Modellare l’impatto dell’energia eolica sul clima locale

Nel 2012, uno studio condotto dallo scienziato atmosferico UAlbany Liming Zhou ha analizzato nove anni di dati satellitari della NASA per presentare la prima prova osservativa degli effetti di riscaldamento notturno indotti dalle turbine in una regione del Texas centro-occidentale ricoperta di parchi eolici.

Zhou sta ora simulando questi risultati per comprendere ulteriormente come i parchi eolici possano interagire con il clima locale.

Nel suo ultimo studio, Zhou, insieme a un team di scienziati atmosferici, ha simulato la risposta alla temperatura della superficie terrestre di 2.358 turbine eoliche che si trovano nella stessa regione centro-occidentale del Texas dei suoi studi precedenti. Le simulazioni sono state condotte durante il mese di luglio per sette anni dal 2003 al 2004 e dal 2010 al 2014 utilizzando il modello Weather Research and Forecasting (WRF), un sistema numerico di previsione del tempo su mesoscala di nuova generazione.

Nel tempo, le turbine eoliche simulate hanno riprodotto l’effetto di riscaldamento locale osservato dal satellite entro circa un decimo di grado (in media da .20 a .26 C). Tuttavia, hanno anche prodotto un effetto di raffreddamento sottovento (-0,2 掳C in media) nelle vicinanze dietro la regione del parco eolico di notte. Qualcosa che non è stato trovato da studi precedenti.

I risultati sono stati pubblicati il ​​mese scorso nell’American Meteorological Society’s Rassegna meteo mensile.

“Questo è il primo studio di modellazione numerica a simulare gli impatti dei parchi eolici del mondo reale sulla temperatura della superficie terrestre guidato da condizioni iniziali e al contorno realistiche”, ha affermato Zhou, professore associato presso il Dipartimento di scienze atmosferiche e ambientali (DAES) di UAlbany.

“L’effetto di raffreddamento simulato non è stato confermato dalle nostre osservazioni satellitari o da precedenti campagne sul campo. Se si rivelasse vero, suggerirebbe un altro potenziale effetto collaterale ambientale per i grandi parchi eolici che richiede ulteriori indagini scientifiche”, ha aggiunto Geng Xia, uno studente laureato presso UAlbany e autore principale dello studio.

Zhou e il suo team hanno ipotizzato che l’effetto di riscaldamento sulla regione del parco eolico sia molto probabilmente il risultato di un trasporto di calore verso il basso. La turbina si comporta come un ventilatore, di notte tirando l’aria più calda dalle altitudini più elevate verso la superficie. Tuttavia, l’effetto di raffreddamento sottovento potrebbe raccontare una storia diversa. A causa dell’influenza della turbina, la stabilità in prossimità della superficie sulla regione dietro il parco eolico aumenta, fornendo una condizione favorevole per il calore che lascia il terreno.

Coloro che sono coinvolti nello studio avvertono che sono necessarie ulteriori osservazioni prima di trarre conclusioni definitive, in particolare per l’effetto di raffreddamento sottovento.

“Bisogna prestare attenzione quando si interpreta il segnale di raffreddamento notturno simulato perché non è stato confermato da alcuna osservazione precedente”, ha affermato Justin Minder, coautore dello studio e assistente professore del DAES.

“Sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere appieno questi risultati. Se il segnale di raffreddamento sottovento non può essere identificato nelle osservazioni, potrebbe suggerire una limitazione nel modo in cui il modello rappresenta la miscelazione dell’atmosfera in prossimità delle turbine. Ulteriori confronti di simulazioni con le osservazioni dovrebbero migliorare il trattamento degli effetti delle turbine eoliche nelle simulazioni future”.

L’energia eolica ha registrato una crescita notevole negli ultimi anni ed è ampiamente riconosciuta come una risorsa chiave per ridurre la dipendenza del mondo dai combustibili fossili. È conveniente, non crea emissioni ed è considerata una valida opzione di energia rinnovabile. Attualmente ci sono più di 52.000 turbine eoliche in 41 stati, che producono elettricità sufficiente per 25 milioni di case americane.

Zhou e il suo team si dedicano allo studio dell’interazione tra i parchi eolici e il clima per garantire una crescita sostenibile per l’industria.

“L’energia eolica sta svolgendo un ruolo cruciale nel mitigare i cambiamenti climatici accelerando significative riduzioni del nostro uso di combustibili fossili”, ha affermato Jeff Freedman, scienziato atmosferico presso l’Atmospheric Sciences Research Center (ASRC) di UAlbany. “Dobbiamo comprendere i processi fisici e i meccanismi che guidano le interazioni tra queste grandi turbine eoliche e il clima e il clima locali, poiché l’energia eolica continua la sua rapida crescita come alternativa praticabile e benefica alle fonti energetiche inquinanti non rinnovabili”.