可再生能源解决方案必须具备足够的发电能力，以满足采用这些方案的国家的需求，这一点至关重要。
整个夏季，温暖无风的月份使欧洲各地的风电场无法稳定发电。
总部位于英国的电力公司SSE表示，其可再生能源资产的发电量比预期低32%。
政策制定者了解天气可能出现的波动并据此制定计划，这一点很重要。
2021年夏季至初秋，欧洲经历了长时间的干旱天气和低风速。明媚而平静的天气或许让人乐于暂缓穿上冬衣，但在考虑电力可能来自何处时，缺少风力可能成为一个严重问题。
为了实现气候减缓目标，例如即将在格拉斯哥举行的COP26会议上讨论的目标，电力系统必须迅速从依赖化石燃料发电转向风能、太阳能和水电等可再生能源。这一转变使我们的能源系统日益容易受到天气和气候变率以及气候变化可能带来的影响。
那段平静无风的天气严重影响了风力发电。例如，总部位于英国的电力公司SSE表示，其可再生能源资产的发电量比预期低32%。鉴于英国政府计划成为全球风能领域的领军者，这起初或许看起来令人担忧，但风电场开发商知道这类低风速“事件”可能发生，而了解其影响已成为能源气象学研究的热门议题。
一种新型极端天气
那么，我们应该担心这段低风速时期吗？简而言之，不必。关键在于，我们正经历一次极端事件。它或许不符合传统意义上的极端天气定义（如大洪水或飓风），但在能源气象学中称为“风旱”的这类时期，正变得至关重要；要可靠地运行电力系统，就必须了解它们。
我近期与雷丁大学的同事共同发表的研究强调，随着我们继续投资风力发电，必须考虑风力发电年际变率，以确保这些事件发生时我们能够做好准备。我们的团队还表明，欧洲中部持续的高气压时期会导致长时间的低风速状况，未来可能给电力系统带来最大挑战。
气候变化可能发挥作用
谈到气候变化时，我们往往更关注气温和降雨的变化，而较少关注近地面风速可能出现的变化。但对于一个将更加依赖风力发电的电力系统而言，这是一个重要的考量因素。
最新的IPCC报告指出，欧洲平均风速将下降8%-10%，这是气候变化造成的。需要注意的是，与近地面气温预测相比，气候模型对风速的预测存在相当大的不确定性，而且不同模型模拟结果表现出明显差异的情况很常见。
我和同事近期分析了根据六种不同气候模型推测的欧洲风速变化情况。一些模型显示，随着气温升高，风速会增加；另一些则显示风速会下降。深入了解这一问题仍是科学研究的持续课题。需要记住，风速的微小变化可能导致发电量出现更大变化，因为风机的输出功率与风速的立方成正比（立方数是一个数与自身相乘三次所得的结果。它们增长很快：1、8、27、64，依此类推）。
上图所示的近地面风速下降，可能由一种称为“全球静风”的现象造成。这可以用以下原因来解释：寒冷的北极升温速度更快，超过了赤道地区，因此冷热区域之间的温差缩小。正是这种温差通过一种称为热成风平衡的现象，驱动着全球大尺度风场。
在天然气价格飙升、COP26召开倒计时之际，人们纷纷谈论风能是满足能源需求的答案。近期的风旱清楚地提醒我们，这种发电方式可能存在多大波动，也提醒我们，单靠风能投资无法构建可靠的未来电网。在这样的时期（例如今年夏天风停歇时），将风能与太阳能、水电等其他可再生能源结合起来，并灵活管理电力需求，将至关重要。
