Tin tức

Khi việc sản xuất năng lượng tái tạo mở rộng trên khắp Hoa Kỳ, tác động môi trường của những nguồn mới này ngày càng nhận được sự chú ý. Trong một báo cáo gần đây, Viện Hàn lâm Khoa học, Kỹ thuật và Y học Quốc gia đã kiểm tra xem liệu việc xây dựng các trang trại gió ngoài khơi ở khu vực Bãi cạn Nantucket, phía đông nam Massachusetts, có thể ảnh hưởng đến loài cá voi đầu bò Bắc Đại Tây Dương đang bị đe dọa nghiêm trọng hay không và như thế nào. Cuộc trò chuyện đã yêu cầu các nhà khoa học biển Erin L. Meyer-Gutbrod, Douglas Nowacek, Eileen E. Hofmann và Josh Kohut, tất cả đều phục vụ trong ủy ban nghiên cứu, giải thích những phát hiện chính của báo cáo.

Tại sao nghiên cứu này tập trung vào một địa điểm cụ thể như vậy?

Cục Quản lý Năng lượng Đại dương, trực thuộc Bộ Nội vụ Hoa Kỳ và quản lý việc sản xuất năng lượng ngoài khơi, đã yêu cầu Học viện Quốc gia thực hiện nghiên cứu này. Các cơ quan quản lý muốn hiểu rõ hơn về việc lắp đặt và vận hành các máy phát điện tua bin gió đáy cố định ngoài khơi sẽ ảnh hưởng như thế nào đến các quá trình hải dương học vật lý, chẳng hạn như thủy triều, sóng và dòng chảy, cũng như những thay đổi đó có thể ảnh hưởng đến hệ sinh thái như thế nào.

Ví dụ, các tuabin gió ngoài khơi làm giảm tốc độ gió phía sau chúng và sự hiện diện của các cấu trúc của chúng khiến nước trở nên hỗn loạn hơn. Những thay đổi này có thể ảnh hưởng đến dòng hải lưu, tốc độ gió bề mặt và các yếu tố khác ảnh hưởng đến thủy động lực học – cấu trúc và chuyển động của nước xung quanh các tuabin.

Vùng bãi cạn Nantucket là một khu vực nông, rộng lớn ở Đại Tây Dương kéo dài về phía nam Cape Cod. Báo cáo của chúng tôi tập trung vào vấn đề này vì đây là khu vực trang trại gió ngoài khơi quy mô lớn đầu tiên ở Hoa Kỳ và khu vực này đã được đưa vào một số nghiên cứu mô hình thủy động lực gần đây.

Tại sao cá voi đầu bò Bắc Đại Tây Dương lại được quan tâm đặc biệt?

Cá voi đầu bò Bắc Đại Tây Dương đang bị đe dọa nghiêm trọng. Các nhà khoa học ước tính số lượng loài này giảm xuống chỉ còn 356 con.

Loài này gần như bị tuyệt chủng sau nhiều thế kỷ săn bắt cá voi thương mại. Mặc dù cá voi đã được bảo vệ khỏi hoạt động săn bắt cá voi trong gần 100 năm nhưng chúng vẫn vô tình thiệt mạng khi bị tàu đâm phải hoặc vướng vào ngư cụ. Hai nguồn gây tử vong này là nguyên nhân gây ra hầu hết các ca tử vong ở cá voi đầu non và trưởng thành được ghi nhận trong 25 năm qua.

Có nhiều lựa chọn để bảo vệ chúng, chẳng hạn như giảm tốc độ hoặc định tuyến lại tàu thuyền, rút ngắn mùa đánh cá hoặc thậm chí sửa đổi ngư cụ để an toàn hơn cho cá voi. Tuy nhiên, các cơ quan quản lý cần biết cá voi sẽ ở đâu và khi nào chúng sẽ ở đó để có thể áp dụng các biện pháp bảo vệ đó.

Thường rất khó để tìm ra cá voi ở đâu – chúng có môi trường sống rộng lớn và dành phần lớn thời gian ở dưới mặt nước, nơi người quan sát không thể nhìn thấy chúng. Gần đây, mọi việc thậm chí còn khó khăn hơn vì biến đổi khí hậu đang khiến cá voi phải thay đổi địa điểm và thời điểm chúng kiếm ăn.

Hiện tại, cá voi đầu bò đang dành nhiều thời gian hơn quanh khu vực bãi cạn Nantucket. Điều này có nghĩa là các nhà khoa học và nhà quản lý cần đảm bảo rằng việc phát triển năng lượng gió trong khu vực đang diễn ra một cách an toàn và giảm thiểu các mối đe dọa đối với cá voi trong khu vực.

Các trang trại gió ngoài khơi có thể ảnh hưởng đến cá voi đầu bò trong khu vực nghiên cứu như thế nào?

Cá voi bên phải là loài ăn lọc tiêu thụ số lượng lớn động vật phù du nhỏ. Cá voi cần tìm những mảng động vật phù du lớn, dày đặc ở độ sâu nước thích hợp để kiếm ăn. Việc thay đổi sóng, thủy triều và dòng chảy theo những cách ảnh hưởng đến vị trí con mồi của chúng có thể ảnh hưởng đến việc kiếm ăn của cá voi hoặc khiến cá voi thay đổi môi trường sống tìm kiếm thức ăn.

