Ερευνητές στην Κίνα μελέτησαν το φαινόμενο ψυχρής νησίδας (CIE) σε 8 τοποθεσίες - Σύγκριση αποτελεσμάτων μεταξύ καλοκαιριού και φθινοπώρου
Ερευνητές από την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών (CAS) διερεύνησαν το φαινόμενο ψυχρής νησίδας (CIE) που προκαλείται από φωτοβολταϊκά πάρκα σε άνυδρες περιοχές και διαπίστωσαν ότι επηρεάζει σημαντικά την περιβάλλουσα βλάστηση, με την κατεύθυνση και το μέγεθος της επίδρασής του να διέπονται από το γεωγραφικό πλαίσιο και τους εποχιακούς παράγοντες.
Τα ευρήματά τους δημοσιεύθηκαν στο Ecological Indicators.
Ερευνητές από την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, την Huadian Gansu Energy Corporation της Κίνας, την PowerChina Beijing Engineering Corporation και το Πανεπιστήμιο Reading του Ηνωμένου Βασιλείου έχουν συνεισφέρει στη μελέτη.
Το CIE αναφέρεται σε μια κατάσταση κατά την οποία μια συγκεκριμένη περιοχή είναι πιο δροσερή από το περιβάλλον της λόγω διαφορών στις ιδιότητες της επιφάνειας και το ενεργειακό ισοζύγιο.
Στις φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις, αυτό μπορεί να συμβεί λόγω σκίασης των πάνελ, μειωμένης ηλιακής απορρόφησης στο επίπεδο του εδάφους, μετατροπής του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια και βελτιωμένης απαγωγής θερμότητας μέσω συναγωγής.
«Αναλύσαμε οκτώ φωτοβολταϊκά πάρκα στις άνυδρες περιοχές της Κίνας χρησιμοποιώντας τη θερμοκρασία επιφάνειας της γης Landsat-8, τον δείκτη βλάστησης με κανονικοποιημένη διαφορά πυρήνα, την ανάλυση buffer και τη μοντελοποίηση μερικών ελαχίστων τετραγώνων (PLS-SEM)», εξήγησε η ομάδα. «Οκτώ φωτοβολταϊκά πάρκα επιλέχθηκαν για αυτή τη μελέτη, τα οποία βρίσκονται στις άνυδρες περιοχές της Κίνας, συγκεκριμένα στο Xinjiang, την Εσωτερική Μογγολία, το Gansu και το Qinghai».
Τι χρησιμοποίησαν οι επιστήμονες
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν δεδομένα θερμοκρασίας επιφάνειας γης (LST) από το 2022, που προέκυψαν από εποχιακές εικόνες που καταγράφηκαν από τον Landsat 8.
Αυτά τα σύνολα δεδομένων LST χρησιμοποιήθηκαν για την ποσοτικοποίηση του φαινομένου του ψυχρού νησιού που προκαλείται από το φωτοβολταϊκό (Φ/Β) πάρκο μέσω δύο βασικών μετρήσεων: την ένταση ψύξης (XD) που ορίζεται ως η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της περιοχής του Φ/Β πάρκου και του περιβάλλοντος και την απόσταση ψύξης (Dist) η οποία περιγράφει πόσο μακριά εκτείνεται η επίδραση ψύξης προς τα έξω από την εγκατάσταση.
Επιπλέον, τα ίδια δεδομένα τηλεπισκόπησης (επιστήμη παρατήρησης φαινομένων και χαρακτηριστικών από απόσταση) χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό δεικτών βλάστησης, ιδιαίτερα του δείκτη βλάστησης με κανονικοποιημένη διαφορά πυρήνα (kNDVI), για την αξιολόγηση των αποκρίσεων της βλάστησης τόσο εντός της ψυχόμενης ζώνης όσο και σε παρακείμενες περιοχές πέρα από την επιρροή της.
