مزارع خورشیدی می توانند بیشتر از تولید انرژی پاک انجام دهند - آنها همچنین می توانند آلودگی گرد و غبار را کاهش دهند

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

مزارع خورشیدی ساخته شده در اطراف صحرای گوبی چین می توانند از مزایای غیرمنتظره کاهش آلودگی گرد و غباری که به شهرهای سراسر شمال چین می رسد، داشته باشند.

آرایه‌های بزرگ پنل‌های خورشیدی می‌توانند بادهای نزدیک به زمین را کاهش دهند و به تثبیت خاک کمک کنند و هجوم گرد و غبار به جو را سخت‌تر کنند. مدل سازی توسط Yueting Hao از دانشگاه نانجینگ و همکارانش نشان می دهد که گسترش مزارع خورشیدی مطابق با هدف بی طرفی کربن در سال 2060 چین می تواند میانگین غلظت ذرات معلق در هوا در فصل بهار در سراسر شمال چین را تقریبا 14 درصد کاهش دهد.

طوفان های گرد و غبار منبع اصلی آلودگی هوا هستند و سالانه تا 2 میلیارد تن گرد و غبار را در سطح جهان در جو منتشر می کنند. آنها به ویژه در شمال چین در فصل بهار مشکل ساز هستند. بادهای شدید می توانند خاک سست و ذرات معدنی را از مناطق خشک و با پوشش گیاهی کم جمع آوری کنند و صدها کیلومتر آنها را به سمت پایین باد ببرند.

یکی از مهم ترین منابع، صحرای گوبی است که در بخش هایی از شمال چین و جنوب مغولستان امتداد دارد. گرد و غبار برداشته شده از منطقه را می توان به مراکز عمده جمعیتی از جمله شهرهایی مانند پکن منتقل کرد. مشکل فقط در دید یا سطوح کثیف نیست. ذرات ریز موجود در هوا می توانند بر سلامت انسان تأثیر بگذارند، در حالی که رویدادهای بزرگ گرد و غبار می توانند بر اکوسیستم و آب و هوا تأثیر بگذارند.

چین در دهه گذشته پیشرفت چشمگیری در مقابله با آلودگی هوا داشته است. از زمان اجرای برنامه اقدام ملی کیفیت هوا در سال 2013، این کشور به شدت با کاهش آلودگی ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی، سطح ذرات ریز موجود در هوا (با عرض کمتر از 2.5 میکرومتر) را به شدت کاهش داده است.

با این حال، آلودگی گرد و غبار سهم بزرگ تری از مشکل باقی مانده است. نسبت آلودگی ذرات معلق موجود در هوا که از ذرات درشت تر تشکیل شده است (بین 2.5 تا 10 میکرومتر) از حدود 55 درصد در سال 2013 به 65 درصد در سال 2023 افزایش یافته است. این امر باعث می شود گرد و غبار طبیعی مانع مهمی برای بهبود بیشتر کیفیت هوا شود و نیاز به روش های جدید برای کنترل انتشار گازهای گلخانه ای را برجسته کند.

از آنجایی که چین در سه دهه آینده به سرعت استفاده از انرژی خورشیدی خود را گسترش داده و در راستای بی طرفی کربن در سه دهه آینده کار می کند، بسیاری از تاسیسات بزرگ پنل خورشیدی خود را در مناطق بیابانی و اطراف آن ساخته است.

تا سال 2020، 42 مزرعه خورشیدی با مساحت بیش از 100 کیلومتر مربع (39 مایل مربع) در سراسر صحرای گبی نصب شده بود. این سوال جالبی را برای دانشمندان ایجاد کرده است: آیا زیرساخت های ساخته شده برای تولید برق تجدیدپذیر می تواند چشم انداز را به اندازه کافی تغییر دهد که بر انتشار گرد و غبار تأثیر بگذارد؟

برای بررسی، این تیم مشاهدات ماهواره‌ای را با مدل‌سازی رایانه‌ای ترکیب کردند تا چگونگی تأثیر مزارع خورشیدی در اطراف صحرای گبی بر سطح زمین، بادها و حرکت گرد و غبار را بررسی کنند.

نتایج منتشر شده در Geophysical Research Letters نشان می‌دهد که اثرات فراتر از خود پانل‌ها است. مزارع خورشیدی چندین ویژگی زمین را تغییر می دهند، از جمله اینکه چقدر نور خورشید را منعکس می کند، سطح آن چقدر ناهموار است و به راحتی خاک می تواند فرسایش یابد.

در مناطق مورد مطالعه، پوشش گیاهی در طول بهار در مقایسه با شرایط قبل از ساخت مزارع خورشیدی، حدود 17 درصد افزایش یافت، در حالی که تیم تخمین زد که فرسایش پذیری خاک - آسانی که با آن می توان خاک را از بین برد - به همان میزان کاهش یافت.

خود پانل ها نیز به عنوان مانعی در برابر باد عمل می کنند. با افزایش ناهمواری چشم انداز، آرایه های بزرگ می توانند سرعت باد را نزدیک به سطح، جایی که در ابتدا گرد و غبار از زمین بلند می شود، کاهش دهند.

این ترکیب در وهله اول ورود گرد و غبار را در هوا دشوارتر می کند. این تیم تخمین می زند که مزارع خورشیدی موجود در اطراف صحرای گبی می توانند انتشار گرد و غبار فصل بهار را از این منطقه تا حدود 352400 تن در ماه کاهش دهند.

این اثر در لبه مزارع خورشیدی متوقف نمی شود. این تاسیسات می توانند الگوهای باد محلی را تغییر دهند و حرکت گرد و غبار در ارتفاع کم را به سمت مناطق دورتر از باد کاهش دهند. مدل‌ها تخمین می‌زنند که هر ماه حدود 131400 تن گرد و غبار به شمال چین کاهش می‌یابد.

محققان سپس مدل‌سازی کردند که اگر گسترش خورشیدی چین مطابق با برنامه‌های خنثی‌سازی کربن در سال 2060 ادامه یابد، چه اتفاقی می‌افتد. در این سناریو، مساحت تحت پوشش مزارع خورشیدی در اطراف صحرای گبی تقریبا 11 برابر مساحت مزارع خورشیدی موجود خواهد بود.

این مدل نشان می دهد که این استقرار بسیار بزرگتر می تواند انتشار گرد و غبار از صحرای گوبی را تا حدود 12 درصد و انتقال گرد و غبار را تا حدود 21 درصد کاهش دهد. کاهش حاصل در ذرات معلق در هوا به ویژه در مناطق پرجمعیت در پایین باد کویر قابل توجه است. در سراسر چین شمالی، میانگین غلظت ذرات غبار بزرگتر در فصل بهار (تا 10 میکرومتر) می تواند حدود 14 درصد کاهش یابد.

مزیت پیش بینی شده به ویژه قابل توجه است زیرا مدل سازی همچنین نشان می دهد که تغییرات آب و هوا می تواند آلودگی گرد و غبار را در آینده چالش برانگیزتر کند. سرعت بیشتر باد تا سال 2060 می تواند انتشار گرد و غبار در فصل بهار را از صحرای گوبی تا حدود 13 درصد و انتقال گرد و غبار را تا حدود 27 درصد بدون مزارع خورشیدی اضافی افزایش دهد.

این یافته ها به ارتباط غیرمنتظره ای بین گسترش انرژی پاک چین و چالش های کیفیت هوا اشاره می کند. مزارع خورشیدی برای تولید برق کم کربن ساخته می‌شوند، اما با انجام این کار، می‌توانند منظره بیابان را به گونه‌ای تغییر شکل دهند که به حفظ مقداری از گرد و غبار آن بر روی زمین کمک کند.

توسط نویسنده ما Hannah Bird، ویرایش شده توسط Sadie Harley برای شما نوشته شده است و توسط رابرت ایگان بررسی و بررسی شده است - این مقاله نتیجه کار دقیق انسانی است. ما برای زنده نگه داشتن روزنامه نگاری علمی مستقل به خوانندگانی مانند شما متکی هستیم. اگر این گزارش برای شما مهم است، لطفا یک کمک مالی (به ویژه ماهانه) در نظر بگیرید. به عنوان تشکر، یک حساب کاربری بدون آگهی دریافت خواهید کرد.

Yueting Hao و همکاران، کاهش آلودگی گرد و غبار توسط استقرار مزرعه خورشیدی در شمال چین، نامه تحقیقات ژئوفیزیک (2026). DOI: 10.1029/2026gl124605

اطلاعات مجله: نامه تحقیقات ژئوفیزیک

دکتری علوم زمین در اقیانوس شناسی و دیرینه شناسی. بیش از 10 سال ترجمه علوم پیچیده برای مخاطبان رسانه اصلی. نمایه کامل →

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →