Η ζέστη στο αποκορύφωμα του καλοκαιριού στη Μεσοδυτική Αμερική συχνά αναγκάζει τη γεωργία να σταματήσει τις εργασίες. Συχνά, η θερμότητα είναι αρκετή για να εξατμίσει την υγρασία από τα χωράφια πιο γρήγορα από ό,τι μπορεί να την απορροφήσει το έδαφος.
Κατά τη διάρκεια ενός πρόσφατου καύσωνα, όταν οι θερμοκρασίες ξεπέρασαν τους 100 βαθμούς Κελσίου, οι καλλιέργειες καλαμποκιού αντιμετώπισαν σοβαρό θερμικό στρες. Ωστόσο, ερευνητές που μελετούσαν ένα εμπορικό αιολικό πάρκο παρατήρησαν μια εξαίρεση.
Οι καλλιέργειες καλαμποκιού γύρω από μια ανεμογεννήτρια αντιμετώπιζαν τη ζέστη πολύ καλύτερα από άλλες φάρμες . Τι διαφορά έκανε η ανεμογεννήτρια;
Χαρτογράφηση της κίνησης του αέρα και των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας γύρω από το αιολικό πάρκο
Την περιοχή παρακολουθούσαν ειδικοί γεωργικής μετεωρολογίας από το Εργαστήριο Ames και το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο. Χρησιμοποιώντας λέιζερ lidar και ανεμόμετρα, η ομάδα χαρτογράφησε την κίνηση του αέρα και τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στα χωράφια. Οι καλλιέργειες ήταν τυπικό καλαμπόκι και σόγια της Αϊόβα, αλλά οι περιβαλλοντικές μετρήσεις δεν ήταν καθόλου τυπικές.
Τα όργανα κατέγραψαν μια στήλη διαταραγμένου αέρα για ένα τέταρτο του μιλίου κατάντη του ανέμου από την τουρμπίνα. Υπό κανονικές συνθήκες, ο ήλιος θερμαίνει τα φυτά και αυτή η θερμότητα ακτινοβολεί προς τα πάνω στον ακίνητο αέρα.
Εδώ, η κίνηση του αέρα επιτάχυνε την ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ των φύλλων και της κατώτερης ατμόσφαιρας. Οι θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της ημέρας ήταν χαμηλότερες καθώς εισερχόταν ψυχρότερος αέρας.
Ωστόσο, ενώ η πτώση της θερμοκρασίας εξηγούσε εν μέρει την ανθεκτικότητα των καλλιεργειών, οι ερευνητές σύντομα συνειδητοποίησαν ότι η μετατόπιση της ροής του αέρα πυροδοτούσε μια ακόμη πιο αξιοσημείωτη φυσική αντίδραση.
Αλλαγές στην ατμόσφαιρα και τα επίπεδα υγρασίας λόγω της κίνησης του αέρα
Η ερευνητική ομάδα επισκέφθηκε το σημείο την αυγή, συνειδητοποιώντας ότι η επίδραση της αναστάτωσης στην ατμόσφαιρα συνεχιζόταν καθ’ όλη τη διάρκεια της νύχτας. Η ανάμειξη των κατώτερων στρωμάτων του αέρα σήμαινε ότι θερμότερος αέρας έλκεται στην επιφάνεια. Το αποτέλεσμα ήταν η μείωση του κινδύνου παγετού , ενός σημαντικού παράγοντα προστασίας.
Οι επιθεωρήσεις έδειξαν επίσης μια σημαντική διαφορά στα επίπεδα πρωινής υγρασίας , κάτι που ήταν σημαντικό. Η δροσιά που συνήθως προσκολλάται στα φύλλα καλαμποκιού καταγράφηκε ότι εξατμίζεται πολύ πιο γρήγορα στα ίχνη της τουρμπίνας.
Η ροή του αέρα άλλαζε επίσης τον τρόπο με τον οποίο τα φυτά απορροφούσαν τα θρεπτικά συστατικά. Το καλαμπόκι απαιτεί σταθερή παροχή διοξειδίου του άνθρακα για να αναπτυχθεί , και αυτό διευκολύνθηκε άμεσα μέσω των φυτών με τον κινούμενο αέρα.
Η διαδικασία εξαγωγής διοξειδίου του άνθρακα και πώς ωφελεί τις καλλιέργειες
Ο μηχανισμός προστασίας των καλλιεργειών ήταν η προς τα κάτω διοχέτευση του στροβιλώδους αέρα, ο οποίος πίεζε το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα απευθείας στο θόλο των φυτών. Μια ανεμογεννήτρια λειτουργεί ως αναμικτήρας αέρα μεγάλου υψομέτρου, τραβώντας γρήγορα αέρα από τα ανώτερα επίπεδα προς τα κάτω, προς το έδαφος, αναφέρει η Farm Progress .
Αυτή η συνεχής κίνηση διασπά το στάσιμο στρώμα αέρα που συνήθως κατακάθεται πάνω από ένα χωράφι. Διακόπτοντας αυτόν τον ακίνητο θύλακα, οι περιστρεφόμενες λεπίδες επιταχύνουν την ανταλλαγή αερίων μεταξύ των φυτών και της ατμόσφαιρας.
Οι καλλιέργειες είναι πιο δυνατές, διαχειρίζονται καλύτερα το νερό και αντέχουν στη θερμότητα
Καθώς η τουρμπίνα διοχετεύει τον αέρα προς τα κάτω, παρέχει μια νέα παροχή διοξειδίου του άνθρακα στα φύλλα και το επιφανειακό στρώμα του εδάφους. Το καλαμπόκι εξάγει αυτό το αέριο—το οποίο είναι το κύριο καύσιμο για τη φωτοσύνθεση—πολύ πιο αποτελεσματικά. Χωρίς να χρειάζεται να αντλεί διοξείδιο του άνθρακα από τον στάσιμο αέρα, η καλλιέργεια δυναμώνει, διαχειρίζεται καλύτερα το νερό και αντιστέκεται στην ακραία ζέστη.
Αυτή η αναγκαστική κυκλοφορία μετατρέπει μια γεννήτρια ενέργειας σε μια λειτουργική ασπίδα για το χωράφι από κάτω. Η ανακάλυψη δείχνει πώς η βιομηχανική υποδομή μπορεί να μεταβάλει τα τοπικά μικροκλίματα για να προστατεύσει τις γύρω συγκομιδές . Κοιτάζοντας πέρα από το αγρόκτημα, βλέποντας πώς οι υπεράκτιες ανεμογεννήτριες επηρεάζουν τα ωκεάνια ρεύματα, δείχνει ότι αυτές οι τοπικές καιρικές μεταβολές εκτείνονται πολύ πέρα από τα χωράφια της Μεσοδυτικής Αμερικής.
