于梅君

新知| 四月的春風(fēng)啊,你為啥如此輕狂
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新知| 四月的春風(fēng)啊,你為啥如此輕狂

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主筆、視頻制作:于梅君

“梨花風(fēng)起正清明,游子尋春半出城?!鼻迕髡底蠲浪脑绿欤藭r的好天氣常常會被大風(fēng)打擾。據(jù)統(tǒng)計,我國春季刮大風(fēng)的概率最高,尤以四月最突出,而清明正是一年中風(fēng)最大的節(jié)氣。

一年中風(fēng)最大的時候來了

清明是二十四節(jié)氣中的第五個節(jié)氣,此時南方地區(qū)正應(yīng)了詩人筆下的“清明時節(jié)雨紛紛”,而北方則是天干氣燥,風(fēng)沙不時出沒。

中國天氣網(wǎng)首席氣象分析師胡嘯介紹,在氣象上,當(dāng)日平均風(fēng)力6級以上、瞬時風(fēng)力超過17米/秒(約8級),就計為一個大風(fēng)日。17米/秒是什么概念?遠(yuǎn)超百米飛人博爾特的速度!而這樣的大風(fēng)日,北京等北方城市每年春季大約會出現(xiàn)7天。

風(fēng)力,即風(fēng)吹拂到物體上所展現(xiàn)的力量強度,是衡量大風(fēng)等級的關(guān)鍵指標(biāo)。在我國,依據(jù)《風(fēng)力等級》國家標(biāo)準(zhǔn),風(fēng)力被細(xì)致地劃分為18個等級,通常被稱為“蒲福風(fēng)級”。這一風(fēng)力等級體系,是由英國人蒲福在1805年創(chuàng)立的。

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春季是大風(fēng)最頻繁的季節(jié)。據(jù)中國天氣網(wǎng)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計,我國全年月平均風(fēng)速最大值較多出現(xiàn)在春季的2~4月,尤以4月最為突出,而清明正是一年中風(fēng)最大的節(jié)氣,全國平均風(fēng)速能達(dá)到2.5米/秒左右,伴隨大風(fēng)還會有沙塵襲來,4月的沙塵天氣,往往占全年的1/3。

以北京為例,春季大風(fēng)日數(shù)占全年39%,4月平均達(dá)2.7天,為全年最高的月份,3月以2.5天緊隨其后。東北地區(qū)更為典型,哈爾濱春季平均大風(fēng)日數(shù)為12.4天,占全年62%,長春、沈陽占比也超過50%。

北方的春季,不僅風(fēng)日數(shù)多,風(fēng)力也相對較大。在北京,平均風(fēng)速最大的月份依然是4月,平均風(fēng)速為3.1米/秒。

中國天氣網(wǎng)盤點近30年大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),春分節(jié)氣至清明,我國刮風(fēng)較多的省會級城市大部分來自北方,濟南排在第一位,平均每年春分節(jié)氣期間超過6天平均風(fēng)力在3級以上。從濟南各月的平均大風(fēng)日數(shù)也可以看出,春季(3月至5月)的風(fēng),確實是一年中最大的。其中4月平均大風(fēng)日數(shù)為3.3天,為全年最高的月份。

春風(fēng)啊春風(fēng),你為啥這么“瘋”

清明至谷雨期間,本應(yīng)溫柔的春風(fēng)為啥會如此“狂野”?中國天氣網(wǎng)氣象專家表示,從風(fēng)的成因看,空氣從高壓區(qū)向低壓區(qū)流動形成風(fēng),氣壓梯度越大風(fēng)速越快。

春分后,太陽直射點北移,南方地表升溫快,空氣受熱膨脹上升;而高緯度地區(qū)升溫滯后,形成“南暖北冷”的格局。這種溫差加劇了南北氣壓梯度力,導(dǎo)致偏北大風(fēng)頻發(fā)。

我國冬季主要受西伯利亞冷高壓影響,多偏北風(fēng);夏季受太平洋副熱帶暖高壓影響,多偏南風(fēng)。春季是由冬季風(fēng)轉(zhuǎn)為夏季風(fēng)的過渡時期,尤其是在4月份,暖濕空氣開始反攻,冷空氣也未退居二線,冷暖變化很大,導(dǎo)致氣壓梯度大,極易產(chǎn)生大風(fēng)。

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有時北方的冷空氣和南方的暖濕氣流交匯形成鋒面,二者互不相讓,極不穩(wěn)定,易形成低壓氣旋,也盛產(chǎn)大風(fēng)天氣,所以處于4月的清明、谷雨時節(jié),大風(fēng)最盛。

除了天氣系統(tǒng)造成春季風(fēng)大的原因外,植被居然跟風(fēng)也有關(guān)系!春季,大地解凍,但植物的葉子還未完全長出,所以阻擋地面大風(fēng)的屏障并未成形。而在夏秋,即使刮了同樣大的風(fēng),因為有植被阻擋,也會削弱風(fēng)的力量。一般來說,5月份后,南北大風(fēng)才會消停。

多大的風(fēng)能把人掀翻?

風(fēng)兒就不能好好吹嗎?為什么吹著吹著,就突然變成狂風(fēng)了?

在天氣預(yù)報中,我們常聽到如“北風(fēng)4到5級”之類的用語,此時所指的風(fēng)力是平均風(fēng)力。如聽到“陣風(fēng)7級”之類的用語,這個“陣風(fēng)”就是指瞬時大風(fēng),也就是指在短暫的時間內(nèi),突然出現(xiàn)忽大忽小變化的風(fēng)。

平均風(fēng)6級及以上,大概相當(dāng)于汽車以40公里/小時的速度在市區(qū)行駛,此時的大風(fēng)通常造成樹木搖晃、行人艱難行走。

平均風(fēng)8級及以上、對流性大風(fēng)預(yù)報瞬時風(fēng)8級及以上,相當(dāng)于地鐵高速行駛時的速度,樹枝可能會被折斷。

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陣風(fēng)達(dá)到10級,威力非??膳?,風(fēng)速可以達(dá)到89—102千米/小時,一輛普通火車的速度為80—120千米/小時,可想而知10級陣風(fēng)的速度有多快、威力有多強,可使樹木拔起、將建筑物損壞。2025年3月哈爾濱陣風(fēng)10級,導(dǎo)致多處臨時設(shè)施倒塌。

一般出現(xiàn)如此之強的風(fēng),都是因為受某種天氣系統(tǒng)影響所致,比如西伯利亞強冷空氣南下等。

那么,哪些地區(qū)更容易“招風(fēng)”?地形在風(fēng)的形成中扮演著至關(guān)重要的角色。你是否曾在山區(qū)或城市的某些街道上,突然感受到風(fēng)力的急劇增強?這種現(xiàn)象并非偶然。

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“狹管效應(yīng)”和“風(fēng)口效應(yīng)”可以使風(fēng)速大幅加強。當(dāng)風(fēng)遇到狹窄的通道或峽谷時,風(fēng)流被壓縮,速度加快,就像水流通過狹窄的河道一樣,風(fēng)也會因“被擠”而變得更加強勁。

在城市刮起六七級大風(fēng)時,“狹管效應(yīng)”能使通過高樓之間的瞬間風(fēng)力達(dá)到10級以上,廣告牌和一些質(zhì)量差的院墻很難抵御。此外,海拔較高地區(qū)(如山頂)、湖邊、海邊等,因地形和海陸熱力差異的影響,也更容易出現(xiàn)大風(fēng)。

沙塵暴的“脾氣”變小了?

雖然我們?nèi)缃袢詴r不時領(lǐng)教大風(fēng)的威風(fēng),不過,近年來,北方一些城市的大風(fēng)日數(shù)正在逐漸減少,大約每二十年減少五成。

以北京為例,1960年至1979年這二十年間,大風(fēng)日數(shù)為639天,1980年至1999年的大風(fēng)日數(shù)共計299天,較前二十年減少53%;而2000年以來的二十年間,北京的大風(fēng)日數(shù)減少為147天,降幅51%。

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與此同時,平均風(fēng)速也在降低,大約每二十年降低0.2米/秒。以往春天動輒光顧四五次甚至更多的沙塵天氣,現(xiàn)在也在慢慢減少。

大風(fēng)及沙塵減少的原因有很多,氣象專家分析可能有兩個方面:一是從天氣系統(tǒng)來說,我國冬季寒潮、溫帶氣旋有所減弱,促使大風(fēng)形成的條件在減少;另一方面,三北防護林的建設(shè),防風(fēng)固沙效果明顯。

值得注意的是,雖然大風(fēng)天氣在逐漸減少,但是瞬時大風(fēng)時有發(fā)生,殺傷力也不減,大風(fēng)來襲時,公眾仍需注意防風(fēng)防火防塵,謹(jǐn)防高空墜物。

知多一點

古往今來,我們?nèi)绾闻c風(fēng)“打交道”

風(fēng),仿若隱匿于世間的精靈,無形卻處處留痕。從古老的甲骨文字,到漢代精妙的氣象儀器,再到現(xiàn)代先進的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施,古往今來,人們始終以獨特的方式與風(fēng)打交道。

古法觀風(fēng):羽毛辨來風(fēng) 烏首定風(fēng)向

殷人刻甲骨以錄四方風(fēng)名,周人以“伣”(qiàn)測風(fēng)向,此乃華夏測風(fēng)之始。殷商時期,先民在風(fēng)竿系上鳥羽制成 “候風(fēng)羽”,通過羽毛飄動方向判斷來風(fēng)。

