青海氣溫變暖與風能開發(fā)關系的探討

任海趁

青海省氣象臺影視中心，青海西寧 810001

2011年7月14日開始，青海大部分地區(qū)出現(xiàn)一輪晴熱高溫天氣，根據(jù)省內(nèi)各地自動站氣溫監(jiān)測顯示，全省共有8個站氣溫超過30℃，其中民和氣溫達32℃，為全省最高。省會西寧的日最高氣溫達到30℃。2010年28日青海各地氣溫飆升。民和、西寧等地高溫超過37℃，為10年來少有。截至28日17時，全省有22個氣象站日最高氣溫超過了30℃，其中民和、循化、尖扎、樂都、西寧市最高氣溫超過了37℃，民和氣溫為全省最高，達到了37.6℃，突破了37.2℃的歷史極值。

1 青海省歷年氣溫對照變化

1.1 氣溫上升明顯

從1961年～2006年青海省年平均氣溫上升幅度明顯高于我國及全球增溫平均值，升高了1.5℃。2006全省年平均氣溫比1961年～2006年的平均值偏高1.4℃，為1961年～2006年最高。就省內(nèi)不同地區(qū)而言，柴達木盆地為全省增溫最明顯的區(qū)域，年平均氣溫升溫速率每10年為0.44℃，其它依次為環(huán)青海湖地區(qū)0.34℃，三江源地區(qū)為0.32℃，東部農(nóng)業(yè)區(qū)為0.24℃。從氣溫變化的季節(jié)性來看，冬季增溫最明顯，1961年～2006年46年間全省冬季平均氣溫上升了近2.6℃，1987年～2006年間出現(xiàn)全省性的暖冬就有16年。

1.2 降水量變化明顯

1961年～2006年青海年降水量每10年增加1mm，總體而言呈現(xiàn)出微弱的增多趨勢。不同年代間降水量變化十分顯著，70、90年代降水量明顯偏少，60、80年代降水兩顯著偏多。21世紀以來降水量呈增多趨勢。降水量的區(qū)域性變化差異較大，東部農(nóng)業(yè)區(qū)降水量每10年減少5.2mm，而柴達木盆地降水量每10年增加5.6mm，環(huán)青海湖和三江源地區(qū)則表現(xiàn)為微弱增加趨勢。從降水量的季節(jié)變化來看春、冬季增加，秋季減少，夏季變化不明顯。

1.3 主要極端天氣氣候事件發(fā)生的頻率和強度出現(xiàn)了明顯變化

1）干旱加劇。進入20世紀90年代以來，干旱災害明顯加劇，有5年受災面積超過20萬公頃；2）大降水日數(shù)增多，降雨強度增大，泥石流、滑坡等次生災害增多；3）冰雹災害增多，程度加重。1960年～2000年青海雹災的受害面積逐年增多，21世紀以來雹災影響更為突出，但東部農(nóng)業(yè)區(qū)防雹炮控區(qū)內(nèi)受災面積呈減少趨勢；4）雷電災害頻繁。近年來青海雷暴日數(shù)顯著增多，雷暴災害所造成的損失日趨嚴重。1997年～2006年青海高原雷暴日數(shù)每年以3.2天的速率增多；5）雪災發(fā)生頻次減少但強度加大。2008年1月中旬～3月上旬出現(xiàn)了百年不遇的全省性雪災，其中1月中下旬全省大部分地區(qū)降雪量偏多1～37.2倍，降溫幅度在1.1℃～16.0℃之間，平均氣溫偏低0.3℃～3.8℃，對農(nóng)牧業(yè)、交通和群眾生活造成嚴重影響。

2 柴達木盆地風能電站的開發(fā)對我省環(huán)境的影響

近年來，風力發(fā)電被看成是清潔，環(huán)境效益好、可再生，永不枯竭的能源，使得它成為我省新能源戰(zhàn)略開發(fā)的重點。全省風能資源豐富，年平均風速總的地域分布趨勢是西北部大，東南部小，即柴達木盆地中、西部，青南高原西部及祁連山地中、西段年平均風速均在4m/s以上。2009年上半年，柴達木盆地內(nèi)已簽約的太陽能、風電等新能源開發(fā)類項目金額達135億元。

人們對它的負面影響主要從局部影響和風電性能的角度來分析，即主要是噪聲，視覺污染；占地；不穩(wěn)定，不可控；成本高等問題，但卻忽略了它對氣候的影響。冷源和熱源是影響青海氣候的主要重大因素，冷源主要是北方冷空氣和青藏高原。而熱源主要有赤道到回歸線附近擺動的太陽、南方暖空氣和熱帶氣旋。

