在全球气候变暖背景下，以风能为代表的清洁能源生产、传输和调度对天气气候状况的依赖度越来越高，清洁能源开发利用中的气候服务显得至关重要。本文通过大量文献调研，综述了全球风能资源开发利用中的气候服务技术发展现状，并针对未来风电高效开发和安全运行，提出了能源气候服务技术发展建议。

大量基于地面气象台站观测资料的研究发现，自1960年以来，全球及区域陆地近地面风速以减弱趋势为主，其中北半球的东亚、中亚、南亚、欧洲和北美，地面风速近30年下降了5%~15%，南半球澳大利亚的地面风速也呈现出减弱趋势（表1），与植被生长活动增强或城市化引起的地表粗糙度增加有关，也受大尺度温度/气压梯度变化的影响。

? 表1 观测的近地层风速变化趋势

地面台站观测的风速变化趋势难以准确表征风机轮毂高度处的风能资源变化特征，而再分析资料因其均匀的时空覆盖优势逐渐成为风能资源长期变化趋势分析的重要数据源，其中JRA-55最适用于亚洲，CFS和MERRA-2分别在欧洲和北美洲表现最好。

全球和区域气候模式为风能资源开发潜力预估提供了必要基础，但需科学认识全球气候模式在未来风能资源潜力预估方面的不确定性。研究发现各气候模式在不同区域、不同季节、不同排放情景下的模拟性能存在差异，因此针对特定区域，需通过观测风场资料与历史模拟资料的对比分析，挑选出模拟性能较好的气候模式组，进而通过多模式集合和“观测约束”来减少未来风能资源潜力预估结果的不确定性。

全球气候变暖除了在上述年际-年代际尺度上影响清洁能源的开发潜力外，近地层风速在中长期时间尺度上的波动性和不稳定性也会给电力系统和电网运行调度带来巨大挑战，而月尺度-季节尺度的能源气候预测被认为是解决这一问题的有效手段之一。欧洲哥白尼气候变化服务计划先后启动了欧洲气候与能源融合（ECEM）及能源领域的气候信息（CLIM4ENERGY）两个重大项目，旨在从次季节-季节，甚至更长期的气候预测技术研发方面为能源部门提供定制化的气候服务，即通过分析气候变化引起的能源需求及供应变化，为欧洲地区提供气象（风速、太阳辐射、气温等）和能源（容量系数、能源需求等）的中长期预测及与能源供需相联系的潜在气候风险信息，从而助力能源企业提前做好季节调度计划，提高风能开发的气候变化适应水平。2018年以来，上述项目成果逐渐发展成为一个气候服务系统，作为哥白尼气候变化服务项目的一部分已进入运行服务阶段，是清洁能源气候服务领域中一个重要的组成部分。

由于上述全球气候模式的多圈层耦合特征使其无法精确解析或再现引起气候变化的所有物理过程，导致全球模式的模拟预测存在系统性偏差，利用区域气候模式开展具有针对性的风能资源次季节-季节尺度的气候预测服务工作逐渐展开。国家气候中心利用自主研制的全球气候模式BCC_CSM驱动区域气候模式BCC_CWRF，开展东亚区域30 km分辨率未来10-30天、月、季尺度的常规气候预测业务，其风场预测产品在风能开发潜力预测方面具有较大的应用潜力。

风电场的气候效应可大致归纳如下:首先，风电场需要提取大气环境中的动能来制造电能，从而可以将风机作为大气中的动能汇；其次，风机在转动的过程中会搅动大气，增加大气中的混合运动，从而能够将风机作为大气中的湍流源；最后，风电场的建设会改变原本的下垫面类型，增加地表的粗糙度。数值模型能在多大程度上刻画这一物理过程直接影响着最终评估结论的科学合理性。尽管现有的数值模拟研究取得了初步进展，但数值模式对风电机组运行与大气湍流运动相互作用的数学物理表达尚存在较大不确定性。因此，迫切需要开展更多的外场对比观测实验、认识影响机理、建立更加复杂精确完备评估模型，开展科学评估。同时，在开展科学评估过程中，时刻牢记清洁能源开发带来的二氧化碳减排等巨大的全球效益。