La energía eólica está en camino de abastecer casi una quinta parte de la demanda mundial de electricidad para 2050, según el Global Wind Energy Council. Si bien las turbinas eólicas generalmente se consideran una alternativa sostenible a las fuentes de energía tradicionales, Se sabe relativamente poco sobre el impacto que tienen en su entorno inmediato. Un equipo de investigación colaborativa con sede en Beijing, Porcelana, está trabajando para comprender mejor el efecto que tienen los parques eólicos a nivel local y mundial mediante el examen del rendimiento de los modelos predictivos que se utilizan actualmente para pronosticar su efecto. Su análisis se publica en Avances en ciencias atmosféricas .

"Los estudios de observación y modelado indican que los parques eólicos pueden influir potencialmente en el clima local al contribuir a la turbulencia del aire y reducir la velocidad del viento aguas abajo del parque, "dijo Guo Zhenhai, autor del artículo y profesor del Laboratorio Estatal Clave de Modelado Numérico para Ciencias Atmosféricas y Dinámica de Fluidos Geofísicos del Instituto de Física Atmosférica de la Academia de Ciencias de China. "Las observaciones directas son limitadas, aunque, por lo que las técnicas de modelado se han convertido en una valiosa herramienta de investigación para examinar los impactos que tienen los parques eólicos ".

El viento mueve los largos brazos de una turbina. Mientras los brazos giran transfieren la energía cinética del viento a los engranajes dentro de la turbina. La energía finalmente llega a un generador, donde se traduce en electricidad. Los vientos más fuertes ayudan a los parques eólicos a producir aún más electricidad. Sin embargo, como la energía cinética es absorbida por las turbinas, los vientos parecen amainar cuando llegan a tierra más allá del parque eólico.

Un cambio en el viento podría cambiar factores críticos para la agricultura en áreas locales, como la temperatura y los niveles de humedad en el aire y el suelo, según los investigadores. Pero, debido al gran tamaño de los parques eólicos, y la naturaleza cambiante de la velocidad del viento, topografía, otras variables influyentes, Hay muy pocos datos observables sobre cómo los parques eólicos influyen exactamente en sus vecinos.

Los científicos suelen utilizar modelos climáticos para ver cómo cambian ciertos parámetros, como un aumento de temperatura, podría afectar la lluvia en un área en particular, pero están muy calibrados y validados con datos observables. Los dos modelos computacionales utilizados para predecir cómo los parques eólicos afectan el medio ambiente que los rodea no tienen la misma información del mundo real disponible para comparar la precisión. según Guo.

Los dos sistemas, denominada Parametrización de parques eólicos e Investigación y predicción meteorológicas, normalmente se combinan para garantizar mejor comportamientos similares en todos los pronósticos. A medida que los parámetros cambian en diferentes escenarios de modelado, los investigadores necesitan saber si el comportamiento predicho es el resultado de una nueva variable o si está causado por una falla computacional. Esa determinación es casi imposible de hacer sin la validación adecuada.

En un esfuerzo por comprender mejor cómo los modelos predicen los resultados meteorológicos sin puntos de datos duros, los investigadores examinaron cómo validar las resoluciones del modelo contra sí mismo. La resolución es el nivel de detalle de un punto de interés de estudio específico, como límites geográficos precisos. Un modelo con una resolución geográfica baja podría ejecutar simulaciones del efecto del viento en cientos de millas; una alta resolución podría reducir las simulaciones a áreas más precisas.

"Si bien el modelo acoplado se usa ampliamente, no está bien validado debido a la falta de datos de observación directa, "Dijo Guo." De hecho, en la mayoría de los estudios donde se utiliza el modelo acoplado, se observa que las resoluciones del modelo juegan un papel importante en la reproducción de los pocos conjuntos de datos de observación que están disponibles ".

La elección de la resolución del modelo para ciertas variables sobre otras puede sesgar enormemente los resultados, y, para recrear las condiciones del mundo real, Los escenarios de modelado necesitan resoluciones variables para diferentes parámetros.

Guo y su equipo examinaron específicamente las resoluciones verticales y horizontales, que controlan cómo el modelo simula el flujo de viento en todo el parque eólico y más allá de él. Descubrieron que las resoluciones verticales y horizontales más altas afectaban la forma en que se movía el viento en las simulaciones, y la resolución horizontal podría influir significativamente en el comportamiento de la temperatura de la superficie y el vapor de agua.

"Necesitamos más modelos y estudios de observación durante un período de tiempo más largo y una gama más amplia de condiciones atmosféricas para comprender cómo desplegar la energía eólica de manera óptima, "Dijo Guo." El proceso de validación que hemos emprendido es un paso importante en la especificación de las condiciones límite para garantizar que los términos del sistema puedan representar actualmente la situación observada.