随着美国开始建设海上风电场，科学家表示，关于对海洋和海洋生物的影响仍然存在许多问题

随着可再生能源生产在美国各地不断扩大，这些新能源对环境的影响越来越受到关注。在一个 最近的报告, 美国国家科学、工程和医学院研究了在马萨诸塞州东南部的楠塔基特浅滩地区建设海上风电场是否以及如何影响极度濒临灭绝的北大西洋露脊鲸。对话询问了海洋科学家 艾琳·L。迈耶-古特布罗德, 道格拉斯·诺瓦切克, 艾琳·E。霍夫曼 和 乔什·科胡特, ，他们都是研究委员会的成员，解释报告的主要发现。

为什么这项研究集中在这样一个特定的地点？

这 海洋能源管理局, ，它是美国的一部分内政部负责监管海上能源生产，要求国家科学院进行这项研究。监管机构希望更好地了解安装和运行海上固定底部风力涡轮发电机将如何影响潮汐、波浪和洋流等物理海洋过程，以及这些变化又如何影响生态系统。

例如，海上风力涡轮机降低了其后面的风速，并且其结构的存在使水更加湍急。这些变化可能会影响洋流、表面风速和其他影响因素 流体动力学 – 涡轮机周围水的结构和运动。

这 楠塔基特浅滩 该地区是大西洋上一大片浅水区域，延伸至科德角以南。我们的报告重点关注它，因为这是美国第一个大型海上风电场区域，并且该地区已被纳入最近的几项水动力模型研究中。

为什么北大西洋露脊鲸受到特别关注？

北大西洋露脊鲸 极度濒危. 。科学家估计人口已减少至 只有 356 只动物.

这个物种是 几乎濒临灭绝 经过几个世纪的商业捕鲸。尽管鲸鱼近 100 年来一直受到保护免遭捕鲸，但它们在捕鲸时仍然会被意外杀死。 被船只撞击 或者 被渔具缠住. 。这两种死亡原因是大多数有记载的幼年和成年露脊鲸的原因 过去25年的死亡人数.

有一些选项可以保护它们，例如 减慢船只速度或改变航线, ，缩短捕捞季节甚至 改装渔具 使其对鲸鱼更加安全。然而，监管机构需要知道鲸鱼将在哪里以及何时会在那里，以便他们可以采取这些保护措施。

通常很难弄清楚鲸鱼在哪里——它们有很大的栖息地，大部分时间都呆在水面以下，观察者看不到它们。最近，情况变得更加困难，因为气候变化导致鲸鱼 改变它们进食的地点和时间.

目前，露脊鲸 花更多时间游览楠塔基特浅滩地区. 。这意味着科学家和管理人员需要确保该地区的风能开发安全进行，并减少对该地区鲸鱼的威胁。

海上风电场会如何影响研究区域的露脊鲸？

露脊鲸是滤食动物，消耗大量的 微小的浮游动物. 。鲸鱼需要在适当的水深找到大而密集的浮游动物才能进食。以影响猎物所在位置的方式改变波浪、潮汐和洋流可能会影响鲸鱼的进食或导致鲸鱼改变觅食栖息地。

我们的结论是，持续监测该地区内外的露脊鲸及其猎物至关重要，因为我们不知道风的发展是否会导致其浮游动物猎物的增加、减少或不变。持续的监测将使管理人员能够减轻对鲸鱼的潜在负面影响。

研究人员需要收集风电场建设和运营各个阶段的数据，并开发强大的模型，以确定风电场是否会影响研究区域露脊鲸的猎物可用性。即使他们进行了这项研究，仍然很难隔离风电场的潜在影响。

该地区存在大量自然和人为驱动的变异和变化，包括潮汐、水温季节性变化以及气候变化导致的长期海洋变暖。 气候驱动的偏远地区猎物变化, ，例如 芬迪湾 或 圣海湾劳伦斯, ，也可能会改变露脊鲸使用楠塔基特浅滩地区的方式。

楠塔基特浅滩地区第一个风能发电场的开发是一个宝贵的机会，可以更好地了解涡轮机对海洋生态系统的水动力影响。我们预计它将有助于指导美国沿线风电场的未来发展。东海岸。

最重要的知识差距是什么？

很少有研究来了解风能涡轮机周围的流体动力学，现有的研究主要集中在北海的欧洲海上风电场，那里的条件与楠塔基特浅滩不同。美国尚未建造楠塔基特浅滩地区计划规模的大型涡轮机。水域。

研究人员试图模拟涡轮机的水动力影响，但他们的结果并不总是一致。需要做更多的工作来比较不同类型的模型，并与海洋中的实际观测进行比较，以确保它们正确地代表潮汐、分层、湍流和阻力等关键过程。

最准确的输出可能来自使用一系列模型。海洋学家可能会从预测水流过单个涡轮机时会发生什么的模型开始。这些结果将为预测整个风电场影响的模型提供信息。然后，风电场规模模型的结果将被纳入预测区域海洋环流的模型中。

生物学方面也存在很多知识空白，包括关于楠塔基特浅滩地区的浮游动物有哪些种类、它们来自哪里以及是什么使它们聚集成足够密集的斑块以供露脊鲸食用的问题。楠塔基特浅滩地区的露脊鲸进食情况尚不清楚，因此科学家需要更多的观察来确定哪些浮游动物类型是露脊鲸的目标，以及露脊鲸进食的地点和时间。

报告是否要求在这些问题得到解答之前减缓海上风电开发？

不，我们也没有被要求就风电行业如何进行建设提供建议。

楠塔基特浅滩是美国将建设大型风电场的众多地区之一。未来几十年的水域。我们的委员会建议联邦监管机构和其他相关组织进行观测和建模研究，以更好地了解风电场建设之前、期间和之后的水动力和生态过程。这些研究对于理解和解决海上风电场开发的环境影响至关重要。

美国国家海洋和大气管理局渔业部前首席科学顾问兼科学项目主任理查德·梅里克（Richard Merrick）和美国国家科学、工程和医学院负责此处所述研究的主任凯利·奥斯克维格（Kelly Oskvig）对本文做出了贡献。