พลังงานสะอาดอาจทำให้ฝนตกในทะเลทรายซาฮาร่า

กระทู้สนทนา

การออกแบบเพื่อสิ่งแวดล้อม หน้าต่างโลก ภูมิศาสตร์

ส่วนหนึ่งของทะเลทราย Sahara ใกล้กับประเทศ Chad Credit : NASA

ลองนึกถึงทะเลทรายซาฮาร่า Sahara ที่เต็มไปด้วยเนินทราย
สายลมที่พัดผ่านพร้อมแสงแดดแผดเผาอย่างเจิดจ้า
จบแทบจะทนไม่ไหวพอ ๆ กับอากาศหนาวเย็นในยามค่ำคืน
ส่วนใหญ่ผู้คนมักจะเห็นดินแดนที่แห้งแล้ง
มีแหล่งน้ำหรือสิ่งมีชีวิตที่น้อยมากที่สุด

แต่มีคนบางคนกลับเห็นว่า
ทะเลทรายซาฮาร่ามีศักยภาพ
ในการแก้วิกฤติพลังงานที่กำลังเกิดขึ้น
และอาจจะทำให้ฝนตกในทะเลทราย
ทะเลทรายที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในโลก

ในบทความที่ตีพิมพ์วันที่ 7 กันยายน 2018
Climate model shows large-scale wind and solar farms in the Sahara increase rain and vegetation
นักวิจัยด้านวิทยาศาสตร์พบว่า
การสร้างพลังงานลมและฟาร์มแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้า
ที่กินเขตพื้นที่ทะเลทรายซาฮาร่าจำนวนมาก
ไม่เพียงแต่สามารถจัดหาพลังงานให้กับ
ยุโรป แอฟริกาและเอเซียตะวันออกกลางเท่านั้น
แต่ยังสามารถเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้ในเวลาเดียวกัน

แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์จะทำให้เกิดความร้อนที่เพิ่มขึ้น
แต่ก็จะเพิ่มน้ำฟ้าหรือหยาดน้ำฟ้าในพื้นที่
และพืชในพื้นที่ที่สามารถใช้ประโยชน์
ได้อย่างมากเลยจากการผลิตพลังงานสีเขียว

มีการประมาณการและคาดการณ์ว่า
การร่วมลงทุนสร้างโครงการดังกล่าว
จะสามารถเพิ่มปริมาณน้ำฝนในภูมิภาคนี้ได้ถึง 2 เท่า
และเพิ่มพื้นที่เพาะปลูกพืชประมาณร้อยละ 20

น้ำฟ้าหรือหยาดน้ำฟ้า คือ
น้ำในลักษณะของเหลว หรือของแข็งรูปผลึก หรือของแข็งอสัณฐาน (amorphous)
ซึ่งเกิดจากก้อนเมฆบนท้องฟ้าแล้วตกลงมายังพื้นโลก
เช่น ฝน หิมะ ลูกเห็บ ฯลฯ หรือน้ำที่ตกจากฟ้าลงสู่ดิน
ไม่ว่าจะมีภาวะเป็นน้ำหรือน้ำแข็ง
เช่น ฝนละออง ฝนธรรมดา หิมะ และลูกเห็บ
ลักษณะของหยาดน้ำฟ้าดังกล่าวแล้วแตกต่างไปจาก
เมฆ หมอก น้ำค้างแข็ง และไอน้ำ หรือน้ำแข็งในรูปอื่น ๆ
ตรงที่หยาดน้ำฟ้าจะต้องตกจากบรรยากาศถึงพื้นดิน
การวัดปริมาณของหยาดน้ำฟ้าใช้เครื่องมือแบบเดียวกันกับการวัดฝน
ถ้าหยาดน้ำฟ้าที่ตกลงมาในเครื่องวัดนั้นมีลักษณะเป็นน้ำแข็ง
ต้องทำให้ละลายตัวเป็นน้ำเสียก่อนแล้ว
จึงวัดปริมาณของน้ำนั้นออกมา
ด้วยการเทียบเป็นความสูง คือ เป็นเซนติเมตร หรือเป็นนิ้ว
เช่นเดียวกับการวัดฝน
(พจนานุกรมศัพท์ภูมิศาสตร์ ฉบับราชบัณฑิตยสถาน, 2516)

II.

