Том 36, номер 03, статья № 5

Акперов М. Г., Елисеев А. В. Ветроэнергетический потенциал высоких широт Северного полушария при современных климатических изменениях. // Оптика атмосферы и океана. 2023. Т. 36. № 03. С. 196–199. DOI: 10.15372/AOO20230305.
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Получены количественные оценки изменений ветроэнергетических ресурсов в высоких широтах Северного полушария с использованием данных реанализа ERA5 за 1979–2021 гг. При анализе оценивалась мощность ветроэнергетического потенциала (МВП). По данным реанализа ERA5, для современного климатического режима отмечено заметное увеличение МВП над Гренландским, Норвежским, Баренцевым, Карским и Чукотским морями, а также над европейской территорией России зимой, над Карским и Норвежским морями весной, а летом и осенью – общее увеличение МВП вдоль побережья Арктики, в частности над его российским сектором. Отмеченные изменения МВП достаточно хорошо коррелируют с отступлением морских льдов в Арктике, а также с индексом листовой поверхности, характеризующим шероховатость подстилающей поверхности в высоких широтах Северного полушария. Увеличение доли года, когда возможна работа ветрогенераторов, в Российской Арктике делает регион достаточно перспективным для использования и развития ветровой энергетики в условиях изменения климата.
 

Ключевые слова:

ветроэнергетические ресурсы, морской лед, индекс листовой поверхности, Арктика, изменение климата, реанализ

