Реакция фотоэлектрической энергии на Эль-Ниньо — Южную осцилляцию

Почему солнечного света не так уж много и он непостоянен

Солнечные панели распространяются по планете с ошеломляющей скоростью, обещая чище электроэнергию и снижение выбросов углерода. Но само солнечное излучение не является гарантированным. В этом исследовании изучается, как мощный естественный климатический ритм в Тихом океане, известный как Эль-Ниньо — Южная осцилляция, может затемнять или прояснять небо над крупными регионами солнечной генерации на месяцы. По мере того как общества всё больше зависят от солнечной энергии, понимание этих колебаний освещённости становится критически важным для обеспечения непрерывности энергоснабжения и снижения выбросов.

Глобальный климатический пульс, формирующий нашу погоду

Каждые несколько лет тропический Тихий океан меняется между более тёплыми и более холодными фазами, называемыми Эль-Ниньо и Ла-Нинья. Эти сдвиги перестраивают ветры, облачность и распределение осадков по всему миру, меняя не только температуры и штормовую активность, но и количество солнечного света, достигающего поверхности. Авторы объединили более четырёх десятилетий детальных атмосферных и океанических данных, чтобы проследить, как эти явления влияют на ключевые факторы для солнечной энергетики: поступающее излучение, температуру воздуха и скорость ветра. Затем они перевели эти изменения в меру того, насколько продуктивно могли бы работать типичные солнечные панели в реальных условиях, величину, которую они называют фотоэлектрическим потенциалом.

Где Эль-Ниньо отбирает и добавляет солнечный свет

Анализ показывает чёткие глобальные отпечатки Эль-Ниньо и Ла-Нинья на солнечных ресурсах. Во время Эль-Ниньо более тёплые воды в центральной и восточной части Тихого океана нарушают обычную циркуляцию воздуха, часто увеличивая облачность над такими регионами, как Калифорния, южная часть пустыни Атакама и центральный Чили, бассейн Чако в Южной Америке, Ближний Восток и восточный Китай. Большее количество облаков означает меньше солнечного света у поверхности, и исследование показывает, что в этих районах фотоэлектрический потенциал может снижаться на несколько процентов в течение целого сезона или даже полного года. Напротив, в таких местах, как части бассейна Амазонки, южная Африка, восточная Австралия и Юго-Восточная Азия, во время Эль-Ниньо часто бывает более солнечно, и фотоэлектрический потенциал растёт, хотя более высокая температура воздуха слегка снижает эффективность панелей.

Супер-Эль-Ниньо и «солнечные энергетические засухи»

Наиболее интенсивные эпизоды Эль-Ниньо, известные как Супер-Эль-Ниньо, редки, но особенно разрушительны. С начала 1980-х годов их произошло всего три, однако они оставляют сильный след в данных. В такие периоды исследование показывает, что годовой фотоэлектрический потенциал снижался примерно до 10% в наиболее чувствительных к климату точках, таких как восточный Китай и бассейн Чако, и на несколько процентов в Калифорнии, центральном Чили и южной части пустыни Атакама. Авторы описывают эти продолжительные сокращения как «солнечные энергетические засухи»: длительные периоды, когда доступный для генерации солнечный свет значительно ниже типичного для данного времени года. Во многих из этих регионов теперь сосредоточены и быстро растут солнечные фермы, поэтому одинаковый уровень климатического воздействия в будущем приведёт к гораздо большим колебаниям фактического производства электроэнергии.

От недостающего солнца к дополнительным выбросам углерода

Чтобы понять реальные последствия, исследователи посмотрели в будущее, где солнечная энергия распространена гораздо шире, а углеродоёмкость сетей ниже. Используя прогнозы производства солнечной электроэнергии для таких регионов, как восточный Китай, Калифорния, Чили и Аргентина к 2030-м годам, а также ожидаемое снижение углеродной интенсивности их энергетического сектора, они оценили, как будущее Супер-Эль-Ниньо может распространиться по системам энергии. Их моделирование показывает, что одно такое событие может сократить выработку солнечной энергии на несколько процентов в течение года в этих ключевых регионах. Поскольку резервные источники энергии всё ещё будут частично зависеть от ископаемого топлива, дефицит солнечной электроэнергии может временно повысить глобальные выбросы диоксида углерода на десятки миллионов тонн, при этом наибольший вклад внесёт восточный Китай.

Планирование в условиях нестабильного солнечного будущего

Авторы приходят к выводу, что естественные климатические колебания, такие как Эль-Ниньо и Ла-Нинья, всё больше будут определять надёжность и климатические преимущества сетей с высоким долевым участием солнечной энергии. Поскольку ожидается, что Супер-Эль-Ниньо станут более частыми в этом веке, планировщикам нельзя считать солнечную освещённость стабильной из года в год. Вместо этого, по их мнению, энергетические системы должны проектироваться с учётом этих долгоживущих колебаний — через распределение солнечных установок по более широким территориям, инвестиции в хранение энергии, диверсификацию низкоуглеродных резервных источников и использование климатических прогнозов для предсказания вероятных «солнечных засух». Для мира, который всё больше опирается на Солнце, послание однозначно: построение устойчивого чистого энергополучения означает умение жить в ритме неспокойного океана.

Цитирование: Feron, S., Cordero, R.R., Damiani, A. et al. Photovoltaic power response to El Niño–Southern Oscillation. Commun Earth Environ 7, 325 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03343-z

Ключевые слова: солнечная энергия, Эль-Ниньо, климатическая изменчивость, энергетическая безопасность, углеродные выбросы