古往今來(lái),人們如何與風(fēng)“打交道”
來(lái)源:科普時(shí)報
作者:于 桐
發(fā)布時(shí)間:2025-03-25
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1圖為雞型風(fēng)向標(風(fēng)信雞)。2圖為江西省瑞昌市洪下鄉蜈蚣山風(fēng)電場(chǎng)。(作者供圖)


近日,北京、內蒙古中部、華北北部和東部多地出現大風(fēng)天氣。

風(fēng),仿若隱匿于世間的精靈,無(wú)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(jìn)的風(fēng)力發(fā)電設施,古往今來(lái),人們始終以獨特的方式與風(fēng)“打交道”,書(shū)寫(xiě)著(zhù)人與自然和諧共生的故事。

古法觀(guān)風(fēng):羽毛辨來(lái)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(shí)期,先民在風(fēng)竿系上鳥(niǎo)羽制成的“候風(fēng)羽”,通過(guò)羽毛飄動(dòng)方向判斷來(lái)風(fēng)。

漢代,測風(fēng)工具迎來(lái)了第一次革新——漢武帝建章宮頂的銅鳳凰“下有轉樞,向風(fēng)若翔”,其隨風(fēng)轉動(dòng)的特性比西方候風(fēng)雞早千年問(wèn)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”,這項發(fā)明被廣泛用于宮廷、車(chē)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)向細分為24個(gè)方位,更以“動(dòng)葉、鳴條、折枝、墜物”等自然現象為標準,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(wú)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)”,體現古人對季風(fēng)規律的掌握。明清西方氣象學(xué)傳入后,傳統智慧與近代科學(xué)結合,推動(dòng)理論向“氣壓”“大氣環(huán)流”等現代概念轉變。

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(guān)測階段,更延伸至對其的“駕馭”。面對化石燃料導致的環(huán)境難題,風(fēng)力發(fā)電成為減排溫室氣體、推動(dòng)能源轉型的關(guān)鍵,是可持續發(fā)展的核心力量。

“風(fēng)電場(chǎng)選址的核心門(mén)檻為年平均風(fēng)速5米/秒、年等效滿(mǎn)發(fā)小時(shí)超2000小時(shí)?!敝袊鴼庀缶诛L(fēng)能太陽(yáng)能中心高級工程師賈蓓西強調,開(kāi)發(fā)風(fēng)能需綜合考量盛行風(fēng)穩定性、電網(wǎng)接入條件等多重因素。風(fēng)機葉輪的轉動(dòng)暗藏精密法則:3米/秒啟動(dòng),12米/秒達額定功率,一旦風(fēng)速超過(guò)25米/秒(10級風(fēng)),保護系統立即觸發(fā)停機,設計風(fēng)速通常不超過(guò)50米/秒,極端天氣易超過(guò)設備極限。

由此可見(jiàn),大自然之不可抗力。但即便挑戰重重,人類(lèi)“馭風(fēng)繪綠景”的決心不改。為精準捕捉風(fēng)能資源,我國氣象部門(mén)構建起“空—天—地”一體化監測網(wǎng)絡(luò )——1公里分辨率資源普查系統整合數據生成4套精細化數據集,風(fēng)光資源預報體系覆蓋0小時(shí)至14天,為電網(wǎng)調度提供決策支撐。如今,古人的“占風(fēng)旗”已變成實(shí)時(shí)數據流,蘇軾筆下的“舶趠風(fēng)”也化作風(fēng)機動(dòng)力。

未來(lái)風(fēng)劫:氣候促風(fēng)頻 颶力破新高

隨著(zhù)全球變暖加劇,風(fēng)正變得更劇烈、頻繁。中國農業(yè)大學(xué)副教授孔鋒指出,全球變暖通過(guò)溫度差異驅動(dòng)、強對流激發(fā)、氣候系統擾動(dòng)三大機制,增加大風(fēng)頻率與強度。

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,氣壓梯度增強,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(jìn)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,大氣不穩定度提升,強對流活動(dòng)更易觸發(fā)雷暴大風(fēng)、颮(biāo)線(xiàn)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)勢增強。數據顯示,近地面平均風(fēng)速雖呈下降趨勢,但極端大風(fēng)事件明顯增多。

國家氣候中心研究員韓榮青認為,海洋變暖為超強臺風(fēng)提供“能量庫”。熱帶氣旋依賴(lài)海溫與水汽蓄能,全球變暖使海表溫度升高,直接提升臺風(fēng)強度上限,部分熱帶氣旋風(fēng)速可在24小時(shí)內暴增。研究表明,海溫每升1℃,臺風(fēng)潛在強度增強約5%,未來(lái)極端臺風(fēng)或更頻繁突破歷史極值。

從候風(fēng)羽到風(fēng)機矩陣,人類(lèi)不斷探尋與風(fēng)的相處之道。面對氣候變局引發(fā)的風(fēng)暴,唯有共同擔起減碳責任、守護自然規律,才能在與風(fēng)的互動(dòng)中錨定希望。

(作者系中國氣象報社記者)


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