Поскольку США начинают строить морские ветряные электростанции, ученые говорят, что остается много вопросов о воздействии на океаны и морскую жизнь.

Поскольку производство возобновляемой энергии расширяется по всей территории США, воздействию этих новых источников на окружающую среду уделяется все больше внимания.В недавний отчет, Национальные академии наук, техники и медицины исследовали, может ли и каким образом строительство морских ветряных электростанций в районе Нантакет-Шолс, к юго-востоку от Массачусетса, повлиять на находящихся под угрозой исчезновения североатлантических китов.The Conversation задал вопрос морским ученым Эрин Л.Мейер-Гутброд, Дуглас Новачек, Эйлин Э.Хофманн и Джош Кохут, все из которых входили в состав исследовательского комитета, чтобы объяснить основные выводы отчета.

Почему это исследование было сосредоточено на таком конкретном сайте?

А Бюро управления энергией океана, который является частью США.Министерство внутренних дел и регулирует добычу энергии на море, попросило Национальные академии провести это исследование.Регулирующие органы хотели лучше понять, как установка и эксплуатация морских ветряных генераторов с фиксированным дном повлияет на физические океанографические процессы, такие как приливы, волны и течения, и, в свою очередь, как эти изменения могут повлиять на экосистему.

Например, морские ветряные турбины уменьшают скорость ветра за ними, а наличие их конструкций делает воду более турбулентной.Эти изменения могут повлиять на океанские течения, скорость приземного ветра и другие факторы, влияющие на гидродинамика – структура и движение воды вокруг турбин.

А Нантакет Шолс Регион — это большая мелководная территория в Атлантическом океане, простирающаяся к югу от Кейп-Кода.В нашем отчете основное внимание уделяется этому, поскольку это первая крупномасштабная морская ветряная электростанция в США, и этот регион был включен в несколько недавних исследований по гидродинамическому моделированию.

Почему североатлантические киты вызывают особую озабоченность?

Североатлантические киты находятся под угрозой исчезновения.По оценкам ученых, численность населения сократилась до всего 356 животных.

Этот вид был почти доведен до исчезновения после столетий коммерческого китобойного промысла.Несмотря на то, что киты были защищены от китобойного промысла в течение почти 100 лет, их все равно случайно убивают, когда они удар по сосудам или запутаться в рыболовных снастях.Эти два источника смертности являются причиной большинства зарегистрированных случаев смертности молодых и взрослых китов. смертей за последние 25 лет.

Есть варианты их защиты, например замедление или изменение маршрута лодок, сокращение рыболовного сезона или даже модификация рыболовных снастей чтобы сделать его более безопасным для китов.Однако регулирующим органам необходимо знать, где и когда будут находиться киты, чтобы они могли обеспечить такую ​​защиту.

Обычно сложно определить, где находятся киты — они имеют обширную среду обитания и большую часть времени проводят под поверхностью воды, где их не могут увидеть наблюдатели.В последнее время это стало еще сложнее, потому что изменение климата заставляет китов меняйте место и время кормления.

В настоящее время киты проводить больше времени в районе Нантакет Шолс.Это означает, что ученые и менеджеры должны убедиться, что развитие ветроэнергетики в этом районе происходит безопасно и что угроза для китов в этом районе снижена.

Как морские ветряные электростанции могут повлиять на китов в исследуемой зоне?

Гренландские киты являются фильтраторами, потребляющими огромное количество крошечный зоопланктон.Чтобы питаться, китам необходимо находить большие плотные участки зоопланктона на соответствующих глубинах воды.Изменение волн, приливов и течений таким образом, что это влияет на местонахождение их добычи, может повлиять на питание китов или заставить китов изменить среду обитания для кормления.

Мы пришли к выводу, что крайне важно постоянно следить за гладкими китами и их добычей внутри и за пределами региона, поскольку мы не знаем, приведет ли развитие ветров к увеличению, уменьшению или полному изменению их добычи зоопланктона.Последовательный мониторинг позволит менеджерам смягчить потенциальное негативное воздействие на китов.

Исследователям необходимо будет собирать данные на всех этапах строительства и эксплуатации ветряных электростанций и разрабатывать надежные модели, чтобы определить, повлияют ли ветряные электростанции на доступность добычи для китов в районе исследования.Даже после того, как они проведут это исследование, все равно будет сложно выделить потенциальное воздействие ветряных электростанций.

В этом регионе существует огромное количество как естественных, так и антропогенных изменчивостей и изменений, включая приливы, сезонные изменения температуры воды и долгосрочное потепление океана, вызванное изменением климата. Климатические изменения в добыче в отдаленных регионах, такие как Залив Фанди или Залив Св.Лоуренс, может также изменить то, как киты используют регион Нантакет-Шолс.

Развитие первых ветряных электростанций в регионе Нантакет Шолс — это ценная возможность лучше понять гидродинамическое воздействие турбин на морские экосистемы.Мы ожидаем, что это поможет в будущем развитию ветряных электростанций в США.Восточное побережье.

Каковы наиболее важные пробелы в знаниях?

Для понимания гидродинамики ветряных турбин было проведено мало исследований, а те, которые существуют, сосредоточены на европейских морских ветряных электростанциях в Северном море, где условия отличаются от отмелей Нантакета.Большие турбины того размера, который запланирован для региона Нантакет Шолс, в США еще не построены.воды.

Исследователи пытались смоделировать гидродинамическое воздействие турбин, но их результаты не всегда согласуются друг с другом.Необходимо провести дополнительную работу по сравнению различных типов моделей друг с другом и с реальными наблюдениями в океане, чтобы убедиться, что они правильно отражают ключевые процессы, такие как приливы, стратификация, турбулентность и сопротивление.

Наиболее точные результаты, вероятно, будут получены при использовании ряда моделей.Океанографы могли бы начать с моделей, которые предсказывают, что происходит, когда вода проходит мимо одной турбины.Эти результаты затем послужат основой для моделей, которые предсказывают влияние всей ветряной электростанции.Затем результаты моделей ветряных электростанций будут включены в модели, прогнозирующие региональную циркуляцию океана.

Есть также много пробелов в знаниях в области биологии, включая вопросы о том, какие виды зоопланктона существуют в районе Нантакет-Шолс, откуда они берутся и что заставляет их объединяться в участки, достаточно плотные, чтобы их могли есть киты.Кормление китов в районе Нантакет-Шолс недостаточно изучено, поэтому ученым необходимо больше наблюдений, чтобы определить, какие типы зоопланктона являются целью китов, а также где и когда киты кормятся.

Призывает ли доклад замедлить развитие морской ветроэнергетики до тех пор, пока не будут даны ответы на эти вопросы?

Нет, и нас не просили дать рекомендации, как ветроэнергетике следует вести строительство.

Нантакет Шолс — один из многих регионов США, где будут построены крупномасштабные ветряные электростанции.воды в ближайшие десятилетия.Наш комитет посоветовал федеральным регулирующим органам и другим соответствующим организациям провести исследования по наблюдению и моделированию, чтобы лучше понять гидродинамические и экологические процессы до, во время и после строительства ветряной электростанции.Эти исследования будут иметь решающее значение для понимания и устранения воздействия на окружающую среду строительства морских ветряных электростанций.

Ричард Меррик, бывший главный научный советник и директор научных программ Национального управления океанических и атмосферных исследований по рыболовству, и Келли Осквиг, директор Национальной академии наук, инженерии и медицины исследования, описанного здесь, внесли свой вклад в эту статью.