• Articles
• admin

världens mest förbjudna öknar kan vara de bästa platserna på jorden för att skörda solenergi, vilket är den mest rikliga och rena energikällan vi har.

öknar är rymliga, relativt plana, rika på kisel — råmaterialet för halvledarna från vilka solceller tillverkas — och aldrig brist på solljus. Faktum är att de 10 största solanläggningarna runt om i världen ligger i öknar eller torra områden.

forskare föreställer sig att det kan vara möjligt att omvandla världens största öken, Sahara, till en jätte solgård, som kan möta fyra gånger världens nuvarande energibehov. Ritningar har utarbetats för projekt i Tunisien och Marocko som skulle leverera el till miljontals hushåll i Europa.

medan de svarta ytorna på solpaneler absorberar det mesta av solljuset som når dem, omvandlas bara cirka 15 procent av den inkommande energin till El; resten återförs till miljön som värme. Panelerna är vanligtvis mycket mörkare än marken de täcker, så en stor yta av solceller kommer att absorbera mycket extra energi och avge den som värme, vilket påverkar klimatet.

om dessa effekter bara var lokala, kanske de inte spelar någon roll i en glesbefolkad och karg öken. Men omfattningen av de installationer som behövs för att göra en buckla i världens efterfrågan på fossil energi skulle vara stor och täcka tusentals kvadratkilometer. Värme som återutsänds från ett område som denna storlek kommer att omfördelas av luftflödet i atmosfären, vilket har regionala och till och med globala effekter på klimatet.

massiv solgårdsinstallation kan skapa mer fuktiga förhållanden och även en grönare Saharaöknen

en 2018-studie använde en klimatmodell för att simulera effekterna av lägre albedo på landytan av öknar orsakade av att installera massiva solparker. Albedo är ett mått på hur väl ytor reflekterar solljus. Sand, till exempel, är mycket mer reflekterande än en solpanel och så har en högre albedo.

modellen avslöjade att när storleken på Solgården når 20 procent av Sahara totala yta, utlöser den en återkopplingsslinga. Värme som emitteras av de mörkare solpanelerna (jämfört med den mycket reflekterande ökenjorden) skapar en brant temperaturskillnad mellan landet och de omgivande oceanerna som i slutändan sänker ytluftstrycket och får fuktig luft att stiga och kondensera till regndroppar. Med mer monsunregn växer växter och öknen reflekterar mindre av solens energi, eftersom vegetationen absorberar ljus bättre än sand och jord. Med fler växter närvarande förångas mer vatten, vilket skapar en fuktigare miljö som får vegetationen att spridas.

detta scenario kan verka fantasifullt, men studier tyder på att en liknande återkopplingsslinga höll mycket av Sahara grönt under den afrikanska fuktiga perioden, som bara slutade för 5000 år sedan.

så en jätte solgård kan generera gott om energi för att möta den globala efterfrågan och samtidigt förvandla en av de mest fientliga miljöerna på jorden till en beboelig oas.

låter perfekt, eller hur? Inte riktigt.

i en ny studie använde vi en avancerad Jordsystemmodell för att noggrant undersöka hur Sahara solparker interagerar med klimatet. Vår modell tar hänsyn till de komplexa återkopplingarna mellan de interaktiva sfärerna i världens klimat-atmosfären, havet och landet och dess ekosystem. Det visade att det kan finnas oavsiktliga effekter i avlägsna delar av landet och havet som kompenserar eventuella regionala fördelar över Sahara själv.

konsekvenserna av en varmare, grönare Sahara skulle kännas runt om i världen, från torka i Amazonas till havsförlust i Arktis

som täcker 20 procent av Sahara med solparker höjer lokala temperaturer i öknen med 1, 5 CCB enligt vår modell. Vid 50 procent täckning är temperaturökningen 2,5 C. Denna uppvärmning kommer så småningom att spridas runt om i världen genom atmosfär och havsrörelse, vilket höjer världens medeltemperatur med 0.16 CCB för 20 procent täckning och 0.39 CCB för 50 procent täckning.

den globala temperaturskiftet är dock inte enhetligt — polarområdena skulle värma mer än tropikerna, vilket ökar havsisförlusten i Arktis. Detta kan ytterligare påskynda uppvärmningen, eftersom smältande havsis exponerar mörkt vatten som absorberar mycket mer solenergi.

denna massiva nya värmekälla i Sahara omorganiserar global luft-och havscirkulation, vilket påverkar nederbördsmönster runt om i världen. Det smala bandet av kraftigt regn i tropikerna, som står för mer än 30 procent av den globala Nederbörden och stöder regnskogarna i Amazonas och Kongobassängen, skiftar norrut i våra simuleringar.

för Amazonasregionen orsakar detta torka eftersom mindre fukt kommer från havet. Ungefär samma mängd ytterligare Nederbörd som faller över Sahara på grund av solpanelernas ytförmörkande effekter förloras från Amazonas. Modellen förutspår också mer frekventa tropiska cykloner som träffar nordamerikanska och Östasiatiska kuster.

några viktiga processer saknas fortfarande i vår modell, till exempel damm som blåses från stora öknar. Saharan damm, som bärs på vinden, är en viktig källa till näringsämnen för Amazonas och Atlanten.

så en grönare Sahara kan ha en ännu större global effekt än våra simuleringar föreslog.

vi börjar bara förstå de potentiella konsekvenserna av att etablera massiva solparker i världens öknar. Lösningar som detta kan hjälpa samhället att övergå från fossil energi, men Jordsystemstudier som våra understryker vikten av att överväga de många kopplade svaren från atmosfären, oceanerna och landytan när man undersöker deras fördelar och risker.

den här artikeln publiceras från konversationen under en Creative Commons-licens.

titta på den här TED – Ed-lektionen och lär dig om solenergins största hinder och hur forskare försöker ta itu med det: