Julie Lundquist加入约翰霍普金斯大学，推动可持续能源研究

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Julie Lundquist是一位在可持续能源研究领域的领军人物，她将加入约翰霍普金斯大学（2024USNews美国大学排名：9）担任大气科学和风能的布隆伯格杰出教授。Lundquist的研究主要集中在大气动力学，特别是大气边界层与风能的相互作用。她的工作旨在通过观测和计算方法理解大气边界层，以提高风能的效率。Lundquist将担任机械工程系和地球与行星科学系的主要职务，并成为可持续转型和能源布隆伯格杰出教授群的一部分。她的跨学科方法结合了大气科学和工程学的专业知识，并在模拟大气-风能相互作用方面进行了创新的计算工作。Lundquist表示，她希望通过研究解决大问题，并为世界带来积极影响。她还强调了跨学科合作的重要性，特别是在大气科学、工程学、法律和经济学之间的合作。Lundquist此前在科罗拉多大学博尔德分校任教，并在国家可再生能源实验室担任联合职务。她对海上风能的潜力特别感兴趣，并计划在约翰霍普金斯大学继续这一领域的研究。

Lundquist的加入不仅为约翰霍普金斯大学带来了丰富的研究经验和专业知识，也为可持续能源研究领域注入了新的活力。她的研究不仅限于理论探讨，更注重实际应用，特别是在风能领域的创新和优化。通过她的努力，风能的利用效率有望得到显著提升，从而为全球能源转型做出重要贡献。

在Lundquist的职业生涯中，跨学科合作一直是她研究的重要组成部分。她强调，大气科学、工程学、法律和经济学之间的合作对于解决复杂的环境问题至关重要。根据哈佛约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）研究人员领导的一项新研究，美国环境保护署（EPA）低估了垃圾填埋场、城市地区和美国各州的甲烷排放量。研究人员结合2019年的卫星观测数据和大气传输模型，生成了高分辨率的甲烷排放地图，并与EPA的估算进行了比较。结果显示，垃圾填埋场的甲烷排放量比EPA估算高51%，95个城市地区的甲烷排放量高39%，甲烷排放量最高的10个州的排放量高27%。

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大气候变化贡献者，因此精确量化甲烷排放源非常重要。研究发现，垃圾填埋场的甲烷收集效率远低于EPA的估算，实际效率接近50%，而非EPA假设的75%。此外，EPA的估算未能捕捉到如施工项目或临时泄漏等一次性事件，这些事件可能导致甲烷排放量大幅增加。

研究团队还比较了EPA的新州级温室气体清单，发现甲烷排放量最高的10个州的排放量高27%，其中德克萨斯州、路易斯安那州、佛罗里达州和俄克拉荷马州的增幅最大。这10个州占美国人为甲烷排放量的55%，德克萨斯州占21%，其中69%来自石油和天然气行业。

在城市层面，研究发现甲烷排放量最高的10个城市的排放量比之前估算高58%，包括纽约、底特律、亚特兰大、达拉斯、休斯顿、芝加哥、洛杉矶、辛辛那提、迈阿密和费城。研究人员希望未来的工作能更清楚地了解这些排放的具体来源及其变化。

这些研究成果不仅揭示了当前环境政策和措施的不足，也强调了跨学科合作的重要性。通过结合大气科学、工程学和法律等多个领域的专业知识，研究人员能够更准确地评估环境问题，并提出更有效的解决方案。Lundquist在约翰霍普金斯大学的工作也将继续秉持这一理念，通过跨学科合作推动风能研究的发展。

Lundquist对海上风能的潜力特别感兴趣，并计划在约翰霍普金斯大学继续这一领域的研究。在加利福尼亚近海水域，持续的西北风被认为是实现可再生能源目标的重要资源。然而，大规模海上风电场的发展可能会减少海面上的风应力，从而影响风驱动的上升流、营养物质输送和生态系统动态。本文通过大气和海洋环流数值模型，结合假设的877台涡轮机在三个感兴趣区域的上限建设方案，研究了上升流的变化。研究发现，风速变化会减少风电场近岸一侧的上升流，并增加离岸一侧的上升流。尽管在宽广的沿海带上净上升流变化不大，但在这个沿海区域内，上升流的空间结构可能会超出自然变异的范围。加利福尼亚近海水域的大规模海上风电场的发展可能会改变局部的风应力旋度，导致近岸上升流减少和离岸上升流增加。

Lundquist的研究不仅关注风能的利用效率，还关注其对环境的影响。通过模拟和实际观测，她能够更好地理解风电场对大气和海洋环境的影响，从而提出更可持续的发展方案。这种综合性的研究方法不仅有助于提高风能的利用效率，还能减少其对环境的负面影响。

此外，Lundquist在模拟大气-风能相互作用方面进行了创新的计算工作。来自英属哥伦比亚大学奥肯那根分校（UBCO）和代尔夫特理工大学（TU Delft）的研究人员正在深入研究风电场的复杂动态及其对风模式和能量生成的影响。通过复杂的模拟和创新的建模框架TOSCA，团队旨在革新风能预测并提高风电场的效率。UBCO的副教授Joshua Brinkerhoff博士强调了理解大气边界层的重要性，这层大气控制着风速、温度和压力随高度的变化。研究人员特别关注大型风电场如何改变这些自然风模式，可能影响能量输出和环境因素。精确的涡轮机位置和排列对于最大化功率输出至关重要。研究团队的开源建模框架TOSCA提供了宝贵的见解，帮助工程师设计高效的风电场，从而增加能源产量。博士生Sebastiano Stipa指出，这些发现对风能行业具有重要意义，通过提高对风电场与大气相互作用的理解，研究为更准确的功率估算和增加能量输出铺平了道路。TOSCA是行业专业人士优化风电场设计和性能的宝贵工具。Brinkerhoff博士强调了不准确的功率估算对风电场运营商的财务影响，过高估算可能导致重大损失，突显了像TOSCA这样的精确建模工具的关键需求。研究通过捕捉风电场与来风之间的复杂动态，旨在减轻财务风险并提高风能项目的可持续性。研究得到了Mitacs Globalink、UL Renewables和加拿大自然科学与工程研究委员会的支持，计算资源由加拿大数字研究联盟和英属哥伦比亚大学高级研究计算提供。UBCO和TU Delft的研究揭示了风电场与周围环境之间的复杂相互作用，通过开发像TOSCA这样的创新建模框架，研究人员为优化风电场设计和提高能源效率提供了宝贵的见解。

Lundquist的研究不仅在理论上具有重要意义，也在实际应用中展现了巨大的潜力。通过创新的计算方法和跨学科的合作，她能够更准确地模拟和预测风能的利用效率，从而为风能行业提供宝贵的指导。这种综合性的研究方法不仅有助于提高风能的利用效率，还能减少其对环境的负面影响。

总的来说，Julie Lundquist的加入将为约翰霍普金斯大学带来新的研究视角和方法。她在大气科学和风能领域的丰富经验和专业知识，将为该校的可持续能源研究注入新的活力。通过跨学科合作和创新的计算方法，Lundquist有望在风能研究领域取得更多突破，为全球能源转型做出重要贡献。她的研究不仅关注风能的利用效率，还关注其对环境的影响，从而提出更可持续的发展方案。Lundquist的工作将继续推动风能研究的发展，为实现全球可持续能源目标提供有力支持。