雾霾的警告：风能的利用可能减弱大气环流

                                杨学祥

恩格斯的如下论述，至今仍是指导环境科学的至理名言：“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的效果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎意料的影响，常常把第一个结果又取消了。美索不达米亚、希腊、小亚细亚以及其它各地的居民，为了得到耕地，把森林都砍光了，但是他们梦想不到，这些地方今天竟因此成为荒芜不毛之地，因为他们使这些地方失去了森林，也失去了积聚和贮存水分的中心。”

风能的利用是否又重蹈历史覆辙？2013年中国雾霾灾害突然爆发提出了首次警告：利用自然资源都要付出相应的代价，土地是这样，煤是这样，风能也是这样。

大气环流的作用是传输热能，均衡两极和赤道温差。过度利用风能发电，将减弱大气环流，将导致生态平衡的破坏和极端灾害事件的发生。

美国《福布斯》杂志网站12月25日报道盘点了2013年全球各地在气候和能源领域的五大话题事件，中国雾霾排第一。2013年的北京，总是笼罩在雾霾的厚重面纱之下，羞于以真面目示人。今年1月，北京的空气污染指数一度达到755这一令人咋舌的水平，比世界卫生组织界定的“危险”标准高出一倍还多。北京在2013年出现的雾霾天数超过了以往五十年来的任何一年，与中国风力发电产业近10年快速发展密切相关。

我们在2010年10月23日指出，北半球最近30年风速减慢的研究提出如下两个重要课题：其一，风速减慢是否与人为因素有关？其二，利用风能是否存在负面效应。

事实上，大陆集中在北半球，比森林高得多的城市高层建筑密布在沿海地区，阻挡陆海之间的季风循环，是北半球最近30年风速减慢的人为原因。密布在大陆内部的高架桥、高速公路、高速铁路如蜘蛛网，也是减慢内陆风速的重要原因。风力发电机利用风能发电，更是风速减慢的重要人为因素，这表明，天下没有免费的午餐，风能利用也要付出相应的代价。

绿色能源的利用计划缺乏严格的科学论证，过度利用风能发电可能导致南辕北辙，必须慎重行事。

风能也是不可滥用的有限资源，近年来极端灾害事件频发，与北半球最近30年风速减慢不无联系。中国西部是号称世界屋脊的5000米高的青藏高原，东部是盆地和平原，有利于雾霾的积累。2013年中国雾霾也是全球雾霾和极端灾害的警告和信号。

资料汇编：

风电发展雾霾多发：五大环境能源大事件中国雾霾排第一

已有 178 次阅读 2013-12-26 19:06 |个人分类:科技点评|系统分类:观点评述|关键词:雾霾风力发电城市高楼静稳天气大气污染  推荐到群组

        风电发展雾霾多发：五大环境能源大事件中国雾霾排第一

                             杨学祥

美国《福布斯》杂志网站12月25日报道盘点了2013年全球各地在气候和能源领域的五大话题事件，中国雾霾排第一。

2013年的北京，总是笼罩在雾霾的厚重面纱之下，羞于以真面目示人。今年1月，北京的空气污染指数一度达到755这一令人咋舌的水平，比世界卫生组织界定的“危险”标准高出一倍还多。北京在2013年出现的雾霾天数超过了以往五十年来的任何一年，中国的污染问题不会很快在人们的记忆中消失。

http://news.163.com/13/1226/16/9H1KR6VU00014JB6.html

中国社会科学院城市发展与环境研究所可持续发展研究中心副研究员张莹介绍，雾霾天气的出现主要受两个条件的影响：一是大气颗粒物浓度，二是气象条件。前一个是主要的内因，后一个是次要的外因。近年来雾霾频发，大气污染是元凶。雾霾的气象条件受天文因素控制，可以预测预报。

http://news.sohu.com/20131105/n389555279.shtml

大气污染是雾霾发生的元凶，这是人们的共识，这里就不多讨论了。现在的问题是，气象条件的变化是否存在人为的因素。

一项研究表明，北半球最近30年风速减慢，这是一个国际研究小组在分析了欧洲、亚洲、北美的800多个气象观测点的数据后得出的结论。该小组在新一期英国《自然—地球科学》（NatureGeosciences）杂志上报告说，法国和英国研究人员分析了欧洲、亚洲、北美的822个气象观测点的风速记录，结果显示，从1979年到2008年，大部分地方的风速都有所下降，风速下降幅度介于5%到15%之间。研究人员认为，风速下降可能有多种原因，比如气候变化可能影响了气流的传统活动模式，导致风速下降。一些地方的森林植被恢复和增长使得地球表面更为“粗糙”，也会起到降低风速的效果。这一变化对风力发电行业的影响目前还难以评估。因为气象观测点大多测量10米左右高度的风速，而风力发电机组的风轮叶片多在距地面50米到100米的高度，对这个高度的风速，目前还缺乏全球性的数据。

http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201010181593384412807.shtm

