摩擦對氣候影響

寒潮快報: 最新 GFS 預測寒潮失控... 十八日早上京士柏最低約十一度, 和官方相若, 但之後兩日進一步下跌, 二十日早上低至約九度, 氣壓值亦高達 1032. 目前來說信者得救. 但即使出錯也並非系統性誤差的修正問題.

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前幾天提到風力發電對氣候可造成的影響, 今天再翻兩篇相關的文章, 較新的一篇在去年發表, 以下是一些有趣的論點.

1. 估計 2100 年全球的用電量為 20 TW. 假如風力發電要達到 2 TW(總用電量十分一), 則估計季平均溫度的最大偏差為 0.5 C, 全球平均則變化很少.

2. 以風力發電代替燃燒, 每 0.1 TW 可導致溫度的最大偏差為 0.006 C. 每年可減少炭排放量 0.15 GtC (gigatons of carbon), 一百年就可減低二氧化炭濃度 1.6 ppm. 當中氣溫的變化估計約為 0.03 C. 即是說, 風力發電對溫度的間接效果是直接效果的 5 倍.

3. 如在全球三個地方放置風力發電的風車(總發電量是目前的全球發電量, 即約可減低 2100 年二氧化炭量的四分一), 可從模式中估計氣候變化. 下圖即為溫度的變化, 可以看到溫度升或降的位置並不純粹受發電的位置影響.

4. 看風場的話, 則可看到地面加大的摩擦影響了整個對流層, 效應類似羅斯貝波. 由於風的幅合, 發電區內雲量增加, 影響幅射. 摩擦亦影響風的速度和地對空的熱量交換, 眾多因素影響溫度收支平衡, 並出現上圖變化.

參考:

The influence of large-scale wind power on global climate

On the climate impact of surface roughness anomalies