
撒哈拉鋪滿太陽能板,或讓亞馬孫陷入乾旱
設想一下:如果在撒哈拉沙漠鋪下規模空前的太陽能電站,全球氣候會被改寫嗎?多家媒體近日援引的一項地球系統模型研究指出,光伏板顏色比淺色沙地深得多,會吸收更多陽光,改變陸地與大氣之間的熱量交換。受熱的地面攪動空氣環流,帶來更多降雨,植被隨之擴張,而新增植被又進一步加深地表顏色,讓變暖變溼的條件自我強化。
這項研究是2020年發表在《Geophysical Research Letters》上的模擬工作,由隆德大學的Zhengyao Lu牽頭。研究設置了兩種假想情景:覆蓋北非特定區域15–30°N、20°W–45°E內20%和50%的格點,分別記爲S20和S50,電站的有效反照率按0.235取值。在S20情景裏,當地平均氣溫上升約1.5攝氏度,撒哈拉平均降水每天增加0.1毫米;S50情景下升溫擴大到約2.5攝氏度,降水每天增加0.4毫米,約一半撒哈拉會被稀樹草原和草地佔據,高大草原甚至可以推進到北緯30度附近。
關鍵的傳導機制是熱帶輻合帶北移。北半球增溫改變了經向熱量輸送,把赤道附近這條影響熱帶降雨的上升氣流帶往北推。降水因此重新分配:薩赫勒和撒哈拉變溼的同時,中美洲、南美洲北部和熱帶西大西洋的大片區域降水顯著減少,S20情景下降約10%,S50情景下降約30%。這種遠距離牽動,在學界被稱爲大氣遙相關。
模型預言的連鎖反應相當具體:亞馬孫面臨乾旱與森林退化風險;全球平均氣溫上升,熱量向極地輸送增強,北極變暖並加劇海冰流失;北半球落葉林帶向北擴張;厄爾尼諾—南方濤動和大西洋尼諾的波動減弱;熱帶氣旋活動增強。研究者還指出,約6000年前的“綠色撒哈拉”溼潤期留下的代用指標記錄,與模擬結果相互印證。但報道也強調,這些都是模型結果而非定論,且假想的電站規模極大,20%覆蓋相當於超過100萬平方公里的沙漠。
小尺度的真實電站已經觀測到類似的局地效應。2026年發表於《Frontiers in Earth Science》的高分辨率模擬顯示,庫布其沙漠的電站在極端情景下白天升溫夏季0.41攝氏度、冬季0.63攝氏度,10米風速最多降低約1.0米/秒。而在中國戈壁,42座總面積超過13000平方公里的太陽能電站正在改善下風向空氣質量,其中17座的分析表明電站內近地表風速降低超過9%,春季戈壁沙塵排放每月減少352.4千噸。德國霍恩海姆大學的團隊則模擬發現,沿海沙漠中設計得當的太陽能電站可帶來足夠125000人全年使用的降水,阿聯酋已從全球120份申請中選中該團隊,資助最高150萬美元驗證這一想法。
無論如何,在沙漠裏大規模鋪設光伏板都不只是能源賬。論文測算時全球能源消費約爲18.4太瓦,撒哈拉理論上供得起,但遙相關帶來的亞馬孫乾旱、北極冰融等代價,會抵消局地變綠的收益。研究者的結論是:未來任何在世界荒漠的大規模太陽能部署,都必須把選址對地球系統的影響算進去,而不是隻看發電量。像撒哈拉麪積與美國本土相當,20%覆蓋在現實中幾乎不可能實現,但它劃出了一條警戒線。 [討論] 如果在本國沙漠大規模建太陽能電站,可能讓遠方的某個地區變得更乾旱,你會支持還是反對?判斷時你更看重發電收益,還是難以預料的氣候連帶後果?