Bagaimana Ladang Suria Membentuk Iklim dan Tumbuhan Tempatan di Kawasan Gersang

Penyelidik dari Akademi Sains China (CAS) telah menyiasat kesan pulau sejuk (CIE) yang disebabkan oleh tumbuhan fotovoltaik di kawasan gersang dan mendapati ia mempengaruhi tumbuh-tumbuhan di sekeliling dengan ketara, dengan arah dan magnitud kesannya dikawal oleh konteks geografi dan faktor bermusim.

CIE merujuk kepada keadaan di mana kawasan tertentu lebih sejuk daripada persekitarannya disebabkan oleh perbezaan sifat permukaan dan keseimbangan tenaga. Dalam loji PV, ini mungkin berlaku disebabkan oleh teduhan panel, pengurangan{1}}penyerapan suria paras tanah, penukaran cahaya matahari kepada elektrik dan pelesapan haba perolakan yang dipertingkatkan.

"Kami menganalisis lapan loji PV di kawasan gersang di China menggunakan Landsat-8 suhu permukaan tanah, indeks tumbuhan perbezaan normal kernel, analisis penimbal dan pemodelan persamaan struktur kuasa dua terkecil separa (PLS-SEM)," jelas kumpulan itu. "Lapan loji kuasa PV telah dipilih untuk kajian ini, yang terletak di kawasan gersang di China, khususnya di Xinjiang, Inner Mongolia, Gansu dan Qinghai."

Para saintis menggunakan data suhu permukaan tanah (LST) dari 2022, yang diperoleh daripada imejan bermusim yang ditangkap oleh Landsat 8. Set data LST ini digunakan untuk mengukur kesan pulau sejuk yang disebabkan oleh fotovoltaik (PV) tumbuhan melalui dua metrik utama: keamatan penyejukan (XD), yang ditakrifkan sebagai perbezaan suhu antara kawasan loji PV dan persekitaran sekelilingnya, dan sejauh mana penyejukan mempengaruhi persekitarannya (D) daripada pemasangan.

Selain itu, data penderiaan jauh yang sama digunakan untuk mengira indeks tumbuh-tumbuhan, terutamanya kernel-indeks tumbuh-tumbuhan perbezaan ternormal (kNDVI), untuk menilai tindak balas tumbuh-tumbuhan dalam kedua-dua zon sejuk dan di kawasan bersebelahan di luar pengaruhnya. Ini membolehkan para penyelidik menilai bukan sahaja tahap spatial kesan penyejukan tetapi juga kesan ekologinya terhadap dinamik pertumbuhan tumbuhan merentasi zon yang berbeza.

Keputusan menunjukkan bahawa keamatan penyejukan (XD) mencapai nilai tertinggi 3.1 C pada musim panas di Bandar Wuzhong (WZ), manakala nilai terendah 0.02 C diperhatikan pada musim luruh di Pekan Hongshagang, Daerah Minqin, Wilayah Gansu (HSG). Selain itu, kesan pulau sejuk (CIE) tidak terdapat pada musim tertentu di beberapa tapak, termasuk Urad Banner (WLTQ) pada musim bunga, Bandar Huanghuatan (HHT) pada musim luruh dan Hami (HM) pada musim sejuk.

Selain itu, keputusan menunjukkan bahawa musim panas secara amnya menunjukkan nilai XD yang tinggi, termasuk 2.1 C di Dalad Banner (DLT) dan puncak 3.1 C di Wuzhong City. Sebaliknya, keadaan musim sejuk menunjukkan kebolehubahan spatial yang lebih besar: Daerah Gonghe (GH) mencatatkan XD yang agak tinggi sebanyak 2.6 C, manakala Bandar Huanghuatan dan Banner Dalad kekal jauh lebih rendah, masing-masing pada 0.31 C dan 0.9 C.

Di semua lapan lokasi kajian, jarak penyejukan didapati berbeza dengan ketara, antara 120 m hingga 540 m, menyerlahkan-perbezaan khusus tapak besar dalam takat ruang kesan pulau sejuk.

Pemodelan persamaan struktur kuasa dua terkecil separa (PLS-SEM) seterusnya mendedahkan bahawa kerumitan morfologi adalah pemacu dominan kesan penyejukan, manakala saiz loji fotovoltaik yang lebih besar memberikan pengaruh penindasan yang kuat. Keadaan iklim juga didapati menyumbang secara positif, walaupun pada tahap yang lebih rendah. Secara kolektif, faktor-faktor ini menjelaskan kira-kira 63% daripada variasi yang diperhatikan dalam keamatan dan tahap penyejukan.

Analisis juga mencadangkan bahawa tindak balas tumbuh-tumbuhan adalah sangat heterogen merentas tapak dan musim, bergantung pada kedua-dua keadaan iklim tempatan dan kekuatan kesan penyejukan.

"Kami mencadangkan rangka kerja 'PV CIE–tindak balas tumbuh-tumbuhan' yang dibezakan secara geografi.{1}}Skala sederhana, tumbuhan terdesentralisasi dengan kerumitan bentuk unggul lebih disukai di kawasan yang agak kering dan panas," kata ahli akademik itu. "Walau bagaimanapun, di kawasan altitud-yang sejuk, tinggi, melaraskan kecondongan dan mengurangkan ketumpatan panel boleh mengurangkan risiko tumbuh-tumbuhan."

Penemuan mereka muncul dalam "Kuantiti loji kuasa fotovoltaik yang disebabkan oleh kesan pulau sejuk dan tindak balas tumbuh-tumbuhan di kawasan gersang," yang diterbitkan dalam Penunjuk Ekologi. Penyelidik dari Akademi Sains China, Perbadanan Tenaga Huadian Gansu China, Perbadanan Kejuruteraan PowerChina Beijing dan Universiti Membaca United Kingdom telah menyumbang kepada kajian itu.