作為清潔能源的重要組成部分，大規(guī)模光伏電站的建設(shè)是否會(huì)引起局地地表溫度的顯著變化？這一問題隨著光伏電站的迅速發(fā)展而備受關(guān)注。

地表溫度變化影響可忽略不計(jì)

中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所4月27日向媒體發(fā)布消息說，該所地氣作用與氣候效應(yīng)團(tuán)隊(duì)最近利用高分辨率數(shù)據(jù)集與機(jī)器學(xué)習(xí)模型，系統(tǒng)評(píng)估了中國(guó)光伏電站對(duì)地表溫度的影響。結(jié)果表明，雖然光伏電站存在“白天增溫、夜間降溫”的現(xiàn)象，但其日平均增溫效應(yīng)僅為0.01℃，在全中國(guó)區(qū)域尺度上，這一差異幾乎可忽略不計(jì)。

這項(xiàng)研究成果論文近日在國(guó)際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《地球物理學(xué)研究雜志-大氣》發(fā)表，填補(bǔ)了中國(guó)全區(qū)域光伏電站溫度影響研究的空白。

論文共同通訊作者、中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所韓存博研究員和馬耀明研究員分析認(rèn)為，光伏電站內(nèi)外地表溫度的差異是由多種關(guān)鍵因素共同主導(dǎo)的。這些因素包括地表反照率、歸一化植被指數(shù)、感熱通量、潛熱通量、風(fēng)速以及向下短波輻射。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，這些因素的貢獻(xiàn)程度并非固定不變，而是隨著晝夜更替和季節(jié)周期發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。

他們表示，本項(xiàng)研究揭示出光伏電站通過地氣相互作用過程產(chǎn)生的局地尺度氣候反饋機(jī)制，消除了關(guān)于大規(guī)模光伏開發(fā)可能顯著改變地表熱環(huán)境的顧慮，為推動(dòng)中國(guó)太陽(yáng)能資源的可持續(xù)利用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

在不同地形和季節(jié)中存在差異

研究團(tuán)隊(duì)指出，隨著中國(guó)“雙碳”(碳達(dá)峰、碳中和)戰(zhàn)略的推進(jìn)，光伏電站建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，對(duì)地表溫度的影響越來(lái)越受到人們的關(guān)注，而地表溫度又是衡量地表能量平衡的重要指標(biāo)，直接反映光伏電站與局地氣候的相互作用。不過，以往的研究主要集中在單個(gè)電站或局部區(qū)域，缺乏對(duì)中國(guó)全區(qū)域的關(guān)注與宏觀評(píng)估。

為此，研究團(tuán)隊(duì)基于1公里分辨率的逐日全天候地表溫度數(shù)據(jù)集及再分析資料，引入隨機(jī)森林回歸模型，對(duì)中國(guó)光伏電站的地表溫度效應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)性量化分析，研究數(shù)據(jù)揭示出光伏電站對(duì)地表溫度影響的復(fù)雜機(jī)制。

結(jié)果顯示，光伏電站對(duì)地表溫度的影響呈現(xiàn)出顯著的晝夜差異，白天主要表現(xiàn)為增溫效應(yīng)，平均幅度為0.10℃；夜間主要表現(xiàn)為降溫效應(yīng)，平均幅度為-0.09℃，光伏電站的日平均增溫效應(yīng)僅為0.01℃。從宏觀尺度來(lái)看，光伏電站建設(shè)并未對(duì)地表溫度造成顯著的熱環(huán)境改變。

盡管光伏電站對(duì)地表溫度變化影響的總體差異可忽略，但這次研究也發(fā)現(xiàn)特定環(huán)境下的顯著特征。

論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所博士生段春暉介紹說，光伏電站的氣候效應(yīng)在不同地形和季節(jié)中存在差異，影響程度從草地、耕地到林地依次增強(qiáng)。

其中，林地的增溫效應(yīng)最為顯著，白天最高可達(dá)0.28℃。夏季白天的增溫效應(yīng)(0.29℃)和冬季夜間的降溫效應(yīng)(-0.13℃)最強(qiáng)；從日平均值看，表現(xiàn)為夏季微弱增溫(0.12℃)，冬季微弱降溫(-0.05℃)。