随着全球气候变化成为日益紧迫的挑战，国际社会正在积极寻找减少温室气体排放和替代传统化石能源的清洁能源方案。光伏发电技术，因其环境友好和可持续利用能源的特点，正在全球能源转型中逐渐占据重要地位。然而，光伏系统的大规模推广及其对气候系统可能产生的影响也引起了广泛关注。本研究利用通用全球模式（Community Earth System Model, CESM），针对不同类型的光伏系统（分布式和集中式）以及不同研究区域进行了敏感性试验。通过模拟数据，深入探究了光伏系统对气候的影响，进一步加深了对其影响的理解。
研究结果显示，在城市中引入分布式光伏系统后，随着反照率的变化，气温和降水量的反应呈现出显著的差异化特征。当全球城市铺设光伏时，全球平均气温上升0.01℃，降雨量增加0.4mm/y。然而，在中国和美国这两个国家区域，虽然城市光伏系统有助于降低全球范围内的气温（分别下降0.024℃和下降0.015℃），减少全球平均降雨量（分别减少0.586mm/y和1.141mm/y），但会导致本地区气温的升高和降雨量增加。若除去光伏面板转换为电能的能量外其他的均被反射，全球城市铺设光伏后全球气温整体将下降0.2-0.5℃，降水量减少0.74mm/y；中国区域光伏铺设将导致中国整体降温0.1-0.5℃，降水量增加8.564mm/y；而美国区域光伏铺设将导致美国大部分地区的升温幅度超过0.5℃，降水量减少14.093mm/y。此外，光伏部署虽可缓解城市热岛效应带来的温度升高，但此效应远未被完全中和。
集中式光伏电站的建设显著改变了所在区域的气候条件。年均感热通量的增加（5-8W/m²）和年均潜热通量的降低（2-3W/m²）共同作用于局部气候系统，导致研究区内年均地表温度普遍升高（0.4-0.7℃）。同时，潜热通量的减少和相对湿度下降导致局部干燥，研究区年均降水量减少（20-40mm/y）。此外，地表粗糙度的减少以及温度梯度的变化影响大气边界层的风场分布和气流模式，导致平均风速增加（0.2米/秒）。随着光伏电站面积的扩大和规模增加，这一系列气候变化效应预计会愈发明显。
本研究不仅为理解可再生能源技术与气候系统之间的复杂交互作用提供了新的科学见解，还为规划和实施光伏项目提供了量化标准和决策依据。在推进可持续能源发展的同时，必须采取措施减轻光伏项目对气候系统可能产生的负面影响，以更好地保护地球环境并促进全球环境治理。
 

光伏系统；气候模型；气候变化；