近日,北京、內蒙古中部、華北北部和東部多地出現大風天氣。
風,仿若隱匿於世間的精靈,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,再到現代先進的風力發電設施,古往今來,人們始終以獨特的管道與風“打交道”,書寫著人與自然和諧共生的故事。
古法觀風:羽毛辨來風烏首定風向
殷人刻甲骨以錄四方風名,周人以“伣”(qiàn)測風向,此乃華夏測風之始。殷商時期,先民在風竿系上鳥羽製成的“候風羽”,通過羽毛飄動方向判斷來風。
漢代,測風工具迎來了第一次革新——漢武帝建章宮頂的銅鳳凰“下有轉樞,向風若翔”,其隨風轉動的特性比西方候風雞早千年問世。東漢張衡鑄“相風銅烏”,南北朝改良為輕便木烏,“遇風乃動,烏首所指即為風向”,這項發明被廣泛用於宮廷、車船與邊防。
到了唐代,李淳風在《乙巳占》中完成劃時代突破,將風向細分為24個方位,更以“動葉、鳴條、折枝、墜物”等自然現象為標準,創立“十級風力”體系。這較歐洲蒲福風級早1100餘年,在世界測風史上前無古人。
宋元時期,沈括《夢溪筆談》中詳錄龍捲風“插天如羊角”的形態與灾害,成為我國首份龍捲風科學報告;東南季風因助商船返航得名“舶趠(chuō)風”,體現古人對季風規律的掌握。明清西方氣象學傳入後,傳統智慧與近代科學結合,推動理論向“氣壓”“大氣環流”等現代概念轉變。
今朝馭風:風機鎖綠電網格測風雲
如今,人們與風的“交流”不只停留在觀測階段,更延伸至對其的“駕馭”。面對化石燃料導致的環境難題,風力發電成為减排溫室氣體、推動能源轉型的關鍵,是可持續發展的覈心力量。
“風電場選址的覈心門檻為年平均風速5米/秒、年等效滿發小時超2000小時。”中國氣象局風能太陽能中心高級工程師賈蓓西強調,開發風能需綜合考量盛行風穩定性、電網接入條件等多重因素。風機葉輪的轉動暗藏精密法則:3米/秒啟動,12米/秒達額定功率,一旦風速超過25米/秒(10級風),保護系統立即觸發停機,設計風速通常不超過50米/秒,極端天氣易超過設備極限。
由此可見,大自然之不可抗力。但即便挑戰重重,人類“馭風繪綠景”的决心不改。為精准捕捉風能資源,我國氣象部門構建起“空—天—地”一體化監測網絡——1公里分辯率資源普查系統綜合數據生成4套精細化數据集,風光資源預報體系覆蓋0小時至14天,為電網調度提供决策支撐。如今,古人的“占風旗”已變成實时資料流程,蘇軾筆下的“舶趠風”也化作風機動力。
未來風劫:氣候促風頻颶力破新高
隨著全球變暖加劇,風正變得更劇烈、頻繁。中國農業大學副教授孔鋒指出,全球變暖通過溫度差异驅動、強對流激發、氣候系統擾動三大機制,新增大風頻率與强度。
首先,不同區域升溫速度不均,導致高低緯度間、海陸間溫差擴大,氣壓梯度增强,促使空氣流動加速。例如北極加速升溫使極地渦旋减弱,冷空氣頻繁南下,導致我國北方冬季大風頻發;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力。
其次,大氣能量與水汽隨升溫新增,大氣不穩定度提升,強對流活動更易觸發雷暴大風、颮(biāo)線等極端風事件。
再次,全球變暖干擾厄爾尼諾與拉尼娜等氣候現象,改變大氣環流格局。另外,北方植被退化降低地表摩擦力,北極海冰融化重塑環流模式,共同助推風勢增强。資料顯示,近地面平均風速雖呈下降趨勢,但極端大風事件明顯增多。
國家氣候中心研究員韓榮青認為,海洋變暖為超強颱風提供“能量庫”。熱帶氣旋依賴海溫與水汽蓄能,全球變暖使海錶溫度升高,直接提升颱風强度上限,部分熱帶氣旋風速可在24小時內暴增。研究表明,海溫每昇1℃,颱風潜在强度增强約5%,未來極端颱風或更頻繁突破歷史極值。
從候風羽到風機矩陣,人類不斷探尋與風的相處之道。面對氣候變局引發的風暴,唯有共同擔起减碳責任、守護自然規律,才能在與風的互動中錨定希望。
(作者系中國氣象報社記者)