ที่มา https://bit.ly/1XUDJ5j

พื้นที่สีเขียวทะเลทรายซาฮาราจะมากขนาดไหน

ทะเลทรายซาฮาราครอบคลุมพื้นที่ถึง
3.55 ล้านตารางไมล์ (9.2 ล้านตารางกิโลเมตร)
หรือประมาณ 5,750 ล้านไร่ (1 ตร.กิโลเมตร = 625 ไร่)
ในการศึกษาครั้งนี้ นักวิจัยได้ทดลองใช้โมเดลคอมพิวเตอร์
จำลองสถานะการณ์ด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง
(น่าจะเป็นพวก SuperComputer เพราะมีที่ MIT)
ด้วยการติดตั้งกังหันลมผลิตไฟฟ้าตลอดแนวทะเลทราย
ห่างออกจากกันเป็นระยะทางต้นละราว 1 ไมล์
และครอบคลุมพื้นที่ทะเลทรายประมาณร้อยละ 20
พร้อมกับติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในรูปแบบต่าง ๆ
ด้วยการติดตั้งกระจายไปทั่วทั้งพื้นที่ทะเลทราย
โดยบางจุดแผงโซลาร์เซลจะติดตั้งในรูปแบบตารางหมากรุก
และในบางจุดก็กระจุกตัวในรูปแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส

III.

การติดตั้งกังหันลมและโซล่าร์เซลล์ผลิตไฟฟ้า
ยิ่งมีขนาดเล็กยิ่งสร้างผลกระทบกับสภาพภูมิอากาศเล็กลง
แต่ทั้งนี้ยังขึ้นกับ ลักษณะภูมิทำเลและพื้นที่ในการติดตั้ง
กังหันลมและแผงโซล่าร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าด้วยเช่นกัน
ถ้าทำการติดตั้งแผงไว้ในแถบตะวันตกเฉียงเหนือ
จะมีผลกระทบมากกว่า 3 ทางเลือกอื่น ๆ ในทะเลทรายซาฮาร่า

เพราะพื้นที่ส่วนที่แผงโซล่าร์เซลที่ปกคลุมทะเลทราย
ทำให้มีอัตราส่วนการสะท้อนแสงแดดของพื้นผิว Albedo
มากกว่าพื้นที่ที่ไม่ได้ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์
นั่นคือ เหตุผลที่จะทำให้พื้นที่ทะเลทรายซาฮาร่า
ที่ติดตั้งแผงโซล่าร์เซลจะสะท้อนแสงแดดและความร้อน
กลับขึ้นไปสู่ชั้นบรรยากาศมากขึ้นกว่าเดิม

IV.

วัสดุที่มีอัตราส่วนการสะท้อนแสงแดดของพื้นผิว ตามแต่ละประเภทวัสดุ Valerio Pellegrini

การเพิ่มอัตราส่วนการสะท้อนแสงแดดของพื้นผิว Albedo
ด้วยการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์
จะเป็นการเพิ่มน้ำฟ้าหรือหยาดน้ำฟ้ามากขึ้น
เพราะแม้ว่าจะเป็นการเพิ่มอุณหภูมิรอบ ๆ แผงโซลาร์เซลล์
แต่อากาศที่อุ่นขึ้นที่สะท้อนไปยังชั้นบรรยากาศ
ชั้นบรรยากาศจะมีอากาศเย็นและมีความชื้นอยู่
ก็จะเกิดควบแน่นและทำให้ฝนตกลงมาได้มากขึ้น

VI.

