ฟาร์มกังหันลมในทะเล เปลี่ยนทิศทางลม ฝนชายฝั่งหาย 15% กระทบเกษตรกรรม-แหล่งน้ำจืด

“ฟาร์มกังหันลมในทะเล” กลายเป็นหนึ่งในเสาหลักสำหรับ “การเปลี่ยนผ่านทางพลังงานสะอาด” ในปัจจุบัน โดยเฉพาะใน “สหภาพยุโรป” ที่ตั้งเป้าขยายกำลังการผลิตพลังงานลมในบริเวณทะเลเหนือ และทะเลบอลติก ให้ถึง 300 กิกะวัตต์ ภายในปี 2050 แต่ด้วยจำนวนกังหันลมขนาดใหญ่ที่มีมากกลับส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศ เปลี่ยนรูปแบบฝนและทิศทางลมอย่างคาดไม่ถึง

คณะวิจัยของศูนย์วิจัยเฮล์มโฮลท์ซ-เซนทรัม เฮเรียน จากสถาบันระบบชายฝั่ง การวิเคราะห์และการสร้างแบบจำลอง ทำการทดลองโดยอาศัยเทคโนโลยีแบบจำลองคอมพิวเตอร์ผ่านแบบจำลองภูมิอากาศภูมิภาคความละเอียดสูง คอสโม-ซีแอลเอ็ม (COSMO-CLM) เพื่อจำลองสถานการณ์การขยายตัวทางเทคนิคในบริเวณทะเลเหนือและทะเลบอลติก โดยใช้ข้อมูลสภาพอากาศย้อนหลังเป็นเวลา 10 ปี ตั้งแต่ปี 2008-2017

การจำลองสภาพอากาศย้อนหลังเป็นระยะเวลานานเช่นนี้ ช่วยลดผลกระทบจากความผันแปรของสภาพอากาศในแต่ละปี และทำให้นักวิจัยสามารถตรวจพบรูปแบบและผลกระทบในระยะยาวของระบบชั้นบรรยากาศได้อย่างมั่นคงและแม่นยำยิ่งขึ้น

ขอบเขตของการศึกษานี้ ครอบคลุมทั้งพื้นที่ทุ่งกังหันลมที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน และพื้นที่สำหรับการพัฒนาในอนาคต นอกจากนี้ แบบจำลองยังได้คำนวณเกี่ยวกับผลกระทบของกังหันลมที่มีต่อความเร็วของกระแสลม การผสมผสานของบรรยากาศชั้นต่าง ๆ รวมถึงการเคลื่อนย้ายความชื้นผ่านอากาศ โดยทีมวิจัยออกแบบแบบจำลอง ภายใต้สถานการณ์ที่มีการติดตั้งกังหันลมเต็มความจุในทุกพื้นที่ที่กำหนด  เพื่อช่วยให้สามารถตรวจวัดและประเมินขนาดของผลกระทบทางภูมิอากาศได้อย่างชัดเจน

ผลการวิจัยพบว่า ตัวกังหันลมทำหน้าที่ดึงพลังงานจลน์บางส่วนออกจากกระแสลม และส่งผลให้เกิดความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศ จนรูปแบบการผสมผสานของชั้นบรรยากาศและวิธีการขนส่งความชื้นผ่านอากาศเปลี่ยนแปลงไป 

เมื่อกระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้น อากาศที่มีความชื้นจึงถูกผลักดันให้ลอยตัวสูงขึ้น จนกระทั่งเกิดการเย็นตัวลงและควบแน่นเป็นก้อนเมฆ นำไปสู่การปล่อยความชื้นออกมาในรูปแบบของฝนตกเหนือพื้นที่ตั้งกังหันลมในทะเลแทน ส่งผลให้ปริมาณความชื้นในอากาศที่จะเคลื่อนตัวต่อไปสู่บริเวณแผ่นดินชายฝั่งเกิดการเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม

มวลอากาศที่เคลื่อนเข้าสู่ชายฝั่ง ได้สูญเสียความชื้นไปกับฝนที่ตกเหนือทะเลแล้ว จึงหลงเหลือความชื้นตกลงเป็นฝนบริเวณชายฝั่งน้อยลง โดยแบบจำลองประเมินว่า ปริมาณฝนบริเวณชายฝั่งของเดนมาร์กอาจลดลงได้ถึง 15% และลดลงประมาณ 10-12% ในบางพื้นที่ของเยอรมนี เนเธอร์แลนด์ และสหราชอาณาจักร 

เมื่อปริมาณน้ำฝนบริเวณชายฝั่งลดลง อาจส่งผลกระทบต่อภาคเกษตรกรรม การจัดหาแหล่งน้ำจืด และระบบนิเวศในท้องถิ่นที่พึ่งพาน้ำฝนตามฤดูกาล

ดร.นาวีด อัคตาร์ ผู้เขียนหลักของงานวิจัยกล่าวว่า “งานวิจัยของเราช่วยให้มั่นใจได้ว่าการขยายตัวของพลังงานลมในทะเลในยุโรปสามารถสอดคล้องกับข้อกำหนดของการปกป้องสภาพภูมิอากาศ การปกป้องสิ่งแวดล้อม และการจัดการชายฝั่ง”

ท้ายที่สุดนี้ คณะผู้วิจัยชี้ว่าผลลัพธ์ที่ได้จะช่วยสนับสนุนการวางแผนพื้นที่ทางทะเลอย่างยั่งยืน และสร้างความร่วมมือข้ามพรมแดนที่เข้มแข็ง พร้อมเตรียมศึกษาเพิ่มเติมในประเด็นความหนาแน่นและการจัดวางกังหัน รวมถึงผลกระทบของกังหันลมที่มีต่อผืนมหาสมุทรและระบบนิเวศทางทะเลในระยะยาวอีกด้วย

ที่มา: Earth, Eureka Alert, Phys, Sonnenseite