机器已经入侵了葡萄牙东部一个风大的乡村山谷。矮胖的白色集装箱盯着山坡，激光扫过桉树成荫的山坡，而安装着科学仪器的塔楼则高耸入云100米。
他们的国际团队将在接下来的五个月里测量该地区风的一切情况。前所未有的气象设备将研究世界上最详细的风力测绘项目的速度、方向和其他特征。目的是阐明风在复杂地形上流动的基本特性，以帮助研究人员改进大气计算机模型，并使工程师能够决定在哪里安装风力涡轮机以从中获得最大能量。
这个名为 Perdigão 的项目的成果还将改进空气污染沉入山谷的模型，并帮助无人机和飞机在阵风肆虐的山区地形中导航。
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“这将彻底改变我们对大气物理学的理解，以及如何最佳地利用风能，”纽约伊萨卡康奈尔大学的大气科学家萨拉·普赖尔说，她参与了这个项目。“这太棒了。”
通过根据 Perdigão 的详细数据测试风流模型，研究人员将能够在其他地方应用他们的发现。“吸取的教训将转化为整个风能社区的改进的大气模型，”加利福尼亚州利弗莫尔的劳伦斯利弗莫尔国家实验室的气象学家索尼娅·沃顿说。
欧洲 11% 的总能源来自风能。但是，丹麦哥本哈根附近丹麦技术大学的风能研究员雅各布·曼恩说，风速仅变化 10% 就会使产生的能量变化高达 30%。而且，在丘陵或森林地区，损失最大。曼恩领导了耗资 1400 万欧元（1490 万美元）的新欧洲风力图集项目，该项目是一系列风力测绘研究和实验，其中葡萄牙的项目是最大的。
Perdigão 团队在 2015 年进行的一项试点实验发现，一个山脊的下风湍流会影响下一个山脊的风模式——这种细节可以改进大气流动的模型，葡萄牙波尔图大学的风能专家、该项目负责人何塞·拉吉尼亚·帕尔马说。
此类模型通常依赖于 1980 年代在英国 Askervein 的一座山丘及其周围进行的更简单的现场实验的测量。“我们将更新并替换 30 年前的旧数据，”帕尔马说。
葡萄牙拥有发达的风力发电产业，Perdigão 山脊上已经安装了一台涡轮机。该地点的风通常以大约 8 米/秒的速度横扫并向下穿过两个陡峭的山脊，但它们的最大风速可达 40 米/秒。最近的一次阵风将其中一个山脊上的临时办公室拖车的门吹掉了。康奈尔大学的风力工程师、目前在该现场工作的丽贝卡·巴特尔米说，了解这种阵风发生在哪里可以帮助涡轮机工程师利用稳定的风力，同时避免被最大的阵风损坏。
许多科学设备已经启动并运行，研究人员将在整个二月份安装其余设备。该装置包括 54 个桅杆，配备了仪器，用于以每秒 20 次的速度测量沿山脊和垂直于山脊的风速、方向、温度、湿度和其他因素。22 台仪器将使用基于激光的激光雷达技术研究三维小规模风流。
印第安纳州圣母大学的流体动力学工程师哈林德拉·费尔南多说，许多研究已经考察了 1 公里范围内的风模式，但 Perdigão 实验是第一个将大规模风力测绘推至 100-500 米分辨率的实验。
他是参与 Perdigão 研究的美国研究人员的联合负责人，这些研究人员获得了美国国家科学基金会 340 万美元的资助。“我们正在努力做的事情在世界任何地方都适用，”他说。
本文经许可转载，并于 2017 年 2 月 14 日首次发表。