大气所在CMIP5和CMIP6模式对北半球风能资源模拟能力评估和未来预估方面获进展

风能是重要的可再生能源，具有丰富、清洁、安全和发电技术成熟等优势，近年来迅猛发展。全球陆地上的风电装机主要分布于北半球。然而，目前风电发展速度和涵盖范围有限，不足以实现全球的能源转型。在“双碳”背景下，探讨北半球主要风电市场的风能资源未来如何变化至关重要。

风能资源的强度与地理分布和气候变化相关，只有在特定的风速条件（3~24m/s）下才可以进行风力发电。中国科学院大气物理研究所研究员黄刚、博士苗昊泽予，基于观测资料评估了CMIP5和CMIP6模式模拟北半球地表风速的表现。结果发现，CMIP6模拟能力整体有较大改进，均可以重现近几十年来地表风速的减小。研究根据模拟效果更好的CMIP6模式，揭示了北半球风能资源到本世纪末（2100年）在不同气候变化背景下的未来演变。研究通过四种不同的温室气体和气溶胶排放情景发现，在所有排放情景下，未来的陆地地表风速均将继续下降，并在高排放情景下下降更显著。风能和排放量的变化在不同地区存在非线性关系，在SSP3-7.0情景下，风能在欧洲和亚洲的下降速度最快，而在北美洲下降较为平缓。研究表明，更高的排放量将显著减小风能资源的规模，重塑北半球的风能资源格局，并进一步强调了减少温室气体和气溶胶排放的重要性。该研究对于碳排放如何影响风能具有重要的指导意义。同时，根据风能的未来演变进行风电场的选址和规划，将有助于保护生态环境。

相关研究成果发表在Renewable Energy上。研究工作得到国家自然科学基金和第二次青藏高原综合科学考察研究的支持。

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图1.（a）CMIP5和（b）CMIP6模式以及模式平均和观测资料的地表风速异常（ms-1）的线性趋势。CMIP5和CMIP6模式的计算年份分别为1979-2005年和1979-2014年。

图2.SSP1-2.6（a-c）、SSP2-4.5（d-f）、SSP3-7.0（g-i）和SSP5-8.5（j-l）情景下，欧洲（a、d、g和j）、亚洲（b、e、h和k）和北美洲（c、f、i和l）的未来时期（2050-2099）相对于历史时期（1965-2014）的地表风速趋势（ms-1year-1）。交叉区域表示23个CMIP6模式中超过19个对变化符号达成一致。