Assessing the future wind energy potential in Portugal using a CMIP6 model ensemble and WRF high-resolution simulations

Abstract

Future wind energy potential over Portugal is assessed, using wind speed data from a WRF regional simulation under the SSP5-8.5 scenario for the 2046–2065 and 2081–2100 periods. Data from a CMIP6 multi-model ensemble was also used to assess future changes in the Euro-Atlantic large-scale circulation. Results have shown a southward displacement of the mid-latitude jetstream during winter, and a northward displacement during spring, summer, and autumn, which causes the northern winds to strengthen during summer along the northwestern Iberian coast. Furthermore, the wind power density (WPD) should increase between 25% to 50% in 2046–2065, and up to 100% or more in 2081–2100, several kilometres offshore the northwest coast of Portugal and in the Serra da Estrela mountain range during summer, which is in agreement with the CMIP6 global ensemble projections. Analyses of WPD’s 2046–2065 daily variability offshore northwestern Portugal reveal a variability increase during winter, spring and summer, as well as more intense extreme density events, and less intense extreme events during autumn. The WPD’s 2046–2065 inter-annual variability should increase offshore the Portuguese northwest coast, and decrease along the central western and southern coasts, whereas it should increase in the entire studied area in 2081–2100, apart from the northern mountain regions and Cape Raso.

Este estudo pretendeu avaliar o potencial energético do vento sobre Portugal durante os períodos futuros de 2046–2065 e 2081–2100, com recurso a dados de intensidade do vento gerados por um modelo regional WRF para o cenário de alterações climáticas SSP5-8.5. Foram também usados dados de um ensemble de modelos CMIP6 para avaliar alterações na circulação atmosférica Euro-Atlântica durante esses períodos. Os resultados mostraram um deslocamento para sul da corrente de jato subpolar durante o inverno, e um deslocamento para norte durante a primavera, verão e outono, que leva à intensificação dos ventos de norte ao longo da costa noroeste da Península Ibérica durante o verão. Verificou-se também durante o verão que sobre o oceano a noroeste de Portugal, e sobre a Serra da Estrela, a densidade de potência do vento (DPV) deverá aumentar entre 25% a 50% em 2046–2065, e até 100% ou mais em 2081–2100, algo que está em concordância com as projeções globais do ensemble CMIP6. Análises da variabilidade diária da DPV durante 2046–2065 ao largo da costa noroeste revelaram um aumento da variabilidade durante o inverno, primavera e verão, assim como um aumento da intensidade dos eventos extremos. Durante o outono, detetou-se uma diminuição da intensidade dos eventos extremos. A variabilidade inter-anual da DPV durante 2046–2065 também deverá aumentar ao largo da costa noroeste de Portugal, e diminuir ao longo das costas centro-oeste e sul. Em 2081–2100, a variabilidade inter-anual da DPV deverá aumentar em toda a área de estudo, exceto no cabo Raso e nas regiões montanhosas a norte.