我省由于地勢高，直接從空氣中接水成冰，日積月累，形成巨大的冷源。我們知道，降雨降雪主要是潮濕空氣在降溫過程中，一些水分就冷凝成雨雪所致。也就是說，很多雨雪都需要冷空氣的刺激，而我省的地區(qū)，冷空氣很多，但潮氣少，所以降水量少，主要降水需要北方突強冷空氣催化。

隨著風輪轉子的轉動大氣中的冷暖空氣產(chǎn)生強大的垂直方向上的混合。轉子轉動時會產(chǎn)生紊流，就像快艇的發(fā)動機產(chǎn)生的尾跡。上層空氣被壓向地面而近地面的空氣被擠升，引起冷熱空氣混合。而風能發(fā)電，尤其是那種成林成片150米左右的巨大風扇，對風能的阻截來說，是線和面的概念。大量截留風能的主要惡果，就是冷空氣南下受阻，改變我省以往的氣候格局。

1）大面積升溫，上升還會帶來濕氣增加，但由于冷源能量減少，未必帶來降雨增加；

2）增加的濕氣和溫度，在北方強冷氣流和青藏高原的作用下，又可能形成降雨條件，但這種降雨在冬春之際，就極可能是凍雨，即下雨后結冰；

3）青藏高原的冷源將高速消耗，其主要表現(xiàn)應該是雪山加速消融。在地面建成片的風力發(fā)電場,必然阻隔大氣的自然流通,造成熱的地方更熱,冷的地方更冷,干的地方更干,濕的地方更濕.一個典型的例子:在衛(wèi)星照片上可以清晰的看到,在喜瑪拉雅山脈北面我國西藏一邊全部是貧瘠的黃顏色而南面印度一邊全部是郁郁蔥蔥的綠色.這是由于山脈的阻隔,西南暖濕氣流無法進入,被南亞各國留下.而他們又降水太多,每年都得被風暴和洪水困擾。甚至有人建議挖開喜瑪拉雅山脈,讓暖濕氣流可以深入中國內(nèi)地,改善西南惡劣的環(huán)境,同時南亞國家也可以得利。這是對大氣的自然流通人為增加的障礙；

4）霧天的頻繁出現(xiàn)，也和風力發(fā)電有關。近地面空氣由于降溫或降水含量增加而達到飽和，水汽凝結或凝華而形成霧。近地面層水汽充沛時，氣溫稍有下降就會使水汽凝結。濕度越大、濕層越厚，就越有利于形成霧。我們知道，大霧還有一個條件，就是風小，大范圍的大霧說明天氣很平靜，也就是沒有強冷空氣入侵。大風帶來空氣的流動性，一方面會破壞霧的形成，另一方面，冷空氣的強勢插入，直接將空氣中的水分很快冷凝成水，形成降雨。而眾多的風力電站早已使冷空氣徐徐步行，緩慢冷空氣，就不能帶來雨雪天氣，只能帶來大霧。

大霧特別是長期低能見度的大霧，導致交通滯塞，全面影響我省的經(jīng)濟和工業(yè)運轉。

3 結論

國外一些研究也證明了風力發(fā)電站可以改變當?shù)氐臍夂蜻@一現(xiàn)象，如《地球物理研究》雜志一篇文章的研究結果顯示：一個擁有1萬臺風力發(fā)電機的風力發(fā)電廠會使得其地表溫度上升0.7℃；美國普林斯頓大學的研究人員通過模擬大型風力發(fā)電站內(nèi)發(fā)電機組和站區(qū)大氣相互作用效應得出：風力發(fā)電站可以改變當?shù)氐臍夂颉？諝庵械某睔庥捎诎l(fā)電機葉片的轉動上升，所以靠近地面的區(qū)域就會變得干燥溫暖，風力發(fā)電廠附近的農(nóng)作物將會受到不良影響，此外，風力發(fā)電的電磁干擾、噪聲對生態(tài)和微氣候都會造成一定的影響。

風力發(fā)電機對青海氣候的影響會導致局部氣候干旱。有理由相信，大規(guī)模的風力發(fā)電,將影響大氣的自然流動,從而可能形成氣候性干旱,特別是風力發(fā)電機附近區(qū)域的氣候。合理，適量的開發(fā)才是最好的辦法。