葡萄牙实施全球最大风图谱计划

技术人员正在安装传感器。照片来源:智能盒子

本报讯位于葡萄牙东部的一个山风呼啸的峡谷现在到处都是机器。蹲伏的白色容器凝视着山腰，扫描激光穿过覆盖着桉树的陡坡，装有科学仪器的塔直接指向100米的天空。

守卫这个地方的国际小组将在接下来的五个月里测量这里强风的所有信息。一系列前所未有的气象设备将研究风速、风向和其他特征，为世界上最详细的风图计划做准备。目标是阐明复杂地形中风场的基本特征，帮助研究人员改进大气计算机模型，并使工程师能够确定在哪里安装风力涡轮机以获得最大的能量。

该项目的最终结果名为Perdigo，该项目还将改进空气污染如何沉积在山谷中的模型，并帮助无人驾驶飞机和飞机在多风的山区飞行。

萨拉·普赖尔是纽约伊萨卡康奈尔大学的一名大气科学家，她没有参加这个项目，她说:“这将是理解大气物理以及如何优化风能利用方面的一个彻底改变。”他说:“太棒了。”

通过将测试的风流模型与珀迪高计划的详细数据进行比较，研究人员可以将他们的发现应用到其他地方。加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的气象学家索尼娅·沃顿说:“吸取的教训将转化为大气模型的改进，为整个风能产业服务。”

风能占欧洲总能源的11%。然而，哥本哈根丹麦科技大学风能研究员雅各布·曼(Jakob Mann)表示，只有10%的风速变化能改变高达30%的能量输出。山区或林区的损失最大。

曼恩的€1400万新欧洲风图项目结合了葡萄牙风图研究和实验项目，目前是世界上同类项目中最大的。

葡萄牙波尔图大学的风能专家何塞·拉吉尼亚·帕尔马(José Laginha Palma)是该项目的负责人，他表示，2015年，珀迪高研究小组进行的一项试点实验发现，一个山脊的紊流顺风会影响下一个山脊的风型——这些细节可用于改进大气流动模型。

这种模型通常依赖于20世纪80年代在英格兰阿斯科旺的一座小山上进行的更简单的野外实验的结果。帕尔马说:“我们将更新和替换30年前的数据。”

葡萄牙拥有发达的风能产业，而珀迪高山脊已经有了一个涡轮机。大多数研究设备已经启动并投入运行。研究人员将在二月份安装剩余的设备。它们包括54根桅杆，装有测量风速、风向、温度、湿度和其他因素的仪器，即沿山脊和垂直于山脊每秒20次。与此同时，22种仪器将使用激光雷达技术在三维尺度上研究小尺度风场。

印第安纳州圣母院大学的流体动力学工程师哈里德拉·费尔南多(Harindra Fernando)指出，许多研究都集中在1公里尺度的风型研究上，但Perdigao实验是第一个将大尺度风型分辨率降低到100-500米的项目。

Fernando是从事Perdigo项目的美国研究人员的联合主管，国家科学基金会向该项目提供了340万美元。费尔南多说:“我们正在尝试做的是可以在世界任何地方‘便携’的事情。”

风能是指气流产生的动能。这是太阳能转换的一种形式。由于太阳辐射导致地球表面各部分受热不均匀，大气中的压力分布是不平衡的。在水平压力梯度的作用下，空气沿水平方向运动形成风。风能资源的总储量非常大。风能是一种储量大、分布广的可再生清洁能源，但其能量密度低且不稳定。在一定的技术条件下，风能可以作为一种重要的能源来开发和利用。风能利用是一项综合工程技术，它通过风力涡轮机将风的动能转化为机械能、电能和热能。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2017-02-16，第二版国际)