Chúng tôi kết luận rằng điều quan trọng là phải theo dõi liên tục cá voi đầu bò và con mồi của chúng trong và ngoài khu vực vì chúng tôi không biết liệu sự phát triển của gió có làm tăng, giảm hay không thay đổi đối với con mồi động vật phù du của chúng hay không. Việc giám sát nhất quán sẽ cho phép các nhà quản lý giảm thiểu tác động tiêu cực tiềm ẩn đối với cá voi.

Các nhà nghiên cứu sẽ cần thu thập dữ liệu trong tất cả các giai đoạn xây dựng và vận hành trang trại gió, đồng thời phát triển các mô hình mạnh mẽ để xác định xem trang trại gió có ảnh hưởng đến nguồn thức ăn sẵn có cho cá voi đầu bò trong khu vực nghiên cứu hay không. Ngay cả khi họ thực hiện nghiên cứu này, vẫn sẽ khó có thể tách biệt các tác động tiềm tàng từ các trang trại gió.

Có rất nhiều biến đổi và thay đổi cả tự nhiên và do con người gây ra trong khu vực này, bao gồm thủy triều, thay đổi nhiệt độ nước theo mùa và sự nóng lên lâu dài của đại dương do biến đổi khí hậu. Sự thay đổi con mồi do khí hậu ở các vùng xa xôi, chẳng hạn như Vịnh Fundy hoặc Vịnh St. Lawrence, cũng có thể thay đổi cách cá voi đầu bò sử dụng vùng bãi cạn Nantucket.

Việc phát triển các trang trại năng lượng gió đầu tiên ở khu vực bãi cạn Nantucket là cơ hội quý giá để hiểu rõ hơn về tác động thủy động lực của tua-bin lên hệ sinh thái biển. Chúng tôi hy vọng rằng nó sẽ giúp định hướng sự phát triển của các trang trại gió trong tương lai dọc theo Bờ Đông Hoa Kỳ.

Những lỗ hổng kiến thức quan trọng nhất là gì?

Một số nghiên cứu đã được thực hiện để tìm hiểu thủy động lực học xung quanh các tuabin năng lượng gió và những nghiên cứu hiện có tập trung vào các trang trại gió ngoài khơi châu Âu ở Biển Bắc, nơi có điều kiện khác với Bãi cạn Nantucket. Các tuabin lớn có kích thước dự kiến cho khu vực Bãi cạn Nantucket vẫn chưa được chế tạo ở vùng biển Hoa Kỳ.

Các nhà nghiên cứu đã cố gắng lập mô hình tác động thủy động lực của tuabin, nhưng kết quả của họ không phải lúc nào cũng khớp với nhau. Cần phải làm nhiều việc hơn để so sánh các loại mô hình khác nhau với nhau và với các quan sát thực tế trên đại dương để đảm bảo rằng chúng thể hiện chính xác các quá trình chính như thủy triều, phân tầng, nhiễu loạn và lực cản.

Kết quả đầu ra chính xác nhất có thể sẽ đến từ việc sử dụng nhiều mô hình. Các nhà hải dương học có thể bắt đầu với các mô hình dự đoán điều gì sẽ xảy ra khi nước di chuyển qua một tuabin đơn lẻ. Những kết quả này sau đó sẽ cung cấp thông tin cho các mô hình dự đoán tác động của toàn bộ trang trại gió. Sau đó, kết quả từ các mô hình quy mô trang trại gió sẽ được đưa vào các mô hình dự đoán dòng chảy đại dương trong khu vực.

Ngoài ra còn có rất nhiều lỗ hổng kiến thức về mặt sinh học, bao gồm các câu hỏi về loài động vật phù du nào ở khu vực bãi cạn Nantucket, chúng đến từ đâu và điều gì khiến chúng tập hợp thành những mảng đủ dày đặc để cá voi đầu bò ăn. Việc kiếm ăn của cá voi bên phải ở vùng bãi cạn Nantucket chưa được hiểu rõ, vì vậy các nhà khoa học cần quan sát nhiều hơn để xác định loại động vật phù du nào là mục tiêu của cá voi bên phải cũng như địa điểm và thời điểm cá voi kiếm ăn.

Báo cáo có kêu gọi giảm tốc độ phát triển điện gió ngoài khơi cho đến khi những câu hỏi này được trả lời không?

Không, và chúng tôi không được yêu cầu đưa ra khuyến nghị về cách ngành công nghiệp gió nên tiến hành xây dựng.

Bãi cạn Nantucket là một trong nhiều khu vực nơi các trang trại gió quy mô lớn sẽ được xây dựng ở vùng biển Hoa Kỳ trong những thập kỷ tới. Ủy ban của chúng tôi đã tư vấn cho các cơ quan quản lý liên bang và các tổ chức liên quan khác tiến hành nghiên cứu quan sát và mô hình hóa để hiểu rõ hơn về các quá trình thủy động lực và sinh thái trước, trong và sau khi xây dựng trang trại gió. Những nghiên cứu này sẽ rất quan trọng để hiểu và giải quyết các tác động môi trường từ việc phát triển trang trại gió ngoài khơi.