Hvernig sólarbú móta staðbundið loftslag og gróður á þurrum svæðum

Vísindamenn frá Kínversku vísindaakademíunni (CAS) hafa rannsakað kólnaeyjaáhrif af völdum ljósavirkja (CIE) á þurrum svæðum og komist að því að þau hafa veruleg áhrif á nærliggjandi gróður, þar sem stefnu og umfang áhrifa hans stjórnast af landfræðilegu samhengi og árstíðabundnum þáttum.

CIE vísar til ástands þar sem tiltekið svæði er kaldara en umhverfið vegna mismunandi yfirborðseiginleika og orkujafnvægis. Í PV verksmiðjum getur þetta átt sér stað vegna skyggingar á spjaldinu, minni-sólarupptöku á jörðu niðri, umbreytingu sólarljóss í rafmagn og aukinnar varmaleiðingar.

„Við greindum átta PV plöntur á þurrum svæðum í Kína með því að nota Landsat-8 yfirborðshitastig á landi, staðlaðan mismun gróðurvísitölu, biðminni og hlutabyggingu jöfnulíkana (PLS-SEM),“ útskýrði hópurinn. "Átta PV orkuver voru valdar fyrir þessa rannsókn, sem eru staðsettar á þurru svæðum Kína, sérstaklega í Xinjiang, Innri Mongólíu, Gansu og Qinghai."

Vísindamennirnir notuðu gögn um land yfirborðshita (LST) frá 2022, fengnar úr árstíðabundnum myndum sem teknar voru af Landsat 8. Þessi LST gagnasöfn voru notuð til að mæla köldu eyjaáhrifin af völdum ljósvökva (PV) með tveimur lykilmælingum: kælistyrk (XD), skilgreind sem hitamunur á milli umhverfis PV álversins og kælingu, hversu langt umhverfi PV álversins og hversu langt kælisvæði þess, kæliáhrif ná út frá uppsetningunni.

Að auki voru sömu fjarkönnunargögn notuð til að reikna út gróðurvísitölur, sérstaklega kjarna-normalized difference gróðurvísitölu (kNDVI), til að meta gróðursvörun bæði innan kælda svæðisins og á aðliggjandi svæðum utan áhrifa þess. Þetta gerði rannsakendum kleift að meta ekki aðeins staðbundið umfang kæliáhrifa heldur einnig vistfræðileg áhrif þeirra á gangverki vaxtar plantna á mismunandi svæðum.

Niðurstöðurnar sýndu að kælistyrkur (XD) náði hæsta gildi sínu, 3,1 C á sumrin í Wuzhong City (WZ), en lægsta gildið, 0,02 C, sást á haustin í Hongshagang Town, Minqin County, Gansu Province (HSG). Að auki voru köldu eyjaáhrifin (CIE) ekki til staðar á vissum árstíðum á nokkrum stöðum, þar á meðal Urad Banner (WLTQ) á vorin, Huanghuatan Town (HHT) á haustin og Hami (HM) á veturna.

Þar að auki bentu niðurstöðurnar til þess að sumarið sýndi almennt hækkuð XD gildi, þar á meðal 2,1 C á Dalad Banner (DLT) og 3,1 C hámark í Wuzhong City. Aftur á móti sýndu vetraraðstæður meiri staðbundna breytileika: Gonghe County (GH) skráði tiltölulega hátt XD upp á 2,6 C, en Huanghuatan Town og Dalad Banner héldust töluvert lægri, 0,31 C og 0,9 C, í sömu röð.

Á öllum átta rannsóknarstöðum kom í ljós að kælivegalengdin var mjög breytileg, allt frá 120 m til 540 m, sem undirstrikar stóran -sértækan mun á staðbundnu umfangi svala eyjaáhrifanna.

Líkönun á byggingu jöfnunar að hluta (PLS-SEM) leiddi ennfremur í ljós að formfræðileg flókið er ríkjandi drifkraftur kæliáhrifanna, á meðan stærri ljósavirkjastærð hefur sterk bælandi áhrif. Loftslagsskilyrði reyndust einnig hafa jákvæð áhrif, þó í minna mæli. Samanlagt útskýrðu þessir þættir um það bil 63% af breytileikanum í kælistyrk og umfangi.

Greiningin gaf einnig til kynna að gróðurviðbrögð eru mjög misjöfn milli staða og árstíða, allt eftir bæði staðbundnum veðurskilyrðum og styrk kælandi áhrifa.

"Við lögðum til landfræðilega aðgreindan 'PV CIE-gróðurviðbragð' ramma. Miðlungs-stærð, dreifðar plöntur með yfirburða lögun eru æskilegar á tiltölulega þurrum og hlýjum svæðum," sögðu fræðimennirnir að lokum. "Hins vegar, á köldum svæðum- í mikilli hæð, getur aðlögun halla og minnkað þéttleika spjaldsins dregið úr hættu á gróðurfari."

Niðurstöður þeirra birtust í „Quantifying photovoltaic power plant-induced cool island effect and groot response in arid regions,“ birt í Ecological Indicators. Vísindamenn frá kínversku vísindaakademíunni, Huadian Gansu Energy Corporation í Kína, PowerChina Beijing Engineering Corporation og háskólanum í Reading í Bretlandi hafa lagt sitt af mörkum til rannsóknarinnar.