近日,北京、內(nèi)蒙古中部、華北北部和東部多地出現(xiàn)大風(fēng)天氣。
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(jìn)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施,古往今來,人們始終以獨(dú)特的方式與風(fēng)“打交道”,書寫著人與自然和諧共生的故事。
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(cè)風(fēng)向,此乃華夏測(cè)風(fēng)之始。殷商時(shí)期,先民在風(fēng)竿系上鳥羽制成的“候風(fēng)羽”,通過羽毛飄動(dòng)方向判斷來風(fēng)。
漢代,測(cè)風(fēng)工具迎來了第一次革新——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(dòng)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(dòng),烏首所指即為風(fēng)向”,這項(xiàng)發(fā)明被廣泛用于宮廷、車船與邊防。
到了唐代,李淳風(fēng)在《乙巳占》中完成劃時(shí)代突破,將風(fēng)向細(xì)分為24個(gè)方位,更以“動(dòng)葉、鳴條、折枝、墜物”等自然現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn),創(chuàng)立“十級(jí)風(fēng)力”體系。這較歐洲蒲福風(fēng)級(jí)早1100余年,在世界測(cè)風(fēng)史上前無古人。
宋元時(shí)期,沈括《夢(mèng)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(guó)首份龍卷風(fēng)科學(xué)報(bào)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(duì)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(dòng)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(jī)鎖綠電 網(wǎng)格測(cè)風(fēng)云
如今,人們與風(fēng)的“交流”不只停留在觀測(cè)階段,更延伸至對(duì)其的“駕馭”。面對(duì)化石燃料導(dǎo)致的環(huán)境難題,風(fēng)力發(fā)電成為減排溫室氣體、推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵,是可持續(xù)發(fā)展的核心力量。
“風(fēng)電場(chǎng)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(shí)超2000小時(shí)?!敝袊?guó)氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能中心高級(jí)工程師賈蓓西強(qiáng)調(diào),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)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)暗藏精密法則:3米/秒啟動(dòng),12米/秒達(dá)額定功率,一旦風(fēng)速超過25米/秒(10級(jí)風(fēng)),保護(hù)系統(tǒng)立即觸發(fā)停機(jī),設(shè)計(jì)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(guó)氣象部門構(gòu)建起“空—天—地”一體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)——1公里分辨率資源普查系統(tǒng)整合數(shù)據(jù)生成4套精細(xì)化數(shù)據(jù)集,風(fēng)光資源預(yù)報(bào)體系覆蓋0小時(shí)至14天,為電網(wǎng)調(diào)度提供決策支撐。如今,古人的“占風(fēng)旗”已變成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流,蘇軾筆下的“舶趠風(fēng)”也化作風(fēng)機(jī)動(dòng)力。
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(guó)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(dòng)、強(qiáng)對(duì)流激發(fā)、氣候系統(tǒng)擾動(dòng)三大機(jī)制,增加大風(fēng)頻率與強(qiáng)度。
首先,不同區(qū)域升溫速度不均,導(dǎo)致高低緯度間、海陸間溫差擴(kuò)大,氣壓梯度增強(qiáng),促使空氣流動(dòng)加速。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(guó)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(jìn)一步強(qiáng)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(qiáng)對(duì)流活動(dòng)更易觸發(fā)雷暴大風(fēng)、颮(biāo)線等極端風(fēng)事件。
再次,全球變暖干擾厄爾尼諾與拉尼娜等氣候現(xiàn)象,改變大氣環(huán)流格局。另外,北方植被退化降低地表摩擦力,北極海冰融化重塑環(huán)流模式,共同助推風(fēng)勢(shì)增強(qiáng)。數(shù)據(jù)顯示,近地面平均風(fēng)速雖呈下降趨勢(shì),但極端大風(fēng)事件明顯增多。
國(guó)家氣候中心研究員韓榮青認(rèn)為,海洋變暖為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)提供“能量庫(kù)”。熱帶氣旋依賴海溫與水汽蓄能,全球變暖使海表溫度升高,直接提升臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度上限,部分熱帶氣旋風(fēng)速可在24小時(shí)內(nèi)暴增。研究表明,海溫每升1℃,臺(tái)風(fēng)潛在強(qiáng)度增強(qiáng)約5%,未來極端臺(tái)風(fēng)或更頻繁突破歷史極值。
從候風(fēng)羽到風(fēng)機(jī)矩陣,人類不斷探尋與風(fēng)的相處之道。面對(duì)氣候變局引發(fā)的風(fēng)暴,唯有共同擔(dān)起減碳責(zé)任、守護(hù)自然規(guī)律,才能在與風(fēng)的互動(dòng)中錨定希望。
(作者于桐系中國(guó)氣象報(bào)社記者)