Вітряки змінюють мікроклімат полів: несподівані наслідки для врожаю
У штаті Айова, США, експеримент фермерів з встановленням 200 вітряків посеред кукурудзяних полів призвів до несподіваних відкриттів серед науковців. Протягом двох літніх сезонів дослідники з Національної лабораторії в Еймсі та Університету Колорадо ретельно вимірювали атмосферні умови на ділянках, розташованих у зоні впливу вітрових турбін, порівнюючи їх з контрольними ділянками, що знаходилися проти вітру. Результати виявили суттєві, хоч і локальні, зміни мікроклімату, що потенційно можуть вплинути на сільськогосподарське виробництво.
Зміна температурного режиму: день і ніч
Вимірювання показали, що вдень, коли сонячне випромінювання найбільше нагріває поверхню поля, температура посівів під впливом вітряків знижувалася в середньому на 1,5 °C. Натомість, у нічний час, коли поля випромінюють тепло, температура ділянок, розташованих за вітром, підвищувалася на 2–3 °C. Ці зміни пояснюються механізмом роботи вітрових турбін. У спекотні, безвітряні дні над полями утворюється шар застійного повітря, насиченого теплом та вологою, що сповільнює обмін газами з атмосферою. Лопаті вітряків, створюючи турбулентний слід, ефективно перемішують це застійне повітря з більш прохолодними шарами атмосфери, що призводить до денного охолодження. Вночі ж це перемішування, навпаки, призводить до надходження теплішого повітря, підвищуючи температуру ділянок.
Турбулентність та її вплив на обмін газами
Дослідники встановили, що турбулентний слід від вітряків залишався помітним на відстані до 800 метрів, тобто понад 10 діаметрів роторів. Це перемішування повітря призводило до більш інтенсивного обміну водяною парою та вуглекислим газом між посівами та атмосферою. Вдень це виявлялося у більшому виділенні водяної пари з рослин та активнішому поглинанні вуглекислого газу, що є сприятливим фактором для швидшого висихання листя. Швидке висихання роси з поверхні листя може зменшити ризик розвитку грибкових захворювань та плісняви, що є актуальним для сільського господарства.
Потенційні ризики нічного потепління
Однак, виявлене нічне потепління може мати й негативні наслідки. Хоча тепліші ночі можуть захистити молоді рослини від весняних та осінніх заморозків, у період активного росту, як-от у липні, вони можуть завдати шкоди. Кукурудза, продовжуючи дихати вночі, витрачає накопичені протягом дня цукри. Підвищення температури прискорює цей процес, призводячи до більшої витрати енергії рослиною. Вже багато років дослідники відзначають, що зростання нічних температур на Середньому Заході США є одним з факторів, що обмежують врожайність. Саме в період наливання зерна, коли спостерігається значне нічне потепління, ці негативні наслідки можуть бути найвідчутнішими.
Невизначеність впливу на врожайність
Важливо зазначити, що науковці не робили прямих висновків щодо впливу вітряків на загальний врожай. Вони зосередилися на вимірюванні атмосферних параметрів, а не на обсягах зібраного зерна. Дослідники підкреслюють значну невизначеність щодо того, як саме ці мікрокліматичні зміни впливатимуть на врожайність у довгостроковій перспективі. На це впливає безліч факторів, включаючи тип ґрунту, погодні умови протягом сезону та специфіку вирощування на різних ділянках. Для повної оцінки необхідні багаторічні дослідження, які б враховували врожайність конкретних полів у співвідношенні з їх розташуванням відносно вітрових турбін. Подібні температурні ефекти вже спостерігалися на інших великих вітрових електростанціях, але комплексний аналіз впливу на сільське господарство залишається завданням для майбутніх досліджень.