澳大利亚科工组织（CSIRO）土地与水研究所的首席研究员Tim McVicar博士研究小组新近在《地球物理学研究通讯》(GeophysicalResearchLetters)杂志上发表了题为“澳大利亚风速气候学和1975-2006的风速变化趋势”的文章。作者基于澳大利亚1976至2006的近地表风速观测资料，建立了0.01度分辨率的澳大利亚日风速数据库。通过分析，他们发现近30年来澳大利亚平均风速以每年0.009米每秒的速度递减，该递减的现象遍布88%的国土范围。不只是大洋洲，已有的文献表明，包括亚洲、欧洲和北美州在内的中纬度的世界，好像真的都正在变得风平浪静了。研究者认为气候变化研究更应注重风速变化。

http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/200811131050494854073.html

我们在2010年10月23日指出，北半球最近30年风速减慢的研究提出如下两个重要课题：其一，风速减慢是否与人为因素有关？其二，利用风能是否存在负面效应。

事实上，大陆集中在北半球，比森林高得多的城市高层建筑密布在沿海地区，阻挡陆海之间的季风循环，是北半球最近30年风速减慢的人为原因。密布在大陆内部的高架桥、高速公路、高速铁路如蜘蛛网，也是减慢内陆风速的重要原因。风力发电机利用风能发电，更是风速减慢的重要人为因素，这表明，天下没有免费的午餐，风能利用也要付出相应的代价。

由温差产生的大气环流是信风和季风形成的主要原因，其结果是均衡赤道和两级、大陆和海洋之间的温差，营造全球正常均衡的气候变化。人为降低风速，阻碍大气环流的正常运作，可造成热带地区更热、寒带地区更冷的极端气候频发，是严重气象灾害发生的根本原因。近年来频繁发生的城市内涝与城市减慢风速、云层阻挡在城市上空有关。由于城市减慢风速和改变风的方向，大城市的无序扩张将导致周围农村大气环流的改变和洪涝灾害的频繁发生，这些问题需要认真深入地研究和解决。

风速减慢对风能利用也提出了新的挑战：

首先，从1979年到2008年，大部分地方的风速都有所下降，风速下降幅度介于5%到15%之间。这可能意味着风力发电机的发电能力同比下降5%到15%之间。

其次，过度的城市高层建筑开发和过度利用风能将导致大气环流功能的减弱甚至降低到影响人类正常生活的水平，城市扩张和开发风能也应该受到合理的限制。

第三，人类应该汲取浪费清洁的空气、无污染的淡水、净化环境的森林的无数教训，慎重对待风能的开发，重视能源利用的负面效应。

重要的启示是，破坏和阻挡大气环流的自然因素和人为因素同样是环境恶化的重要原因，城市高层建筑的无序扩张和风能利用也在其中。我们不能等到大气环流恶化了、风能利用受限制了、城市灾害频发了，再做事后的调整和修补。“发然而后禁，则悍格而不胜”，“预则立，不预则废”，科学研究必须要有预见性。

http://bbs.sciencenet.cn/blog-2277-376098.html

2013年中国雾霾多发创纪录证实了我们在2010年的预言：

风速减慢对风能利用也提出了新的挑战，过度的城市高层建筑开发和过度利用风能将导致大气环流功能的减弱甚至降低到影响人类正常生活的水平，城市扩张和开发风能也应该受到合理的限制。人类应该汲取浪费清洁的空气、无污染的淡水、净化环境的森林的无数教训，慎重对待风能的开发，重视能源利用的负面效应。破坏和阻挡大气环流的自然因素和人为因素同样是环境恶化的重要原因，城市高层建筑的无序扩张和风能利用也在其中。我们不能等到大气环流恶化了、风能利用受限制了、城市灾害频发了，再做事后的调整和修补。

意想不到的雾霾灾害真的来了！

2013年11月，第十五届高交会中国高新技术论坛中国新能源发展峰会在深圳会展中心举行。记者从会上了解到，中国风力发电产业经过10年发展，到去年发电量已经超过发展了40年的核发电产业。

国家能源委员会专家咨询委员会主任张国宝则在讲话中透露，在2011年的福岛核事故以后，更多的国家把目光投向新能源。中国近年来新能源发展取得了令世人瞩目的成绩。在2004年，中国的风能发电仅占中国的15.6%，但是现在已经占全世界的27%，“去年风力发电在全国4.85万亿千瓦时发电量中占2%，而我国核电发电量为980亿千瓦时，这意味着风能发电已经超过了核电的发电量。

中国国际能源集团董事局主席吴国迪表示，目前中国的能源70%是煤炭为主的能源，相信再过10年，中国煤炭为主的能源会下降到50%。“目前中国的雾霾25%来自于汽车尾气，假如说中国的汽油都用清洁汽油的话，我相信这个雾霾就没有了。”

http://www.chinaepe.com/news/news_detail.asp?xwid=hy11197

可惜的是，事与愿违，风电发展了，风力减弱了，静稳天气条件使雾霾也扑面而来，难以遏止。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-753147.html