" ในปี 1975  Jule Charney  อาจารย์ที่ปรึกษาของผม
ในการทำดุษฏีนิพน์(ปริญญาเอก)ของผมที่ MIT
ได้เสนอหลักการกลไกการสะท้อนกลับ
เพื่อช่วยอธิบายความแห้งแล้งในเขต Sahel
สภาพการเปลี่ยนแปลงกึ่งแห้งแล้งทางตอนใต้ของทะเลทรายซาฮาร่า
การเลี้ยงสัตว์กินหญ้ามากเกิดไป (แพะ แกะ ในพื้นที่ทะเลทราย)
ทำให้อัตราส่วนการสะท้อนแสงแดดของพื้นผิว
ไม่เหมือนเดิมแบบสภาพเดิมในอดีตอีกต่อไปแล้ว
และปริมาณน้ำฟ้าหรือหยาดน้ำฟ้าก็ลดลงด้วยเช่นกัน
ยิ่งปริมาณพืชที่ลดลงมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา
ยิ่งมีปัญหาตามมาอย่างแรงจนกระทั่งส่งผลในทุกวันนี้

ผมเลยมีความคิดว่า  ข้อเสนอแนะนี้
จะทำงานในทิศทางตรงกันข้ามกัน
ด้วยการใช้ปรากฏการณ์ของแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่
เพราะจะช่วยให้เพิ่มอัตราส่วนการสะท้อนแสงแดดของพื้นผิว

ในทำนองเดียวกันฟาร์มกังหันลมผลิตไฟฟ้า
จะเพิ่มแรงเสียดทานของพื้นผิวดิน
และการลู่เข้าเข้าหากันของของอากาศ
ทำให้เกิดการกระพือของลม/การเคลื่อนไหวของลมที่เกิดขึ้น
เกิดการกระทบกระทั่งกันและทำให้เกิดปรากฏการน้ำฟ้าหรือหยาดน้ำฟ้าขึ้น "
Eugenia Kalnay ผู้เขียนบทนำ รายงานวิจัยให้สัมภาษณ์ในการแถลงข่าว

VII.

เขต Sahel ใน Africa : พาดยาว 1,000 กิโลเมตร (620 ไมล์) พาดผ่านถึง 5,400 กิโลเมตร (3,360 ไมล์)
จากมหาสมุทรแอตแลนติค Atlantic Ocean ถึงทะเลแดง Red Sea

การที่มีฝนตกมากขึ้น
หญ้าและต้นไม้จะค่อย ๆ เติบโต
ทำให้เกิดภูมิทัศน์อันเขียวขจี
ระหว่างกังหันลมและแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์
เช่นเดียวกับฟาร์มผลิตพลังงานไฟฟ้าที่ค่อย ๆ ขยายตัวมากขึ้น

ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์จะผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 79 เทราวัตต์ (79¹²) Terawatts
และฟาร์มกังหันลมจะผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 3 เทราวัตต์ (3¹²)
โดยไม่ผลิตก๊าซเรือนกระจกเหมือนการใช้พลังงานประเภทอื่น
นักวิจัยยังได้ระบุว่า ทั่วโลกใช้พลังงานไฟฟ้าราว 18 เทราวัตต์ (18¹²) ในปีที่ผ่านมา

แต่การสร้างฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานกังหันลมขนาดใหญ่
คงไม่อาจจะเกิดขึ้นได้ในชั่วเวลาแค่เพียงข้ามคืน
ดังนั้นนักวิจัยจึงต้องจำลองผลด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์
เพื่อดูว่าจะมีอะไรเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาการก่อสร้าง 100 ปี
และในช่วงระยะเวลา 100 ปีหลังจากที่โรงงานดังกล่าวได้สร้างขึ้นมาแล้ว

Quantum Computing: The Past, Present & Future.

