[Etude] Modification météorologique associée aux parcs éoliens du centre des États-Unis

Les effets locaux à l'intérieur et à proximité des exploitations ont été bien documentés par un certain nombre d'études de modélisation et de campagnes d'observation ; cependant, les effets atmosphériques non locaux plus larges des parcs éoliens sont beaucoup moins clairs. À son tour, il est nécessaire de comprendre comment les parcs éoliens ont un impact sur l'atmosphère à de grandes échelles temporelles et spatiales. L'objectif principal de cette étude est de déterminer si les perturbations induites par les parcs éoliens sont capables d'évoluer sur des périodes de plusieurs jours, et sur des zones de milliers de kilomètres carrés, pour modifier des caractéristiques atmosphériques spécifiques qui ont des impacts importants sur la société et l'environnement, spécifiquement associés aux cyclones de latitude moyenne et tropicaux. Ici, nous utilisons une approche d'ensemble avec la version 3.5.1 du modèle méso-échelle Advanced Research Weather Research and Forecasting (WRFV3.5.1) et une paramétrisation de parc éolien décrite dans Fitch et al. (2012) pour quantifier la sensibilité des variables météorologiques à la présence de parcs éoliens. Cette paramétrisation du parc éolien impose un puits de quantité de mouvement au flux moyen et transfère l'énergie cinétique en électricité et en énergie cinétique turbulente. Les variations d'ensemble impliquant les emplacements et les tailles des parcs éoliens pour les cas de cyclogenèse sont explorées pour déterminer comment les perturbations évoluent en changements significatifs des aspects non locaux de l'état atmosphérique. Un ensemble supplémentaire recréant des effets irréalistes liés à la physique humide du modèle est également utilisé. Ces effets irréalistes résultent de l'interaction de la paramétrisation du parc éolien avec la physique humide et sont observés dans tout le domaine dans certaines zones de convection commençant dès une heure après l'initialisation des prévisions. Les résultats montrent que les perturbations des cyclones non locaux des latitudes moyennes et tropicales causées par un parc éolien sont plus importantes que les perturbations irréalistes des cyclones dues à la physique humide. On constate que les parcs éoliens modifient considérablement la pression minimale du cyclone au niveau de la mer, la vitesse maximale du vent à 10 m, les précipitations maximales accumulées sur 30 minutes, la température maximale et minimale à 2 m, la température potentielle maximale et minimale à 2 m, la hauteur de la couche limite et rapport de mélange de vapeur d'eau maximal de 2 m. Il a été démontré que les perturbations des parcs éoliens aux cyclones tropicaux non locaux sont plus importantes que les perturbations aux cyclones des latitudes moyennes. En outre, les perturbations des cyclones des latitudes moyennes dépendent davantage de la taille du parc éolien que les perturbations des cyclones tropicaux.

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