Windturbines hebben invloed op het weer
Windmolens zouden het weer beïnvloeden, wordt beweerd. Rob de Vos van klimaatgek.nl buigt zich in het onderstaande artikel over dit fenomeen. Hij stelt: Het zou me eigenlijk verbazen als dat niet zo was. Deze bekende foto trok onlangs weer mijn aandacht:
Het windpark, Horns Rev I, voor de kust bij Denemarken, veroorzaakte op 12 februari 2008
zoveel turbulentie dat de daardoor ontstane bewolking/mist over grote afstand zichtbaar was. Windmolens produceren zogenaamde ‘wakes’, wervelingen, aan de lijzijde van de molens. Normaal zijn die wakes onzichtbaar, maar vanwege bepaalde weersomstandigheden werden ze destijds zichtbaar in de vorm van laaghangende bewolking.
Een zichtbaar voorbeeld van de invloed die windmolens kunnen hebben op het weer dus. NOAA wind researcher Bob Banta is een wetenschapper aan het Earth System Research Laboratory in Boulder, Colorado. Hij keek met collega’s naar de foto en concludeerde dat de lucht bovenwinds (op de voorgrond van de foto) bijna verzadigd moet zijn geweest met waterdamp. Misschien vertraagde en koelde die met vocht verzadigde lucht af op de turbines, waardoor het water condenseerde en er wolken ontstonden. Of misschien, speculeerde Banta, komt het doordat de turbulentie benedenwinds extra koele, vochtige lucht van het oceaanoppervlak trok. Banta: “I cannot tell you exactly what’s going on here, but I can say this is a dramatic, striking example of wind wakes, and this is why the measurements we’re making here in Colorado are so important.”
Fig.2 Bron: Hasager et al 2013
In 2013 verscheen een uitgebreide Deense publicatie over het fenomeen van de hand van een groep rond Charotte Hasager. De conclusie was dat de mistvorming het gevolg was van speciale atmosferische omstandigheden waarbij een laag koude vochtige lucht boven een relatief warmer zeeoppervlak (5 °C) in het kielzog van de turbines condenseerde. Dit proces werd gevoed door vochtige lucht die van onderaf wordt aangezogen in de werveling die wordt opgewekt door de rotors.
Volgens de onderzoekers is het proces voor de mistvorming het gevolg van adiabatische afkoeling in het bovenste deel van het geveegde rotorgebied. Adiabatische afkoeling ontstaat als een luchtpakketje op weg naar boven uitzet. Daardoor koelt de lucht af zonder dat het luchtpakketje warmte afstaat aan de omgeving. Die afkoeling is het gevolg van het feit dat door uitzetting van het pakketje de afstand tussen de luchtmoleculen groter wordt.
De draaiende rotors veroorzaken opwaartse luchtbewegingen van vochtige relatief warme lucht van nabij het zeeoppervlak en neerwaartse bewegingen van droogadiabatisch gekoelde lucht aan de top van de rotor op enige afstand benedenwinds van de turbines.
De situatie lijkt mijns inziens veel op een fenomeen dat ik ooit leerde kennen tijdens colleges fysische geografie, namelijk een wrijvingsinversie. Die kan ontstaan boven ruw terrein, waardoor de wind turbulent wordt. Het handboek “Meteorologie voor zweefvlieginstructeurs” geeft een prachtige beschrijving van het fenomeen:
”Een wrijvingsinversie ontstaat bij harde wind. Door sterke turbulentie ontstaan verticale luchtbewegingen, waardoor de lucht in de turbulente laag wordt gemengd. De stijgende lucht koelt droogadiabatisch af. De dalende lucht warmt droogadiabatisch op. De starttemperatuur wordt in eerste instantie bepaald door de oorspronkelijke toestandskromme. Wanneer de lucht goed gemengd is neemt de toestandskromme de vorm aan van een droogadiabaat. De temperatuur aan de bovenzijde van de turbulente laag wordt daarbij lager dan oorspronkelijke temperatuur. Er ontstaat een inversie. Door de menging wordt vocht vanaf het aardoppervlak naar hogere luchtlagen getransporteerd. De luchtvochtigheid neemt daar toe, terwijl de temperatuur afneemt. Hierdoor kan een egale bewolkingslaag (wrijvingsstratus) ontstaan.”
Fig.3 Bron: Klimaatgek
In figuur 3 heb ik een tekeningetje van de situatie gemaakt. De zwarte lijn is de atmosfeergradiënt, het verloop van de luchttemperatuur met de hoogte. Gemiddeld is dat – 6,5 °C/km. Het verloop in de onderste laag van de troposfeer wijkt vaak wat af van dat gemiddelde, maar voor het gemak ga ik van dat gemiddelde uit. De rotoren mixen de onderste luchtlagen, er ontstaan verticale luchtbewegingen. Daardoor koelen luchtpakketjes die omhoog bewegen adiabatisch af en ontstaat er een inversie (hier op ~300m hoogte). Lucht die aan het oppervlak (bijna) verzadigd is kan door die afkoeling op zijn weg naar omhoog condenseren. De inversie verhindert verdere stijging van de lucht zodat de ontstane bewolking niet verder de hoogte in kan aangroeien. De droogadiabaat heeft een helling van ongeveer -10 °C/km.
De foto van figuur 1 is een goed voorbeeld van het feit dat windmolens invloed hebben op het weer. Die invloed kan zich tot enkele kilometers achter de molens voordoen en is er altijd (als het waait). De foto is genomen toen die invloed toevallig goed zichtbaar was. Een volgende keer de invloed van windmolens op de temperatuur.
Overgenomen van klimaatgek.nl
meer nieuws
Klimaatdoelen killen de chemische industrie
De chemische industrie in Europa staat op omvallen. De industrie zelf luidt al geruime tijd de noodklok en erkent dat hoge energieprijzen de voornaamste oorzaak zijn. Toch benoemt niemand de olifant in de kamer: de hoge energieprijzen zijn het gevolg van de torenhoge klimaatambities van de EU. Wanneer durft de industrie dit zelf ook te benoemen?
Het verhaal van de ijsbeer: wat wetenschappers al wisten voordat Frozen Planet werd uitgezonden
Het verhaal van de ijsbeer: wat wetenschappers al wisten voordat Frozen Planet werd uitgezonden In 2011 werd BBC-kijkers verteld dat ijsberen in de Barentszzee verhongerden door de afname van zee-ijs door klimaatverandering. Later wetenschappelijk bewijs toont echter aan dat deze voorstelling van zaken niet overeenkwam met de gegevens die op dat moment [...]
Waarom koelt de Zuidelijke Oceaan af? Drie nieuwe wetenschappelijke verklaringen dagen klimaatmodellen uit
De oppervlaktetemperaturen in de Zuidelijke Oceaan rond Antarctica zijn al tientallen jaren aan het dalen, wat in tegenspraak is met de voorspellingen van toonaangevende klimaatmodellen. Het stelt onderzoekers wereldwijd voor een raadsel. In dit artikel beschouwt natuurkundige Ralph B. Alexander drie recente studies die opvallend verschillende verklaringen voor deze onverwachte klimaatafwijking geven.