" ถ้าเราสามารถสร้างฟาร์มกังหันลมและฟาร์มโซลาร์เซลล์ได้ทันที
ผลกระทบจากชั้นบรรยากาศอาจะสังเกตได้เกือบจะในทันทีเลย
แต่ผลกระทบที่เกิดจากกลไกการตอบสนองของน้ำฟ้าหรือหยาดน้ำฟ้า
อาจจะต้องใช้เวลานานกว่าก่อนที่จะสามารถสังเกตเห็นได้
เพราะพืชต้องการระยะเวลาในการเจริญเติบโต (ภายในไม่กี่ปี)
ความเป็นจริงแล้ว ผลกระทบจะยิ่งมากขึ้นตามขนาดและพื้นที่ติดตั้ง
พลังงานลมและฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งเพิ่มขึ้น "
Yan Li และ Safa Motesharrei กล่าวตอบในอีเมล

VIII.

แผนที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำฝน
ที่อาจเกิดขึ้นในทะเลทรายซาฮาร่า
หากมีการติดตั้งฟาร์มกังหันลมและฟาร์มโซลาร์เซลล์

พื้นที่สีเขียวในอดีต

นี้อาจจะไม่ใช่เป็นครั้งแรก
ที่มนุษย์จะเปลี่ยนแปลงทะเลทรายซาฮารา
ที่เคยเป็นพื้นที่ชุมน้ำมากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน

" ทะลทรายซาฮาร่า คือ แหล่งชีววิทยาที่สำคัญสำหรับมนุษยชาติ
ในแง่ของการเป็นคลังสะสมความหลากหลายทางวัฒนธรรมและระบบนิเวศน์
แม้แต่ในทุกวันนี้ ภูมิภาคนี้แห่งไม่ใช่มีแค่กองมวลทราย
แต่ยังมีเทือกเขา ภูเขา แม่น้ำและทะเลสาบขนาดเล็ก
ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตหลายพันชนิด

บรรพบุรุษของเราที่รู้จักกันครั้งแรก
หลังจากที่มนุษย์เราแยกวงศ์ตระกูลออกจากลิงประเภทอื่น ๆ
Sahelanthropus tschadensis ก็พบในทะเลทรายซาฮาร่า
ในช่วง African Humid Period (ประมาณ 11,000-5,000 ปีก่อน)
Sahara เคยเป็นระบบนิเวศน์ที่กว้างใหญ่ไพศาล
และมีความหลากหลายทางชีวภาพ
เต็มไปด้วยทะเลสาบและชาวประมง

ต่อมามันกลายเป็นจุดเริ่มต้นของการเลี้ยงวัวควายและอูฐ
(พอในช่วงหลังก็เริ่มเลี้ยงแพะกันมากขึ้น
เพราะสภาพน้ำและทุ่งหญ้าขนาดใหญ่ลดลงไปมาก)
Sahara เคยเป็นสถานที่ตั้งชุมทางการค้าทางบกที่กว้างใหญ่ไพศาล
ที่บริหารจัดการโดยจักรวรรดิ์ที่เคยยิ่งใหญ่มากในอดีต
Sahara คือ บทเรียนครั้งสำคัญในอดีตที่ได้สอนมนุษย์เรา
ในเรื่องการเปลี่ยนแปลงและการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม " ไรท์กล่าว
David Wright นักโบราณคดี Seoul National University ได้เขียนตอบใน Email

IX.

ภาพวาดที่หน้าผาและถ้ำในยุคก่อนประวัติศาสตร์ ที่อัฟริกาเหนือ
(a, b) ถ้ำนักว่ายน้ำ Swimmer’s Cave (Wadi Sura ทางตอนใต้ของ Egypt)
(c) เทือกเขา Ennedi massif (ทางอีสานของ Chad)
และ (d) Zolat el Hammad, Wadi Howar (ทางหนือของ Sudan)
© 2012 Nature Education All photographs courtesy of Dr. Stefan Kröpelin (University of Köln)

แก้ไขข้อความเมื่อ