Sorodne vsebine
- Ali lahko zajamemo energijo iz orkana?
Moč narave je bila prejšnji mesec spet gora, saj sta se po jugovzhodni Aziji in na jugovzhodu Združenih držav Amerike vdale dve tropski nevihti. Super tajfun Mangkhut, ki naj bi bil eden najmočnejših ciklonov, ki je v desetletjih zadel Filipine, ukoreninil domove in spremenil ceste v nasilne reke. Umrlo je najmanj 81 ljudi, preden se je preusmerilo čez Južnokitajsko morje in se vkrcalo na kitajsko kopno, kjer se je število smrti še povečalo. Na ameriški vzhodni obali je orkan Florence povzročil obsežne poplave, ubil je najmanj 37 ljudi in milijone pustil brez moči. Tako kot pri orkanu Harvey v letu 2017 je tudi Florence zastala nad celino in spustila še več dežja, dolgo po kopnem.
Ob tako surovem prikazu narave besa se morda zdi, da je malo mogoče storiti za zmanjšanje orkana. Po novih raziskavah pa bi lahko pomoč pri zatiranju moči orkanov nekega dne prišla iz nepričakovanega vira: vetrnih elektrarn na morju.
Zamisel o namernem spreminjanju vremena z vetrnicami obstaja že desetletja, vendar je bilo malo izračunanega, ali bi resnično lahko delovala ali ne. Leta 2014 je skupina raziskovalcev, vključno s Cristino Archer, gradbeno in okoljsko inženirko z univerze v Delawareu, pokazala, kako lahko uporaba vetrnih turbin za črpanje kinetične energije iz zraka potencialno umirja orkane. Skupina je izračunala, da bi lahko ogromna paleta 78.000 turbin zmanjšala obalne neurja - kot je orkan Katrina, ki se je leta 2005 prebil na New Orleans - za 79 odstotkov.
V novem nadaljnjem delu sta Archer in njeni sodelavci pokazali potencial, da bi vetrnice postale dež iz orkanov.
Archerjevi izračuni so bili narejeni s pomočjo vremenskega modela za napovedovanje vremena, v katerega je vmešala atmosferske podatke orkana Harvey, ki je avgusta 2017 utopil jugovzhodne ZDA s 100 bilijoni litrov vode. Vključila je tudi izračune, ki odražajo, kako vetrnice vplivajo na lokalno ozračje s povečanjem turbulenc in povlecite. Rezultati razkrivajo, kako bi niz vetrnih turbin vplival na hitrost vetra in smer bližajočega se orkana, kar bi lahko zmanjšalo padavine v spodnjem toku.
Archerjeva ekipa je preizkusila interakcijo za vetrne elektrarne različnih velikosti z različnimi gostotami turbin. Po njihovih izračunih bi vod s približno 59.000 turbinami, razmaknjenimi 900 metrov narazen, zmanjšal padavine, ki jih je Houston doživel iz Harveyja, za več kot 20 odstotkov.
"Ne boste odpravili orkanske škode, ampak jo zmanjšali, " razlaga Archer. "Ena stvar je imeti luže na ulici in drugo, ko imate vodo v prvem nadstropju domov ljudi."
Presenetljiv rezultat izhaja iz dejstva, da orkanski vetrovi na splošno upočasnijo, ko nevihta doseže kopno. Kopenska površina je manj enakomerna kot morje, zato povečanje hrapavosti povzroči, da se veter upočasni, zbliži in sili navzgor. Ko se vlažni zrak dviga, se hladi, vlago pa sprošča kot dež. Vetrne turbine imajo podoben vpliv na veter, saj povečajo količino dežja v in okoli turbinskega niza. "Nekako iztisnete vlago iz orkana, " pravi Archer.
Mike Biggerstaff, meteorolog z univerze v Oklahomi, pravi, da se zdi, da ideja deluje na papirju, vendar bi želel videti veliko bolj podrobne simulacije, kot sta Archer in njeni sodelavci uporabili pri svojih testih. Verjame tudi, da bi morale biti turbine zelo tesno razporejene, da bi to vplivalo na veter.
"Rezultati ne bi smeli povzročiti političnih voditeljev, da bi mislili, da se orkanski vplivi tako zlahka ublažijo, " pravi. "Vendar bi moral motivirati bolj izpopolnjene študije."
Ronald Smith, meteorolog z univerze Yale v Connecticutu, se sprašuje, ali bi lahko turbine preživele celo orkanske vetrove. "Imajo dobre zavorne sisteme, vendar verjetno ne za orkane kategorije 5, " pravi.
Archer priznava, da je ideja o ustanovitvi 60.000 turbinskih obalnih vetrnih elektrarn navidezna - največja vetrna elektrarna na svetu na robu puščave Gobi na Kitajskem ima približno 7000 turbin. Največja vetrna elektrarna na morju, v Irskem morju, ima le 87 turbin, ki se razprostirajo na 145 kvadratnih kilometrih. Namesto tega Archer upa, da bodo te raziskave spodbudile nadaljnje študije. "To je šele začetek potencialno zanimivega novega raziskovalnega področja, " pravi.
Toda glede na to, da lahko velike množice vetrnih turbin upočasnijo vetrove in ublažijo padavine navzdol ob orkanu, ali obstoječe vetrnice že spreminjajo lokalne vremenske vzorce?
Po besedah Lee Millerja, inženirja za okolje na univerzi Harvard v Massachusettsu, so. "Opazovalne študije okoli vetrnih elektrarn so zdaj količinsko potrdile razlike v hitrosti vetra, ampak tudi po površini, turbulencah, izhlapevanju in koncentraciji ogljikovega dioksida, " pravi Miller.
V nekem smislu bi te meteorološke spremembe lahko šteli za blago obliko geoinženiringa. Trenutno so učinki majhni, a ker vetrne elektrarne naraščajo, se lahko vpliv na lokalne vremenske vzorce sorazmerno poveča.
Miller podpira Archerjeva prizadevanja. "Glede na pričakovanje, da je rešitev za zmanjšanje prihodnjih podnebnih sprememb široka uporaba nizkoogljičnih virov energije, kot so vetrna in sončna energija, se zdi globlje razumevanje podnebnih vplivov kritično in pravočasno."
Letošnja sezona orkanov je že uničujoča, a še zdaleč ni končana. Še več, pričakuje se, da se bo ekstremno vreme v prihodnjih desetletjih še stopnjevalo. "V senci prihodnjih podnebnih sprememb, " pravi Miller, "je treba to dejavno raziskovanje dejavno spodbujati."
Sorodne zgodbe iz revije Hakai:
- Hamburg stave za pol milijarde dolarjev
- Soočanje s orkanom
