В Об’єднаних Арабських Еміратах вода дорожча за нафту. Щоб задовольнити потреби своїх мешканців, що живуть у пустелі, ОАЕ покладаються на дорогі опріснювальні установки та кампанії по засіву хмар з літаків, які розпорошують частинки в хмари, що проходять, щоб викликати дощ

Але згідно з новим дослідженням моделювання, може бути інший спосіб викликати дощ: сонячні ферми розміром з місто, які створюють свою власну погоду. Тепло від великих темних сонячних панелей може викликати висхідні потоки повітря, які за правильних умов призводять до злив, забезпечуючи водою десятки тисяч людей.

“Деякі сонячні ферми вже зараз досягають потрібного розміру”, – говорить Олівер Бранч, вчений-кліматолог з Університету Хоенхайма, який керував роботою, опублікованої минулого тижня в журналі Earth System Dynamics. «Можливо, те, що ми можемо досягти такого ефекту, — це не наукова фантастика».

Бранч працює в новій галузі, яка вивчає, як відновлювані джерела енергії, ключову відповідь на зміну клімату, можуть, у свою чергу, змінити регіональні погодні умови. У дослідженні 2020 року дослідники виявили, що неймовірно великі сонячні ферми, що займають понад 1 мільйон квадратних кілометрів у пустелі Сахара, можуть збільшити кількість місцевих опадів та спричинити процвітання рослинності.

Але за цю нагороду, як виявили дослідники, доведеться заплатити: змінюючи характер вітру, сонячні ферми усунуть смуги тропічних дощів на північ.

“Якщо ви перемістите їх на північ, це не буде гарною новиною для Амазонки”, – говорить Чженяо Лу, вчений-кліматолог з Лундського університету і провідний автор дослідження 2020 року.

Бранч та його співавтори хотіли подивитися, чи зможуть сонячні ферми більш реалістичних розмірів змінити погоду. Для цього вони звернулися до провідної погодної моделі, яка була створена Національним центром атмосферних досліджень США, яка може враховувати зміни поверхні суші.

Вони змоделювали сонячні ферми як майже чорні поля, що поглинають 95% сонячного світла. Вони виявили, що коли площа сонячних ферм перевищувала 15 квадратних кілометрів, підвищене тепло, що поглинається поверхнею, на відміну від піску, що оточує їх, помітно збільшувало висхідні потоки або конвекцію, які сприяють утворенню хмар.

Однак просто зламати конвекцію було недостатньо: необхідне джерело атмосферної вологи. Модель показала, що вологих висотних вітрів із Перської затоки буде достатньо. Модель показала, що коли дозріють умови, сонячне поле площею 20 квадратних кілометрів збільшить кількість опадів майже на 600 000 кубічних метрів, що еквівалентно 1 сантиметру дощу, що випадає на площі розміром з Манхеттен.

Якби такі зливи трапилися 10 разів за одне літо, вони б забезпечили достатньо води, щоб прогодувати понад 30 000 людей протягом року.

Нова робота має сенс і “дуже стимулює”, каже Лу. “Вони націлені на реальне рішення”.

Однак викликає занепокоєння те, що сонячні панелі, що моделюються, були темнішими, ніж їх роблять більшість виробників. За словами Лу, деякі сучасні сонячні панелі навіть відбивають світло та призначені для охолодження навколишнього середовища.

Проте Бранч сподівається, що в якийсь момент цю ідею можна буде випробувати у реальному світі. За його словами, сонячні ферми, які вводяться в експлуатацію в Китаї та інших країнах, майже досить великі.

Якби вони були побудовані в правильних місцях, не потрібно багато часу, щоб максимально затемнити панелі і посадити між рядами панелей посухостійкі затемнюючі культури, такі як кущі жожоба.

ОАЕ профінансували моделювання Бранч, але поки що невідомо, чи випробуває він цю схему в реальному світі.

Країна “зобов’язується вивчити потенційну реалізацію всіх надійних стратегій, таких як оптимізація конвекції”, – говорить Аля Аль Мазруї, директор Дослідницької програми ОАЕ в галузі науки про посилення дощу. Але вона додає, що на даний момент країна глибоко віддана своїй програмі засіву хмар, виконуючи близько 300 місій щороку.

Бранч та його колеги визначили інші регіони світу, де ця схема може спрацювати, наприклад, Намібію та півострів Баха у Мексиці. Вони також намагаються підвищити реалістичність моделювання сонячних панелей своєї моделі, звіряючи їх із польовими вимірами на існуючих сонячних фермах.

Зрештою, він сподівається, що потенціал сонячних ферм із виробництва дощу стимулюватиме подальше будівництво.

«Якщо ви зможете надати докази того, що величезна сонячна ферма робить опади, — каже він, — це може так.

Paul Voosen

Запис Масивні сонячні ферми можуть спровокувати дощові хмари у пустелі спершу з'явиться на Журнал Наука і суспільство.

Обдурені хибними сутінками, птахи перестають співати, цвіркуни починають щебетати, а бджоли повертаються у свої вулики.

