世界上最禁止的沙漠可能是收获太阳能的最佳地球的地方 - 我们拥有的最丰富和最清晰的能源来源。沙漠是宽敞的，相对平坦的，丰富的硅- 制造太阳能电池的半导体的原料 - 而不是阳光较短。实际上，10大太阳能厂世界各地都在沙漠或干燥的地区。
研究人员想象一下可能有可能将世界上最大的沙漠，撒哈拉沙漠变成一个能够会议的巨型太阳能农场四次世界目前的能源需求。蓝图已经为项目制定了突尼斯和摩洛哥这将为欧洲数百万家庭提供电力。
虽然太阳能电池板的黑色表面吸收了到达它们的大部分阳光，但只有一小部分（大约15百分比)的输入能量被转换为电力。剩下的部分以热量的形式返回到环境中。太阳能板通常比它们覆盖的地面颜色要深得多，所以大面积的太阳能电池将吸收大量额外的能量，并将其作为热量释放出来，从而影响气候。
如果这些效果仅为本地，他们可能在稀疏的人口稠密和贫瘠的沙漠中无关紧要。但安装的规模将需要在世界化石能源需求中进行凹陷，这将是巨大的，覆盖数千平方公里。从该区域重新发出的热量将被大气中的空气流程重新分布，具有区域甚至全球对气候的影响。
从左上顺时针方向:印度Bhadla太阳能园区;美国沙漠亚光太阳能农场;中国海南太阳能园区和摩洛哥瓦尔扎扎特太阳能园区。// The Conversation网站提供的图片
一个更环保的撒哈拉州
2018年的研究使用气候模型来模拟较低的Albedo对安装巨大的太阳能电池造成的沙漠陆地表面的影响。Albedo是一种衡量表面如何反射阳光的衡量标准。例如，沙子比太阳能电池板更反光，所以具有更高的反照镜。
该模型显示，当太阳能发电厂的规模达到撒哈拉沙漠总面积的20%时，就会触发一个反馈回路。深色的太阳能电池板(与高度反射的沙漠土壤相比)释放的热量造成了陆地和周围海洋之间的巨大温差，最终降低了地表的气压，导致潮湿的空气上升并凝结成雨滴。随着更多的季风降雨，植物生长和沙漠反射更少的太阳能，因为植被吸收光比沙子和土壤更好。随着更多植物的出现，更多的水分蒸发，创造了一个更潮湿的环境，导致植被蔓延。
该模型显示，当太阳能农场的尺寸达到撒哈拉总面积的20％时，它触发了反馈回路。
这种情景可能看起来有点异样，但研究表明，类似的反馈回路使撒哈拉沙漠的大部分地区在此期间保持了绿色非洲湿润期，它只终止了5000年前。
因此，一个巨大的太阳能发电厂可以产生足够的能源来满足全球需求，同时把地球上最恶劣的环境之一变成适宜居住的绿洲。听起来完美的,对吗?
不完全的。在最近的一项研究， 我们用了先进的地球系统模型来仔细研究撒哈拉太阳能农场是如何与气候相互作用的。我们的模型考虑了全球气候相互作用的各个领域——大气、海洋和陆地及其生态系统之间的复杂反馈。它表明，在陆地和海洋的偏远地区可能会产生意想不到的影响，抵消了撒哈拉沙漠本身带来的任何区域效益。
亚马逊的干旱，越南的飓风
根据我们的模型，覆盖着太阳能农场的20％的撒哈拉州的撒哈拉州的撒哈拉队将局部温度提高1.5摄氏度。在50％的覆盖范围内，温度升高为2.5摄氏度。这种变暖最终通过大气和海洋运动来传播全球，将世界的平均气温提高0.16摄氏度，为20％的覆盖率，0.39摄氏度覆盖率为0.39摄氏度。但是，全球温度偏移不均匀，极地区域将比热带地区温暖，增加了北极的海冰损失。这可以进一步加速变暖，因为熔化的海冰暴露了吸收更多太阳能的深水。
撒哈拉州的这种大规模的新热源重组了全球空气和海洋循环，影响了世界各地的降水模式。热带地区狭窄的大雨乐队，占全球降雨量的30多个以上，支持亚马逊和刚果盆地的雨林，在我们的模拟中向北移动。对于亚马逊地区，这导致干旱从海洋到达的水分较少。由于太阳能电池板的表面变暗效果，亚马逊从亚马逊丢失，大致相同的额外降雨量。该模型还预测了更频繁的热带旋风，击中北美和东亚海岸。
全球温度，降雨量和地表风在模拟中变化，撒哈拉的20％和50％的太阳能电池板覆盖范围。Lu等人(2021年).// The Conversation网站提供的图片
我们的模型中仍然缺少一些重要的过程，例如从大沙漠中吹的尘埃。撒哈拉尘埃，在风中携带，是至关重要的营养来源亚马逊河和大西洋因此，一个更绿色的撒哈拉对全球的影响可能比我们模拟得出的还要大。
我们才刚刚开始了解在沙漠中建立大规模太阳能发电厂的潜在后果。解决方案如此可能有助于社会从化石能源过渡，但是我们的地球系统研究强调了考虑在检查他们的利益和风险时大气，海洋和陆地表面的许多耦合反应的重要性。
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