今年夏天，科学家们发表了首个全面探讨气候变化对美国风速影响的研究。报告并不令人鼓舞。三十年的数据似乎表明，未来全球变暖将使风速降低到足以阻碍新兴风力发电行业的程度。但真正的故事，就像气候科学中的许多故事一样，要复杂得多。
这项关于风速下降的研究来自印第安纳大学大气科学项目教授兼主任萨拉·普赖尔领导的团队。它检查了美国各地数百个地点的风速数据。该团队试图纠正仪器位置的任何变化（例如，如果机场将其风速计放置在新的控制塔顶上会发生的情况），并计算了每个地点的年平均风速。普赖尔和她的同事发现，在美国大部分地区，风速似乎正在减弱，在许多地方每年减弱超过 1%。
这种下降可能尤其有害，因为涡轮机对风速变化呈指数级敏感。* 如果风速仅加快 15%，涡轮机将产生多 50% 的电力。相反，平均风速的下降将显着降低功率输出。大多数显示风速下降最显着的地区都沿着从德克萨斯州延伸到五大湖区的走廊分布，这里是美国 60% 的已安装风力发电机的所在地。
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然而，情况可能不像数据暗示的那么糟糕。对风速的直接观测本质上存在问题。普赖尔说，风速计远不如温度计准确和一致。此外，研究中使用的几乎所有地点都靠近快速发展的城市地区，这些地区可能会以不可预测的方式改变风模式。与某些地点可以追溯到 150 年前的温度测量不同，相对准确和广泛的风测量仅在 1970 年代才开始——这几乎不足以从嘈杂的数据中提取出细微的趋势。
由于风速的直接测量非常不稳定，普赖尔的团队还追踪了间接测量。这些测量来自地表温度和压力记录以及气球和卫星调查。计算机处理数据以生成一系列丰富的大气肖像——一种无需测量风即可测量风速的方法。这种“再分析”数据没有显示任何变化。普赖尔说：“如果有一种机制导致你的风速发生变化”——例如全球变暖——“那么它应该在观测数据和再分析数据中都显而易见。” 如果只有两者之一显示出影响，没有人可以肯定地说发生了什么。
对于风力发电行业来说，最重要的变化将是峰值风速，因为只有当风速超过每小时约 25 英里时，涡轮机才能输出大部分功率。尽管结论是初步的，但全球气候模型表明，在北半球，风暴路径应该向北移动，为更高的纬度地区带来更多阵风暴。“美国北部到加拿大可能会看到峰值风速增加，”普赖尔说，“而南部地区可能会看到下降。”
然而，任何下降都应该仍然让风电场有充足的资源可供利用。哈佛大学的陆玺最近的一项研究计算得出，美国风力发电的潜力可能是该国目前发电量的 16 倍。该研究将潜在的风电场位置限制在风速高的农村、非森林地点（陆上和海上）。在相同的限制条件下，全球风能至少可以供应目前电力消耗的 40 倍。
劳伦斯伯克利国家实验室的工作人员科学家、政府间气候变化专门委员会即将发布的关于可再生能源和气候变化的特别报告的作者瑞安·怀瑟表示，陆玺的研究只是证实了“美国风能绝对没有资源限制”。或者，正如普赖尔所说，“可能存在区域赢家和输家，但风将继续吹拂。”
注意：本文最初印刷时的标题为“风向标”。
*澄清（2009 年 11 月 24 日）：此表达式并非字面意思。涡轮机发电量与风速的立方成正比。