Повідомлення про цю нетипову поведінку тварин датуються століттями, але вплив затемнення життя рослин і тварин остаточно не вивчено. Отже, 8 квітня 2024 року проект Eclipse Soundscapes Project, що фінансується NASA, збере види та звуки повного сонячного затемнення за допомогою зацікавлених представників громадськості, щоб краще зрозуміти, як затемнення впливає на різні екосистеми.

“Затемнення часто сприймаються як візуальна подія – те, що ви бачите”, – сказала Келсі Перретт, координатор зв’язків з громадськістю проекту Eclipse Soundscapes. “Ми хочемо показати, що затемнення можна вивчати мультисенсорно, за допомогою звуку, відчуттів та інших форм спостереження”.

Повне сонячне затемнення відбувається, коли Місяць проходить перед Сонцем, блокуючи доступ його світла до частин планети. В областях, де сонячне світло повністю заблоковане (так званий шлях тотальності), складається враження, що настав сутінки, температура падає і стають видимими деякі зірки.

Ці зміни можуть змусити тварин змінити свою звичайну денну поведінку. Повне сонячне затемнення пройде над головами понад 30 мільйонів людей у Північній Америці 8 квітня 2024 року, надавши чудову нагоду для великомасштабного проекту громадянської науки.

У квітні 2024 року волонтери зможуть приєднатися до проекту Eclipse Soundscapes, щоб допомогти вченим NASA краще зрозуміти, як сонячні затемнення впливають на дику природу. Добровольці збиратимуть звукозаписи, проводитимуть спостереження, використовуючи будь-які органи чуття, і навіть допомагатимуть з аналізом даних з усього шляху затемнення. У цьому відео представлені інтерв’ю з експертами Eclipse Soundscapes МеріКей Северіно, доктором Вільямом «Треєм» Уінтером III і доктором Вільямом Острайхом, а також розповідається про керуючого природними ресурсами доктора Чейса Хольцхюзера з національного парку Хот-Спрінгс в Арканза. про повне сонячне затемнення 8 квітня 2024 року. Автори: Лейсі Янг/NASA.

Проект Eclipse Soundscapes спрямований на повторення аналогічного дослідження, проведеного американським вченим Вільямом М. Вілером після повного сонячного затемнення 1932 року, яке пройшло над північно-східними районами Канади та Сполучених Штатів. Дослідження майже столітньої давності зібрало майже 500 спостережень громадськості.

Проект Eclipse Soundscapes Project сподівається, що сучасні інструменти відтворюватимуть і розширюватимуть це дослідження, щоб краще зрозуміти поведінку тварин і комах. Це буде досягнуто за допомогою мультисенсорних спостережень, таких як аудіозаписи та письмові звіти про те, що можна побачити, почути чи відчути під час затемнення.

Проект, який особливо зацікавлений у вивченні поведінки цвіркунів, спрямований на те, щоб відповісти на такі питання, як, чи ведуть нічні та денні тварини по-різному, чи стають більш менш гучними під час сонячного затемнення?

“Чим більше аудіоданих і спостережень у нас буде, тим краще ми зможемо відповісти на ці питання”, – сказав Перретт. «Внесок вчених дозволить нам заглибитись у конкретні екосистеми та визначити, як затемнення могло вплинути на кожну з них».

Проект Eclipse Soundscape запрошує людей взяти участь у дослідженні на всіх рівнях – від вивчення затемнень онлайн до збору мультисенсорних спостережень та аудіоданих, аналізу даних – і у всіх місцях, незалежно від того, чи вони на шляху тотальності чи ні.

Проект відкритий для людей будь-якого походження та здібностей. Всі ролі в проекті були розроблені з урахуванням доступності, щоб запрошувати сліпих або людей з вадами зору людей брати участь разом зі своїми зрячими однолітками.

Люди, які перебувають на шляху тотальності або близькі до нього, можуть брати участь у якості «збирачів даних», використовуючи пристрій AudioMoth, недорогий пристрій аудіозапису, оснащений картою мікро-SD, для запису звуків затемнення.

Люди також можуть брати участь як «Спостерігачі», записуючи свої мультисенсорні спостереження та відправляючи їх на веб-сайт проекту після затемнення. Будь-хто, хто має підключення до Інтернету, може взяти участь у якості «Учня», дізнаючись про затемнення, або як «Аналітика даних», щоб допомогти проаналізувати аудіодані після затемнення. Після виконання ролі Eclipse Soundscapes буде доступний сертифікат, що завантажується.

“Коли справа доходить до цього, відповіді на наші наукові питання про те, як затемнення впливають на життя на Землі, повністю залежать від даних, які добровільно надають люди”, – сказав Перретт. «Наші учасники, включаючи наших партнерів за проектом та координаторами, дозволяють нам охопити весь шлях затемнення та зібрати набагато більше даних, ніж було б можливо для однієї невеликої команди».

Мара  Джонсон-Гро

Запис Відчуйте сонячне затемнення за допомогою проекту NASA Eclipse Soundscapes Project спершу з'явиться на Журнал Наука і суспільство.