Αυτό επέτρεψε στους ερευνητές να αξιολογήσουν όχι μόνο την χωρική έκταση του φαινομένου ψύξης αλλά και τον οικολογικό αντίκτυπό του στη δυναμική ανάπτυξης των φυτών σε διαφορετικές ζώνες.
Αποτελέσματα
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ένταση ψύξης (XD) έφτασε στην υψηλότερη τιμή της, των 3,1 C το καλοκαίρι στην πόλη Wuzhong (WZ).
Η χαμηλότερη τιμή των 0,02 C παρατηρήθηκε το φθινόπωρο στην πόλη Hongshagang, στην κομητεία Minqin, στην επαρχία Gansu (HSG). Επιπλέον, το φαινόμενο του ψυχρού νησιού (CIE) δεν υπήρχε σε ορισμένες εποχές σε διάφορες τοποθεσίες, συμπεριλαμβανομένων των Urad Banner (WLTQ) την άνοιξη, Huanghuatan Town (HHT) το φθινόπωρο και Hami (HM) τον χειμώνα.
Επιπλέον, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το καλοκαίρι γενικά παρουσίασε αυξημένες τιμές XD, συμπεριλαμβανομένων 2,1 C στο Dalad Banner (DLT) και μιας κορύφωσης 3,1 C στην πόλη Wuzhong.
Αντίθετα, οι χειμερινές συνθήκες παρουσίασαν μεγαλύτερη χωρική μεταβλητότητα: Η κομητεία Gonghe (GH) κατέγραψε σχετικά υψηλή XD 2,6 C, ενώ η πόλη Huanghuatan και το Dalad Banner παρέμειναν σημαντικά χαμηλότερα, στους 0,31 C και 0,9 C, αντίστοιχα.
Στις 8 τοποθεσίες μελέτης, η απόσταση ψύξης διαπιστώθηκε ότι ποικίλλει σημαντικά, κυμαινόμενη από 120 m έως 540 m, υπογραμμίζοντας ισχυρές διαφορές ανά τοποθεσία στην χωρική έκταση του φαινομένου του ψυχρού νησιού.
Η μοντελοποίηση δομικών εξισώσεων μερικών ελαχίστων τετραγώνων (PLS-SEM) αποκάλυψε περαιτέρω ότι η μορφολογική πολυπλοκότητα είναι ο κυρίαρχος παράγοντας του φαινομένου ψύξης, ενώ το μεγαλύτερο μέγεθος φωτοβολταϊκού σταθμού ασκεί ισχυρή κατασταλτική επίδραση.
Συμβολή των κλιματικών συνθηκών
Διαπιστώθηκε επίσης ότι οι κλιματικές συνθήκες συμβάλλουν θετικά, αν και σε μικρότερο βαθμό. Συνολικά, αυτοί οι παράγοντες εξήγησαν περίπου το 63% της παρατηρούμενης διακύμανσης στην ένταση και την έκταση της ψύξης.
Η ανάλυση υπέδειξε επιπλέον ότι οι αποκρίσεις της βλάστησης είναι ιδιαίτερα ετερογενείς μεταξύ των τοποθεσιών και των εποχών, ανάλογα τόσο με τις τοπικές κλιματικές συνθήκες όσο και με την ισχύ του φαινομένου ψύξης.
«Προτείναμε ένα γεωγραφικά διαφοροποιημένο πλαίσιο «PV CIE–απόκριση βλάστησης». Μεσαίας κλίμακας, αποκεντρωμένες εγκαταστάσεις με ανώτερη πολυπλοκότητα σχήματος είναι προτιμότερες σε σχετικά ξηρές και θερμές περιοχές.
Ωστόσο, σε ψυχρές περιοχές μεγάλου υψομέτρου, η προσαρμογή της κλίσης και η μείωση της πυκνότητας των πάνελ μπορεί να μετριάσει τους κινδύνους βλάστησης», κατέληξαν οι ακαδημαϊκοί.
www.worldenergynews.gr