漢代,測風(fēng)工具迎來第一次革新——漢武帝建章宮頂?shù)你~鳳凰“下有轉(zhuǎn)樞,向風(fēng)若翔”,其隨風(fēng)轉(zhuǎn)動的特性,比西方候風(fēng)雞早千年問世。東漢張衡鑄“相風(fēng)銅烏”,南北朝改良為輕便木烏,“遇風(fēng)乃動,烏首所指即為風(fēng)向”,這項發(fā)明被廣泛用于宮廷、車船與邊防。

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到了唐代,李淳風(fēng)在《乙巳占》中完成劃時代突破,將風(fēng)向細(xì)分為24個方位,更以“動葉、鳴條、折枝、墜物”等自然現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn),創(chuàng)立“十級風(fēng)力”體系。這較歐洲蒲福風(fēng)級早1100余年,在世界測風(fēng)史上前無古人。

宋元時期,沈括《夢溪筆談》中詳錄龍卷風(fēng)“插天如羊角”的形態(tài)與災(zāi)害,成為我國首份龍卷風(fēng)科學(xué)報告;東南季風(fēng)因助商船返航得名“舶趠(chuō)風(fēng)”,體現(xiàn)古人對季風(fēng)規(guī)律的掌握。明清西方氣象學(xué)傳入后,傳統(tǒng)智慧與近代科學(xué)結(jié)合,推動理論向“氣壓”“大氣環(huán)流”等現(xiàn)代概念轉(zhuǎn)變。

今朝馭風(fēng):風(fēng)機鎖綠電 網(wǎng)格測風(fēng)云

如今,人們與風(fēng)的交流不只停留在觀測階段,更延伸至對其的“駕馭”。風(fēng)力發(fā)電成為減排溫室氣體、推動能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

開發(fā)風(fēng)能需綜合考量盛行風(fēng)穩(wěn)定性、電網(wǎng)接入條件等多重因素。風(fēng)電場選址的核心門檻為年平均風(fēng)速5米/秒、年等效滿發(fā)小時超2000小時。

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風(fēng)機葉輪的轉(zhuǎn)動暗藏精密法則:3米/秒啟動,12米/秒達(dá)額定功率,一旦風(fēng)速超過25米/秒(10級風(fēng)),保護系統(tǒng)立即觸發(fā)停機,設(shè)計風(fēng)速通常不超過50米/秒,極端天氣易超過設(shè)備極限。

由此可見,大自然之不可抗力。但即便挑戰(zhàn)重重,人類“馭風(fēng)繪綠景”的決心不改。為精準(zhǔn)捕捉風(fēng)能資源,我國氣象部門構(gòu)建起“空—天—地”一體化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),風(fēng)光資源預(yù)報體系覆蓋0小時至14天,為電網(wǎng)調(diào)度提供決策支撐。

未來風(fēng)劫:氣候促風(fēng)頻 颶力破新高

隨著全球變暖加劇,風(fēng)正變得更劇烈、頻繁。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授孔鋒指出,全球變暖通過溫度差異驅(qū)動、強對流激發(fā)、氣候系統(tǒng)擾動三大機制,增加大風(fēng)頻率與強度。

例如北極加速升溫使極地渦旋減弱,冷空氣頻繁南下,導(dǎo)致我國北方冬季大風(fēng)頻發(fā);北方地表氣溫偏高,與南下的冷空氣形成更大溫差,進一步強化氣壓梯度與風(fēng)力。

其次,大氣能量與水汽隨升溫增加,大氣不穩(wěn)定度提升,強對流活動更易觸發(fā)雷暴大風(fēng)、颮(biāo)線等極端風(fēng)事件。

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黑風(fēng),又稱“黑風(fēng)暴”或“特強沙塵暴”,是沙塵暴中破壞力最強的類型。其核心氣象指標(biāo)為:瞬時風(fēng)速≥25米/秒(相當(dāng)于10級以上風(fēng)力),能見度≤50米,極端情況下甚至完全為零,天空呈現(xiàn)黑色或土黃色,猶如“塵墻”壓境,常伴隨劇烈降溫、雷暴等天氣。

黑風(fēng)的形成需滿足三大條件:強風(fēng)動力、豐富沙源和不穩(wěn)定大氣結(jié)構(gòu)。黑風(fēng)以“吞噬萬物”的破壞力著稱。1934年美國黑風(fēng)暴,3億噸土壤被卷走,河流干涸,牲畜死亡,成為生態(tài)災(zāi)難的象征。

黑風(fēng)既是自然現(xiàn)象,也與人類活動密切相關(guān),過度放牧、墾荒、采樵導(dǎo)致植被破壞,加速土地沙化?;謴?fù)地表植被(如草方格固沙)是減少沙源的關(guān)鍵?,F(xiàn)代氣象技術(shù)(衛(wèi)星、雷達(dá))可提前監(jiān)測冷鋒和沙塵動向,發(fā)布預(yù)警以降低損失。

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