次任务。

布兰奇及其同事还确定了世界上其他可能实施该计划的地区，例如纳米比亚共合国和墨西哥的巴赫半岛。他们还试图通过与现有太阳能农场的现场测量进行交叉检查来提高其模型太阳能电池板模拟的真实性。最终，他希望太阳能农场的降雨潜力能鼓励更多建设。“如果你能提供证据证明大型太阳能农场可以产生降雨，”他说，“这可能会刺激增加其规模的动力。”

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