近年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，一座座光伏電站在戈壁、草原、山地間拔地而起，成為“雙碳”目標(biāo)下綠色發(fā)展的生動縮影。但與此同時，一個疑問也隨之而來：大規(guī)模光伏電站的建設(shè)是否會引起地表溫度的顯著變化？

  日平均增溫效應(yīng)僅為0.01℃

  針對這一問題，中國科學(xué)院青藏高原研究所地氣作用與氣候效應(yīng)團(tuán)隊利用高分辨率數(shù)據(jù)集與機(jī)器學(xué)習(xí)模型，系統(tǒng)評估了我國光伏電站對地表溫度的影響。結(jié)果表明，雖然光伏電站存在“白天增溫、夜間降溫”的現(xiàn)象，但其日平均增溫效應(yīng)僅為0.01℃，在全中國區(qū)域尺度上，這一差異幾乎可忽略不計。

  該項研究成果近日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《地球物理學(xué)研究雜志-大氣》上，填補(bǔ)了全區(qū)域研究的空白。

  論文共同通訊作者、中國科學(xué)院青藏高原研究所研究員韓存博、馬耀明分析指出，光伏電站內(nèi)外地表溫度的差異是由多種關(guān)鍵因素共同主導(dǎo)的。這些因素包括地表反照率、歸一化植被指數(shù)、感熱通量、潛熱通量、風(fēng)速以及向下短波輻射。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，這些因素的貢獻(xiàn)程度并非固定不變，而是隨著晝夜更替和季節(jié)周期發(fā)生動態(tài)變化。

  他們表示，該研究揭示了光伏電站通過地氣相互作用過程產(chǎn)生的局地尺度氣候反饋機(jī)制，消除了關(guān)于大規(guī)模光伏開發(fā)可能顯著改變地表熱環(huán)境的顧慮，為推動我國太陽能資源的可持續(xù)利用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

  不同地形和季節(jié)存在差異

  地表溫度又是衡量地表能量平衡的重要指標(biāo)，其變化直接反映了光伏電站與局地氣候的相互作用。研究團(tuán)隊介紹，以往研究多局限于單個電站或局部區(qū)域，缺乏針對全中國區(qū)域的宏觀評估。


  為此，研究團(tuán)隊基于1公里分辨率的逐日全天候地表溫度數(shù)據(jù)集及再分析資料，引入隨機(jī)森林回歸模型，對我國光伏電站的地表溫度效應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)性量化分析。

  結(jié)果顯示，光伏電站對地表溫度的影響呈現(xiàn)出顯著的晝夜差異，白天主要表現(xiàn)為增溫效應(yīng)，平均幅度為0.10℃；夜間主要表現(xiàn)為降溫效應(yīng)，平均幅度為-0.09℃，光伏電站的日平均增溫效應(yīng)僅為0.01℃。從宏觀尺度來看，光伏電站建設(shè)并未對地表溫度造成顯著的熱環(huán)境改變。

  盡管總體差異可忽略，但研究也發(fā)現(xiàn)了特定環(huán)境下的顯著特征。論文第一作者、中國科學(xué)院青藏高原研究所博士生段春暉介紹，光伏電站的氣候效應(yīng)在不同地形和季節(jié)中存在差異。影響程度從草地、耕地到林地依次增強(qiáng)。

  其中，林地的增溫效應(yīng)最為顯著，白天最高可達(dá)0.28℃。夏季白天的增溫效應(yīng)（0.29℃）和冬季夜間的降溫效應(yīng)（-0.13℃）最強(qiáng)。從日平均值看，表現(xiàn)為夏季微弱增溫（0.12℃），冬季微弱降溫（-0.05℃）。

作者：蔡琳 來源：光明網(wǎng) 責(zé)任編輯：jianping