随着我们向脱碳电网迈进,对依赖天气的能源的依赖性增加,长期自然资源短缺(即能源干旱)的风险也随之增加。当两种或两种以上的主要可再生能源同时处于干旱状态时,就会发生复合能源干旱。在本研究中,我们提出了一种用于检查复合风能和太阳能干旱的方法和数据集,以及 2020 年基础设施美国大陆 (CONUS) 能源干旱的第一个标准化基准。使用最近开发的模拟每小时工厂级发电的数据集(其中包括数千个风能和太阳能发电厂),我们在各种时间和空间尺度上检查了能源干旱的频率、持续时间、幅度和季节性。结果针对 15 个平衡机构 (BA) 给出,这些区域是美国电网中风能和太阳能是电网必须使用的资源并且必须保持平衡的区域。结果表明,复合风能和太阳能干旱在整个 CONUS 中具有不同的空间和时间模式。干旱分析中还包括 BA 级负载,以量化高负载与风能和太阳能干旱同时发生的事件。我们发现能源干旱的特征是区域性的,最长的干旱可持续 16 至 37 小时,最长可达 6 天。最长的每小时能源干旱发生在德克萨斯州,而最长的每日干旱发生在加利福尼亚州。与仅涉及风能和太阳能的事件相比,包括负载的复合能源干旱事件平均更为严重。此外,我们发现,在风能和太阳能复合干旱期间,复合高负载事件更常发生,这是偶然发生的。从这些发现中获得的见解以及总结的能源干旱特征为区域范围内的电网规划和存储规模提供了宝贵的指导。
热浪变得越来越频繁和强烈(Météo-France,2020)。炎热天数(温度超过25°C)的总数正在上升,而霜冻天数正在减少(Ministèredela la the thecologique et de lacohésiondes territoires,2023年)。此外,法国受到干旱的强烈影响,尤其是在该国南部。自1960年代以来,受干旱影响的地区份额已从5%增加到10%(国际能源局,2022年)。例如,法国大陆96个部门中有71个受到2022年干旱的影响,这是自1976年以来最干燥的一月至8月期(世界气象组织,2023年)。这些热量和干旱条件的结合也有助于法国发生大型野火(世界气象组织,2023年)。
干旱的影响是深远的,影响了人类和自然系统。农业部门特别容易受到伤害,干旱导致收益率降低,农作物失败以及随后的财务损失。此外,干旱可能会加剧缺水问题,影响社区和生态系统。虽然干旱对米伦尼亚的人类历史产生了影响,但与气候变化相关的因素导致干旱的发生和严重程度大大增加。天气模式的变化可能导致任何给定区域的降雨减少和地表水的加速蒸发。这会随着时间的流逝而减少土壤水分,因为越来越多的水从土壤中流出,而降雨减少了。山区的积雪减少和较早的融雪也可能会严重影响水资源的时机和可用性,特别是在依赖融雪的地区。
02-1。在不断变化的气候下,展示了基于自然的解决方案,以减少极端干旱的影响02.2。展示了基于自然的解决方案和新的欧洲包豪斯的潜力,以促进可持续,包容和韧性的生活空间和社区
图1显示了在灰色地图(右上角)上显示的昆士兰州地区的12个月降雨。该地区占该州牛和绵羊群的80%以上,仅占昆士兰州土地面积的60%。在每个图中,降雨表示为与长期(1890年至2020年)平均值的百分比差异。上图显示了自1890年以来运行的12个月降雨异常,表明该地区的潮湿和干燥时期的长期历史。较低的图表着重于自2010年以来的变化,并在选定的时间显示了昆士兰州干旱的那些部分在州政府的程序下宣布的。到11月底的十二个月降雨量,在昆士兰州的主要放牧土地上平均比长期平均水平(1890年至2020年)高出8%。昆士兰州目前没有正式干旱的地方政府地区。
鹰嘴豆(Cicer Arietinum L.)是一种重要的食物豆类,在约1484万公顷的面积上种植,其保育率约为1508万吨(Faostat,2020年)。它主要是在干旱和半干旱的热带地区生长的,并且由于诸如干旱,盐度和热量等非生物胁迫而产生的大量产量损失。日益增长的环境发展和干旱的复杂性质是限制鹰嘴豆产量的主要因素之一,通常导致60%至70%的年收益率损失(Barmukh,Roorkiwal,Garg,Garg等,2022; Hajjarpoor等人,2018年)。遗传上遗传性种质的遗传改善和发展是减少干旱胁迫作用的最可持续方法(Varshney,Barmukh等,2021)。在这个方向上,有望通过增强的干旱胁迫适应性来提供更好的农作物品种。
我们回顾了造成东非气候变化和非洲之角的洪水和干旱的研究。我们借鉴了有关死亡人数,受影响的人数和与2000年至2021年之间事件相关的经济损害的数据。对气候变化在事件中的作用的估计(“归因风险的分数”或FAR)源自极端事件归因研究。
比气候和生态紧急情况更重要的挑战更重要。它已经在影响世界各地的社区,将来将对我们的当地经济,当地家庭和当地野生动植物产生巨大影响。我们在沃特福德(Watford)看到了扩展干旱的深刻影响,随后是广泛的降雨,以及入侵物种对当地生物多样性的挑战。
世界和半干旱地区尤其容易受到温室气体驱动的氢气候变化的影响。气候模型是我们投影这些地区社会必须适应未来的氢化气候的主要工具,但是在这里,我们介绍了观察到的与基于模型的历史氢气候趋势之间的差异。在世界的干旱/半干旱地区,所有模型模拟中的主要信号是在过去的四十年中,大气水蒸气平均增加,这与温暖大气的水蒸气持有能力的提高有关。在观察结果中,大气水蒸气的这种增加并未发生,这表明在现实中满足大气需求增加的水分的可用性低于干旱/半干旱地区的模型。在全年干旱/半干旱的地点,这种差异最为明显,但是在一年中最干旱的几个月中,在更潮湿的地区也很明显。它表明我们的理解和建模能力有一个重大差距,这可能会对氢气候预测(包括火灾危害)前进,前进。