在阿拉伯聯合大公國,水比石油更珍貴。為了滿足沙漠居民的需求,阿拉伯聯合大公國依賴昂貴的海水淡化廠和飛機人工降雨,即向經過的雲層噴灑催化劑以引發降雨。
但根據一項新的模型研究,可能還有一種方法可以刺激降雨的產生:利用城市大小的太陽能農場來創造自己的天氣。大片暗色太陽能板的熱量可以引起上升氣流,在適當的條件下,進而導致暴雨,為數萬人提供水源。這項研究的主要負責人霍亨海姆大學的氣候科學家奧利佛·布蘭奇(Oliver Branch) 表示:「一些太陽能農場現在的大小已經達到了合適的規模,也許產生這種效果不是科幻小說。」
布蘭奇的工作領域是一個新興領域,研究可再生能源 (應對氣候變化的關鍵措施) 如何反過來改變區域天氣模式。在 2020 年的一項研究中,研究人員發現,占撒哈拉沙漠超過 100 萬平方公里的超大規模太陽能農場可以增加局部降雨量並使植被茂盛。但研究人員發現,這種收益也伴隨著代價:透過改變風力模式,太陽能農場會將熱帶降雨帶向北移動。「如果你把它們向北推,這對亞馬遜來說並不是好消息」,隆德大學氣候科學家、2020 年研究報告的主要作者Zhengyao Lu說。
布蘭奇及其合著者想要看看現實大小的太陽能農場是否能改變天氣。為此,他們轉向了美國國家大氣研究中心開發的領先天氣模型,該模型可以考慮到地表變化。他們將太陽能農場模擬為幾乎是黑色的田野,吸收了95%的入射陽光。當太陽能農場超過15平方公里時,他們發現,與周圍相對反射的沙子形成鮮明對比,地表吸收的熱量增加,顯著增加了推動雲層形成的上升氣流或對流。
然而,僅僅增加對流是不夠的:還需要大氣水分來源。該模型表明,來自波斯灣的潮濕、高海拔風足以滿足需求。當條件成熟時,模型發現,一個20平方公里的太陽能場可以增加降雨量近 60 萬立方公尺——相當於在曼哈頓大小的區域平均降雨1公分,如果這樣的暴雨在一個夏天發生 10 次,它們將提供足夠的水,讓超過3 萬人使用一年。
Lu說,這項新工作很有意義,並且「非常具有啟發性」。「他們正在尋求一個真正的解決方案。」然而,一個令人擔憂的問題是,模擬的太陽能板比大多數製造商生產的更暗。Lu說,一些現有的太陽能板甚至是反射的,目的是冷卻周圍環境。
儘管如此,布蘭奇仍希望這個想法可以在現實世界中進行測試。他說,中國和其他地方即將上線的太陽能農場幾乎足夠大。如果它們建在正確的位置,只需盡可能地加深面板顏色,並在面板列之間種植耐旱的深色作物,例如荷荷巴灌木,就不需要做太多工作。
阿拉伯聯合大公國資助了布蘭奇的建模工作,但該國是否會在現實世界中嘗試該方案尚不得而知。阿拉伯聯合大公國降雨增強科學研究計畫主任阿莉亞·馬茲魯伊 (Alya Al Mazrouei) 表示,該國「致力於研究實施所有穩健的策略,例如最佳化對流」。但她也補充說,目前該國深化致力於其人工降雨計畫,每年執行約 300 次任務。
布蘭奇及其同事還確定了世界上其他可能實施該計畫的地區,例如納米比亞共合國和墨西哥的巴哈半島。他們還試圖透過與現有太陽能農場的現場測量進行交叉檢查來提高其模型太陽能電池板模擬的真實性。最終,他希望太陽能農場的降雨潛力能鼓勵更多建設。「如果你能提供證據證明大型太陽能農場可以產生降雨,」他說,「這可能會刺激增加其規模的動力。」
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