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Второй оценочный доклад Росгидромета об измене­ниях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М.: Росгидромет, 2014. 1535 c.
2. Алексеев Г.В., Радионов В.Ф., Александров Е.И., Иванов Н.Е., Харланенкова Н.Е. Изменения климата Арктики при глобальном потеплении // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 1(103). С. 32–41.
3. Мохов И.И., Парфенова М.Р. Связь протяженности антарктических и арктических морских льдов с температурными изменениями в 1979–2020 гг. // Докл. РАН. Науки о Земле. 2021. Т. 496, № 1. С. 71–77.
4. Previdi M., Smith K.L., Polvani L.M. Arctic amplification of climate change: A review of underlying mechanisms // Environ. Res. Lett. 2021. V. 16, N 9. DOI: 10.1088/1748-9326/ac1c29.
5. Пустовалов К.Н., Харюткина Е.В., Корольков В.А., Нагорский П.М. Изменчивость ресурсов солнечной и ветровой энергии в российском секторе Арктики // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 11. С. 908–914; Pustovalov K.N., Kharyutkina E.V., Korolkov V.A., Nagorskiy P.M. Variations in resources of solar and wind energy in the Russian sector of the Arctic // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 3. P. 282–288.
6. Кислов А.В., Суркова Г.В. Влияние глобального потепления на климатические ресурсы России // Экономика. Налоги. Право. 2021. Т. 14, № 4. С. 6–14.
7. Мохов И.И., Мохов О.И., Петухов В.К., Хайруллин Р.Р. Влияние глобальных климатических изменений на вихревую активность в атмосфере // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 1992. Т. 28, № 1. С. 11–26.
8. Akperov M., Rinke A., Mokhov I.I., Matthes H., Semenov V.A., Adakudlu M., Cassano J., Christensen J.H., Dembitskaya M.A., Dethloff K., Fettweis X., Glisan J., Gutjahr O., Heinemann G., Koenigk T., Koldunov N.V., Laprise R., Mottram R., Nikiéma O., Scinocca J.F., Sein D., Sobolowski S., Winger K., Zhang W. Cyclone activity in the Arctic from an ensemble of regional climate models (Arctic CORDEX) // J. Geophys. Res.: Atmos. 2018. DOI: 10.1002/2017JD027703.
9. Akperov M., Rinke A., Mokhov I.I., Semenov V.A., Parfenova M.R., Matthes H., Adakudlu M., Boberg F., Christensen J.H., Dembitskaya M.A., Dethloff K., Fettweis X., Gutjahr O., Heinemann G., Koenigk T., Koldunov N.V., Laprise R., Mottram R., Nikiéma O., Sein D., Sobolowski S., Winger K., Zhang W. Future projections of cyclone activity in the Arctic for the 21st century from regional climate models (Arctic-CORDEX) // Glob. Planet. Change. 2019. V. 182. DOI: 10.1016/j.gloplacha.2019.103005.
10. Khon V., Mokhov I.I., Pogarskiy F., Babanin A., Dethloff K., Rinke A., Matthes H. Wave heights in the 21st century Arctic Ocean simulated with a regional climate model // Geophys. Res. Lett. 2014. V. 41, N 8. P. 2956–2961. DOI: 10.1002/2014GL059847.
11. Интенсивные атмосферные вихри и их динамика / под ред. И.И. Мохова, М.В. Курганского, О.Г. Чхетиани. М.: ГЕОС, 2018. 482 с.
12. Мохов И.И., Акперов М.Г. Вертикальный темпера­турный градиент в тропосфере и его связь с припо­верхностной температурой по данным реанализа // Изв. РAH. Физ. aтмocф. и oкeaнa. 2006. Т. 42, № 4. C. 467–475.
13. Писарев А.Е. Использование ветроэнергетики в Арктике // Арктика: инновационные технологии, кадры, туризм. 2020. № 1. С. 441–444.
14. Лыжин Д.Н. Ветроэнергетика: возможности для Арк­тики // Арктика 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. 2021. № 1. С. 64–68. DOI: 10.51823/74670_2021_1_64.
15. Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Hirahara S., Horányi A., Muñoz-Sabater J., Nicolas J., Peubey C., Radu R., Schepers D., Simmons A., Soci C., Abdalla S., Abellan X., Balsamo G., Bechtold P., Biavati G., Bidlot J., Bonavita M., De Chiara G., Dahlgren P., Dee D., Diamantakis M., Dragani R., Flemming J., Forbes R., Fuentes M., Geer A., Haimberger L., Healy S., Hogan R.J., Hólm E., Janisková M., Keeley S., Laloyaux P., Lopez P., Lupu C., Radnoti G., de Rosnay P., Rozum I., Vamborg F., Villaume S., Thépaut J.-N. The ERA5 global reanalysis // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2020. V. 146, N 730. P. 1999–2049. DOI: 10.1002/qj.3803.
16. Николаев В.Г. Национальный Кадастр ветроэнергети­ческих ресурсов России и методические основы их определения / В.Г. Николаев, С.В. Ганага, Ю.И. Куд­ряшов; Научно-информационный центр «Атмограф», Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского и ОАО РАО «ЕЭС России». М.: Атмограф, 2008. 581 с.
17. Carvalho D., Rocha A., Costoya X., deCastro M., Gómez-Gesteira M. Wind energy resource over Europe under CMIP6 future climate projections: What changes from CMIP5 to CMIP6 // Renew. Sust. Energ. Rev. 2021. V. 151. P. 111594 DOI: 10.1016/j.rser.2021.111594.
18. Ramon J., Lledó L., Torralba V., Soret A., Doblas-Reyes F.J. What global reanalysis best represents near-surface winds? // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2019. V. 145, N 724. P. 3236–3251. DOI: 10.1002/qj.3616.
19. Minola L., Zhang F., Azorin-Molina C., Pirooz A.A.S., Flay R.G.J., Hersbach H., Chen D. Near-surface mean and gust wind speeds in ERA5 across Sweden: Towards an improved gust parametrization // Clim. Dyn. 2020. V. 55, N 3. P. 887–907. DOI: 10.1007/s00382-020-05302-6.
20. Akperov M., Semenov V.A., Mokhov I.I., Dorn W., Rinke A. Impact of Atlantic water inflow on winter cyclone activity in the Barents Sea: Insights from coupled regional climate model simulations // Environ. Res. Lett. 2020. V. 15, N 2. P. 24009. DOI: 10.1088/1748-9326/ab6399.
21. Jakobson L., Vihma T., Jakobson E. Relationships between sea ice concentration and wind speed over the Arctic Ocean during 1979–2015 // J. Clim. 2019. V. 32, N 22. P. 7783–7796. DOI: 10.1175/JCLI-D-19-0271.1.
22. Akperov M., Zhang W., Miller P.A., Mokhov I.I., Semenov V.A., Matthes H., Smith B., Rinke A. Responses of Arctic cyclones to biogeophysical feedbacks under future warming scenarios in a regional Earth system model // Environ. Res. Lett. 2021. DOI: 10.1088/1748-9326/ac0566.
23. Елисеев А.В. Глобальный цикл CO2: основные про­цессы и взаимодействие с климатом // Фундамент. и прикл. климатол. 2017. Т. 4. С. 9–31.
24. Canadell J.G., Monteiro P.M.S., Costa M.H., Cotrim da Cunha L., Cox P.M., Eliseev A.V., Henson S., Ishii M., Jaccard S., Koven C., Lohila A., Patra P.K., Piao S., Rogelj J., Syampungani S., Zaehle S., Zickfeld K. Global carbon and other biogeochemical cycles and feedbacks // Clim. Change. 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Masson-Delmotte V., Zhai P., Pirani A., Connors S.L., Péan C., Berger S., Caud N., Chen Y., Goldfarb L., Gomis M.I., Huang M., Leitzell K., Lonnoy E., Matthews J.B.R., Maycock T.K., Waterfield T., Yelek O., Yu R., Zhou B. Cambridge: Cambridge University Press, 2021. P. 673–816. DOI: 10.1017/9781009157896.007
25. Franks P.J., Adams M.A., Amthor J.S., Barbour M.M., Berry J.A., Ellsworth D.S., Farquhar G.D., Ghannoum O., Lloyd J., McDowell N., Norby R.J., Tissue D.T., von Caemmerer S. Sensitivity of plants to changing atmospheric CO2 concentration: From the geological past to the next century // New Phytologist. 2013. V. 197, N 4. P. 1077–1094.
26. Enquist B., Brown J., West G. Allometric scaling of plant energetics and population density // Nature. 1998. V. 395. P. 163–166.