jueves, 28 de octubre de 2010

Parece que los vientos disminuyen en el hemisferio norte

Mientras los gobiernos invierten fuertemente en la energía eólica algo ha estado pasando a los vientos de superficie del Hemisferio Norte, y es que los vientos han disminuido. Si bien las causas de esta disminución siguen siendo inciertas, los vientos de superficie se han reducido en China, los Países Bajos, la República Checa, Estados Unidos y Australia durante los últimos decenios.

Un nuevo estudio, publicado en Nature Geoscience, analiza los cambios en el hemisferio norte de las velocidades de viento en la superficie en los últimos 30 años. En ella, los investigadores han encontrado que las velocidades de viento en la superficie han disminuido en un 15,5% con respecto a casi todas las zonas en las latitudes medias del hemisferio norte, y que los vientos fuertes han disminuido más que los débiles. También señalan que la disminución observada del viento en la superficie en muchas regiones del mundo es una preocupación potencial para la producción de electricidad eólica.

El viento siempre ha sido la más caprichosa de las fuentes de energía, soplando de manera inconstante y variable y en direcciones impredecibles. Sin embargo, el viento representa la más económica de las fuentes de energía renovables que están tan de moda en los círculos verdes. En este estudio,  publicado recientemente, "Northern Hemisphere atmospheric stilling partly attributed to an increase in surface roughness", Robert Vautard y otros han analizado los datos de viento de 822 estaciones meteorológicas de seguimiento de las velocidades del viento de superficie desde 1979 hasta 2008. Hay hallazgos que podrían tener un impacto en la naciente industria de la energía eólica:

La disminución de viento en la superficie observada en muchas regiones del mundo es una preocupación potencial para la producción de electricidad de energía eólica. En China, se ha observado una disminución persistente de los vientos del monzón en todas las estaciones. Se han evidenciado vientos en disminución también en los Países Bajos, en la República Checa, en los estados limítrofes de EE.UU. y en la mayor parte de Australia. En las regiones del Mediterráneo, las tendencias del viento no eran monótonas en las últimas décadas.
Utilizando sólo los datos de los sitios que tenían registros históricos continuos, los investigadores encontraron un patrón común en las latitudes medias del Hemisferio Norte. Parece que el viento ha disminuido en casi todas partes:

Se encontró que las velocidades del viento promedio anual han disminuido del 100 % al 73 % de estaciones de superficie en los últimos 30 años. En Europa, Asia Central, Asia Oriental y en América del Norte la velocidad media anual del viento en la superficie se ha reducido en promedio a una tasa de -0.09, -0.16, -0.12 y -0.07 m/s y por década, respectivamente (-2,9, -5,9, -4,2 y -1,8 % por década), es decir, una disminución de alrededor del 10 % en 30 años y hasta casi un 20 % en Asia Central, donde las tendencias de la velocidad del viento no han sido estudiados hasta el momento . Estas cifras son estadísticamente significativas (p <0,1 % para el coeficiente de regresión). Las zonas tropicales no están bien cubiertas por el conjunto de datos. Sin embargo, la disminución del viento sobre el sur de Asia es también del 5 % por década, y de -0,08 m/s y por década.

Aunque apuntando que algunas series de datos todavía pueden exhibir heterogeneidades, el análisis detallado de los autores apunta hacia una tendencia generalizada a una disminución del viento que no se puede explicar por una deriva de los instrumentos o por otros errores de medición sistemática. Los autores sugieren que los cambios en los procesos de la superficie podrían desempeñar un papel importante en esta amortiguación del viento en la superficie:

Los vientos de superficie son sensibles a los cambios en
(1) la rugosidad de la superficie y
(2) los flujos de calor sensible que modifican los flujos verticales impulso a través de la de la capa límite de convección.
Las tendencias del viento no presentan fuertes variaciones diurnas, lo que sugiere que los cambios de rugosidad deben dominar sobre los cambios de flujo de calor sensible como causa de la disminución.

El aumento de la rugosidad de la superficie podría ser causada por el crecimiento de los bosques, los cambios en los árboles y distribución de los bosques o los cambios en las prácticas agrícolas. El aumento promedio de alrededor de 1,1% anual del sumidero de carbono forestal en las latitudes medias y altas del hemisferio norte podría ser un indicador del aumento de la forestación. La constante expansión urbana que rodea las ciudades del mundo también puede desempeñar un papel en la disminución de los vientos de superficie. De un modo u otro, los seres humanos están seguros de ser responsables por lo menos de una parte de esta disminución. La tendencia global se muestra en la ilustración de abajo.

Las conclusiones del documento sugieren que entre el 25 y el 60 % de la disminución puede ser debido a un aumento de la rugosidad causada por la vegetación. La urbanización también puede añadir rugosidad extra, pero observaciones recientes no apoyan directamente a este mecanismo, e incluso no se ha podido hacer una estimación bruta de la rugosidad debida al aumento de la urbanización. Esto indicaría que la mayor parte de la responsabilidad no puede ser achacada a la humanidad.

Pero ¿qué pasa con el impacto sobre la energía eólica? Así es como concluye el artículo:

Una pregunta importante es si la producción de energía eólica podría verse afectada en el futuro por la disminución del viento. Durante los últimos 30 años los vientos de superficie experimentaron una disminución promedio del 10%, con mayor tendencia a la disminución en los vientos más fuertes. Dado que la producción eólica de electricidad es mucho más eficiente con vientos más fuertes, una continuación de esta tendencia llevaría a una pérdida importante de la producción de energía eólica. Sin embargo, la energía eólica no se toma en la superficie, sino entre 50 y 100 m de altura, donde las tendencias deben ser más débiles de acuerdo a nuestro análisis en tres dimensiones.

Parece que puede haber algún impacto en la generación de energía eólica (tanto como una reducción del 10% de la producción), pero hay pocas posibilidades de encontrarnos viviendo en un mundo en calma. Aun así, algunos de las previsiones optimistas de la producción de energía eólica puede que necesiten alguna revisión.

Información complementaria de Nature sobre el artículo mencionado

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