Vind- och solkraftsparker är kända för att ha lokala effekter på värme, luftfuktighet och andra faktorer som kan vara fördelaktiga – eller skadliga – för de regioner där de är belägna. En ny klimatmodelleringsstudie visar att en massiv vind- och solinstallation i Saharaöknen och angränsande Sahel skulle öka den lokala temperaturen, nederbörd och vegetation. Övergripande, forskarna rapporterar, effekterna skulle sannolikt gynna regionen.

Studien, redovisas i tidskriften Vetenskap , är bland de första som modellerar klimateffekterna av vind- och solinstallationer samtidigt som man tar hänsyn till hur vegetationen reagerar på förändringar i värme och nederbörd, sa huvudförfattaren Yan Li, en postdoktor i naturresurser och miljövetenskap vid University of Illinois.

"Tidigare modelleringsstudier har visat att storskaliga vind- och solkraftsparker kan producera betydande klimatförändringar på kontinental skala, ", sa Li. "Men bristen på vegetationsåterkopplingar kan göra de modellerade klimatpåverkan mycket annorlunda än deras faktiska beteende.

Den nya studien, ledde tillsammans med Eugenia Kalnay och Safa Motesharrei vid University of Maryland, fokuserade på Sahara av flera skäl, sa Li.

"Vi valde det för att det är den största öknen i världen; det är glest bebott; det är mycket känsligt för landförändringar; och det är i Afrika och nära Europa och Mellanöstern, som alla har stora och växande energibehov, " han sa.

Vind- och solparkerna som simulerades i studien skulle täcka mer än 9 miljoner kvadratkilometer och generera, i genomsnitt, cirka 3 terawatt och 79 terawatt elektrisk effekt, respektive.

"År 2017, det globala energibehovet var bara 18 terawatt, så detta är uppenbarligen mycket mer energi än vad som för närvarande behövs över hela världen, " sa Li.

Modellen avslöjade att vindkraftsparker orsakade regional uppvärmning av lufttemperaturen nära ytan, med större förändringar i lägsta temperaturer än maxtemperaturer.

"Den större nattliga uppvärmningen sker eftersom vindkraftverk kan förbättra den vertikala blandningen och få ner varmare luft från ovan, " skrev författarna. Nederbörden ökade också så mycket som 0,25 millimeter per dag i genomsnitt i regioner med vindkraftsanläggningar.

"Detta var en fördubbling av nederbörden jämfört med kontrollexperimenten, " sa Li. I Sahel, Genomsnittlig nederbörd ökade med 1,12 millimeter per dag där vindkraftsparker fanns.

"Denna ökning av nederbörd, i tur och ordning, leder till en ökning av vegetationstäcket, skapa en positiv feedbackloop, " sa Li.

Solgårdar hade en liknande positiv effekt på temperatur och nederbörd, laget hittade. Till skillnad från vindkraftsparkerna, solpanelerna hade mycket liten effekt på vindhastigheten.

"Vi fann att den storskaliga installationen av sol- och vindkraftsparker kan ge mer nederbörd och främja vegetationstillväxt i dessa regioner, ", sade Kalnay. "Nerbördsökningen är en konsekvens av komplexa interaktioner mellan land och atmosfär som uppstår eftersom solpaneler och vindturbiner skapar grövre och mörkare markytor.

"Ökningen av nederbörd och vegetation, i kombination med ren el som ett resultat av sol- och vindenergi, kan hjälpa jordbruket, ekonomisk utveckling och socialt välbefinnande i Sahara, Sahel, Mellanöstern och andra närliggande regioner, " sade Motesharrei.