有没有这么一种方法，能利用撒哈拉沙漠最大的优势——烈日阳光和肆虐风沙，还能终有一天把沙漠变回绿地？
这已经不是畅想，而有了一种可能性的方案：这就是全球最权威的学术杂志《科学》于今年9月发表的一篇名为《气候模型显示撒哈拉大规模风电和太阳能将增加降水和植被》的论文研究结果。
▲《科学》杂志网站的论文截图
该研究显示，在非洲撒哈拉沙漠建立大规模风力和太阳能发电，可带来降水和植被的增加，有望将沙漠变绿洲。而该区域可提供的电能完全可以满足全球的能源需求。而且，风电和太阳能发电这种清洁能源，可替代传统汽油、化石燃料，减少温室气体排放，对全球气候变暖有非常明显的减缓作用。
“我们这个研究相当于唤醒大家对新能源建设的环境和生态效应的关注。”该论文第一作者李琰，美国伊利诺伊大学博士后、现北京师范大学地理学部副教授这样表示。近日，红星新闻记者对话李琰，这位年轻的副教授还谈论了80后科学家的新形象。
跨学科带来突破性研究成果，撒哈拉或可环境和经济效益双丰收
李琰告诉红星新闻记者，之前大家知道大规模修建风电和太阳能发电会改变区域气候，但之前没考虑植被在这个过程中的反馈作用：当太阳能和风能发电改变气候，植被会增加或减少，做出响应，而改变后的地表植被又会对气候产生反馈作用，从而实现相互影响。
“这涉及到学科分界。以前都是能源方面的人做相关研究，他们并没有意识到植被的重要性。而对植被和气候相互作用了解的人又对能源不了解，没有将其与可再生能源联系起来。当进行多学科交叉研究，结合两种知识就会发现可以产生不同的结果。”他们团队是基于“撒哈拉沙漠的大型风能和太阳能将大幅增加降水和植被”这一预测，针对性地组建了一个跨学科团队，并最终证明了这一理论预测。
李琰指出，研究的主要挑战就是得有这个模拟模式工具，能合理模拟太阳能和风力发电的影响，模拟植被的反馈，把两者结合在一起，并得到可信可靠的结果。
从物理机制上来说，四十年前研究人员就知道撒哈拉地区过度放牧会带来干旱。因为地表植被变成沙地，增加了地表反照率，降低了地表粗糙度，通过大气物理机制带来降水下降。
风力发电可以增加地表粗糙度，而太阳能光板可以降低反射率，两者跟过度放牧对气候产生的影响相反，可促进撒哈拉降水，而降水增加后又促进植被生长，植被生长又会进一步降低地表反照率，再次促进降水。从而形成正反馈机制：越多降水越多植被，越多植被越多降水。
▲受访者供图
研究证明，撒哈拉沙漠上建立的风电和太阳能发电每年分别可以提供3TW和79TW电能，完全可以满足现在和未来全球的能源需求（2017年需求为18TW），同时，可以使整个撒哈拉区域年降水平均升高126毫米/年，降雨量可增加一倍以上。其中，在萨赫勒（Sahel）地区增加高达500毫米/年，且区域植被覆盖度增加了20％。
萨赫勒（Sahel）地区位于干燥的撒哈拉沙漠和南部湿润地区的过度地带。这里曾是水分充沛的草原，后来随自然和人类原因才逐渐干旱，形成荒无人烟的沙漠。这个地带对于地表变化非常敏感，在这些地方修建风电和太阳能发电，会对气候产生非常强的作用，最终有望沙漠变绿地。
▲撒哈拉沙漠 图据东方IC
●红星专访
红星新闻：这个研究成果进行实际应用的可能性，以及经济成本和效益如何？
李琰：这个研究成果具有潜在的应用价值，短期内很难实现，但相信未来太阳能和风电的建设比例和规模都会不断增大，对局部气候的影响也会越来越大。
大规模输电的成本已经很低。随着未来技术的进步，成本会不断降低。北非、中东未来有很大的能源需求，风电和太阳能发电能解决这一地区未来人口增长对能源的需求，将电能输送给其他区域也将带来经济效益。充足的可再生能源，也可以用于海水淡化，可改善当地水资源供给，提高当地农业发展。因此，大规模进行投资会改善当地经济，未来呈增加的趋势。
红星新闻：换一个地理环境，风能和太阳能发电对区域气候的影响是否还如撒哈拉一样？
李琰：换个地理位置，如北美、中国的其他沙漠，影响就比撒哈拉要小很多。撒哈拉沙漠面积大，砂子最亮，建太阳能光板后反射率变化最大，对气候的改变效应最强。换到沙漠以外的地方，也会对气候产生影响，但影响不一定相同，如海上的风电就需要另做针对性的研究分析。
红星新闻：作为80后科研人员，你认为跟前辈科学家有什么不一样吗，现在科研人员的形象或生活有什么改变？
李琰：前辈科学家更符合大众对科学家的传统刻板印象，戴眼镜、文质彬彬，非常有学问的大家风范。现在80后的科学家非常年轻，他们不断在事业上有所追求，同时也是吃货，也喜欢玩，生活更丰富多彩。很多时候在校园里看到像学生一样的人，可能是很有名的教授。现在的一些女性科学家也非常漂亮，爱打扮，很阳光。科学家不只是很严谨，也有很活泼开朗的，像普通人一样。
红星新闻：做一名科研人员的快乐和烦恼是什么？
李琰：最大的快乐就是科研问题得到解决，有了新发现，自己的付出得到了回报。烦恼也很多，研究不顺，压力不小，工作时间长，别人出去玩了你还在工作。
发表在《科学》杂志的这篇英文论文，点击下方“阅读原文”可查看
红星新闻记者丨林容