Instalowanie ogromnej liczby paneli słonecznych i turbin wiatrowych na pustyni Sahara miałoby duży wpływ na opady deszczu, roślinność i temperatury, twierdzą naukowcy.

Odkryli oni, że działania turbin wiatrowych podwoiłyby ilość deszczu, który spadłby w tym regionie.

Panele słoneczne mają podobny wpływ, choć działają w inny sposób.

Autorzy twierdzą, że ich praca wzmacnia pogląd, że odnawialne źródła energii na dużą skalę mogłyby przekształcić region Sahary.

Naukowcy modelowali, co by się stało, gdyby 9 mln km kw. pustyni Sahara zostało pokryte odnawialnymi źródłami energii.

Skupili się na tym obszarze, ponieważ jest on słabo zaludniony, a także narażony na znaczne ilości słońca i wiatru oraz znajduje się blisko dużych rynków energetycznych w Europie i na Bliskim Wschodzie.

Według obliczeń autorów, masywna instalacja na pustyni wygenerowałaby ponad czterokrotnie więcej energii niż świat obecnie zużywa każdego roku.

Poprzednie badania wykazały, że instalacja energii wiatrowej i słonecznej może mieć wpływ na temperatury – ale kluczową różnicą w tych badaniach jest wpływ na roślinność.

„Wyniki naszego modelu pokazują, że wielkoskalowe farmy słoneczne i wiatrowe na Saharze ponad dwukrotnie zwiększyłyby opady, zwłaszcza w Sahelu, gdzie wielkość wzrostu opadów wynosi od 20 mm do 500 mm rocznie” – powiedział dr Yan Li, główny autor pracy z Uniwersytetu Illinois w USA.

„W rezultacie frakcja pokrywy roślinnej wzrasta o około 20%”.

W Sahelu, półpustynnym regionie, który leży na południe od Sahary, średnie opady wzrosły o 1,12 mm dziennie tam, gdzie obecne były farmy wiatrowe, zgodnie z badaniem.

Jak turbiny i panele zwiększają opady deszczu?

W przypadku turbin wiatrowych chodzi o mieszanie powietrza spowodowane obrotem łopat. Farmy wiatrowe mieszają cieplejsze powietrze z góry, co tworzy pętlę sprzężenia zwrotnego, w której występuje więcej parowania, opadów i wzrostu roślin.

„Farmy wiatrowe zwiększają szorstkość powierzchni, a zatem zwiększają zbieżność wiatru w obszarach niskiego ciśnienia”, powiedział dr Li. „Zbiegające się powietrze musi się wznieść, dzięki czemu ochładza się i skrapla wilgoć, co doprowadzi do zwiększenia opadów”.

Panele słoneczne w rzeczywistości zmniejszają odbicie światła słonecznego od powierzchni znanej jako efekt albedo. Wywołuje to dodatnie sprzężenie zwrotne albedo – opad – roślinność, które prowadzi do wzrostu opadów o około 50%, donoszą autorzy.

„Panele bezpośrednio zmniejszają albedo powierzchni, co prowadzi do większej absorpcji energii słonecznej i ocieplenia powierzchni, co z kolei wzmacnia saharyjski niż termiczny, prowadząc do większego unoszenia się powietrza i opadów” – wyjaśnił dr Li.

Jaki będzie wpływ na ludzi?

Większość pozytywny, mówią autorzy.

„Wzrost opadów przewidziany przez nasz model doprowadziłby do znacznej poprawy rolnictwa zasilanego deszczem w regionie, a wzrost wegetacji doprowadziłby do wzrostu produkcji zwierzęcej”, powiedziała dr Safa Motesharrei, z Uniwersytetu Maryland, inna autorka pracy.

„Sahara, Sahel i Bliski Wschód obejmują niektóre z najbardziej suchych regionów na świecie, doświadczając jednocześnie wysokiego wzrostu populacji i ubóstwa, a nasze badanie ma istotne implikacje dla rozwiązywania wzajemnie powiązanych wyzwań zrównoważonego rozwoju nexus energia-woda-żywność w tym regionie.”

Ale wzrost temperatury jest zły dla zmian klimatycznych, prawda?

Autorzy twierdzą, że wpływ ogrzewania wszystkich tych turbin i paneli nie zrobiłby istotnej różnicy.

„Lokalne ocieplenie spowodowane przez farmy wiatrowe i słoneczne jest znacznie mniejsze w porównaniu z ograniczonym przyszłym ociepleniem spowodowanym przez gazy cieplarniane, które implikowałaby energia odnawialna w tej skali” – powiedział dr Li.

Czy to zadziała w przypadku instalacji odnawialnych na mniejszą skalę?

Autorzy przyjrzeli się również innym pustynnym lokalizacjom w różnych częściach świata, ale stwierdzili, że wpływ na opady deszczu i wzrost roślinności był znacznie mniejszy. Uważają oni również, że mniejsza liczba paneli i turbin miałaby ograniczony wpływ.

„Ogólnie rzecz biorąc, wpływ na klimat zmniejsza się wraz z ograniczeniem instalacji, ale wynik ten zależy również w dużym stopniu od dokładnych lokalizacji” – powiedział dr Li.

„Modelowanie o wysokiej rozdzielczości może być konieczne do lepszego zbadania bardziej regionalnych wpływów farm wiatrowych i słonecznych.”

Czy powinniśmy teraz kontynuować duże instalacje na obszarach pustynnych?

„Tak, myślę, że tak”, powiedział dr Li.

„Głównym przesłaniem dla ludzi, decydentów i inwestorów są ogromne korzyści dla ludzi, społeczeństwa i ekosystemu wynikające z tych farm słonecznych i wiatrowych.”

„Mamy nadzieję, że w świetle naszych ustaleń, a także ze względu na podstawowy efekt klimatyczny tych farm, jakim jest redukcja antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych i wynikające z tego łagodzenie zmian klimatu, moglibyśmy przekształcić nasze źródła energii. To może prowadzić z kolei do utrzymania słodkiej wody, żywności i życia na naszej planecie.”

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie, Science.