越來越慢的風(fēng)

緊隨著氣候變暖的步伐而來的是一系列的地理?xiàng)l件的變遷，比如風(fēng)速和水流的變化，足以影響依賴這些資源的大量人群。現(xiàn)在，我們能看到，內(nèi)陸的風(fēng)變小了。

在家住美國道奇城的Linda Hessman記憶中，打小起風(fēng)就沒停過，“聽說比芝加哥的風(fēng)還大，我猜可能有每小時(shí)40英里”。道奇城位于堪薩斯州，風(fēng)力資源在全美排名第三，2009年的最大風(fēng)速發(fā)生在Konza大草原自然保護(hù)區(qū)，竟達(dá)到了每小時(shí)120英里?！耙郧爸灰f第二天是微風(fēng)天，大伙兒就覺得在開玩笑。啥是微風(fēng)?”

然而，刊登在7月《地球物理研究雜志》上的一項(xiàng)研究卻發(fā)現(xiàn)，無論是道奇還是芝加哥，風(fēng)的腳步確實(shí)放慢了。在過去30年間，全美國的平均風(fēng)速約減緩了10%。

測風(fēng)者

“和無風(fēng)日子相比，狂風(fēng)大作的確容易引起你的注意。”賓州州立大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)中心主任Michael Mann認(rèn)為，“人們通常只能發(fā)現(xiàn)日常的波動(dòng)，卻很難注意到整體的趨勢?！睂?shí)際上，據(jù)堪薩斯州的氣象資料顯示，該州平均風(fēng)速約為每小時(shí)11至12英里，遠(yuǎn)沒Hessman想像那么大。

共有3所大學(xué)參與到這項(xiàng)名為“美國連續(xù)風(fēng)速變化趨勢”的研究當(dāng)中，衣阿華州立大學(xué)大氣科學(xué)教授Takle和他的合作伙伴在全美選擇了193個(gè)氣象站。這些站都擁有可獲得的歷史數(shù)據(jù)，足夠高的風(fēng)速計(jì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速的這種變緩趨勢實(shí)際上遍及全美。此外，除了年平均風(fēng)速下降，中西部地區(qū)無風(fēng)或者微風(fēng)的天數(shù)也驟然上升。這類研究在美國尚屬首次。

研究結(jié)果的公布令人大跌眼鏡。在以往研究中，計(jì)算機(jī)模型從未顯示出這種跡象?！拔覀儚臎]想過美國的風(fēng)會(huì)發(fā)生改變。如果確實(shí)如此，那將非常有趣。”美國航空航天局的紐約氣候?qū)W家Gavin Schmidt說。

悄然改變的中緯度世界

無獨(dú)有偶，在中國，類似的情形也在發(fā)生。

內(nèi)蒙古輝騰錫勒旗風(fēng)電場，三根長度超過20米的葉片停了下來。工作人員從一個(gè)高達(dá)60多米的白色立柱里鉆出?！帮L(fēng)速低于3米每秒時(shí)，風(fēng)機(jī)就自動(dòng)剎車停轉(zhuǎn)”。他說。他每天的工作之一，是記錄當(dāng)天的“日常運(yùn)行日志”，風(fēng)速和日發(fā)電量是其中最重要的兩項(xiàng)指標(biāo)。

在北京的中國氣象局大院，嶄新的國家氣候中心大樓里，研究員江瀅正在對全國的風(fēng)速變化數(shù)據(jù)進(jìn)行最后的分析，將1951年到2006年這50多年間的全國年平均風(fēng)速畫出一條曲線。這是她的研究課題“近50年中國風(fēng)速變化及其可能原因”的一部分。江瀅的指導(dǎo)老師、國家氣候中心副主任羅勇告訴記者，這一研究2006年就開始著手了，初衷是對中國的風(fēng)能資源做整體評估。

去內(nèi)蒙古輝騰錫勒調(diào)研時(shí)，江瀅曾悄悄問當(dāng)?shù)仫L(fēng)電場的陪同人員:“你對這幾年的風(fēng)速變化有什么感覺嗎?”她很小心，因?yàn)閷︼L(fēng)電場來說，這是一個(gè)“敏感”話題:風(fēng)速大小和大風(fēng)天數(shù)直接關(guān)系到發(fā)電效益。換句話說，風(fēng)速就是錢。

在2009年8月酒泉風(fēng)電場開工之前，這里曾是中國規(guī)模最大的風(fēng)電場，來自西伯利亞的冷空氣常年在草原上肆虐。出乎江瀅意外，陪同人員告訴她，“感覺每年發(fā)電都不如上一年多”。這吸引了江瀅的注意力。“以前大風(fēng)是呼呼吹，工作時(shí)還得穿棉襖，現(xiàn)在感覺來風(fēng)的時(shí)間明顯推后了?！彪m然只是些零星的感覺，但讓江瀅印象深刻。如果不是長期在一個(gè)地方生活，很難覺察到周圍的風(fēng)速發(fā)生了怎樣的變化。

不只是在北半球。澳大利亞科工組織土地與水研究所的研究員Tim McVicar新近也在《地球物理學(xué)研究通訊》雜志上發(fā)表了研究成果，他對澳大利亞1975~2006年間的近地表風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，建立了0.01度分辨率的日風(fēng)速數(shù)據(jù)庫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，近30年來澳大利亞平均風(fēng)速正在以每年0.009米每秒的速度遞減，該遞減的現(xiàn)象遍布88%的國土。

芝加哥，位于北緯41度。內(nèi)蒙古在北緯39度的北京以北一點(diǎn)。而澳大利亞悉尼，則位于南緯33度。越來越多的研究顯示，包括亞洲、歐洲、北美州和大洋洲在內(nèi)的中緯度世界，好像真的都正在變得風(fēng)平浪靜了。

氣候變暖新證據(jù)?

然而，也有不少學(xué)者對江瀅的研究結(jié)果提出質(zhì)疑，稱風(fēng)速的減小很可能是人們在測風(fēng)塔周圍建造高樓所致。江瀅在收集數(shù)據(jù)時(shí)已經(jīng)考慮到了這一點(diǎn)，為此，她選擇了500多個(gè)觀測臺(tái)站，盡可能擴(kuò)大了范圍。此外，每個(gè)臺(tái)站都要提供一份實(shí)地照片，以供氣象局觀察。為了更加確信，她還親自去了不少觀測站，實(shí)地去看周圍的高樓是否對測風(fēng)塔形成了真正的遮擋。

江瀅對自己的研究有信心。那些不符合要求的臺(tái)站已被她從樣本里盡可能的剔除了。再加上這么多的樣本量，江瀅認(rèn)為，“結(jié)果反映出來的一致趨勢，從統(tǒng)計(jì)學(xué)上是站得住腳的”，“不太可能是建樓的影響?！?/p>

全球范圍內(nèi)的風(fēng)速減緩，真的有可能是為氣候變暖尋找到的一條新證據(jù)嗎?Takle教授認(rèn)為，這從理論上是完全解釋得通的。有記錄表明，地球兩極變暖的速度比其他地區(qū)要快，這意味著兩極和赤道之間的氣溫差距正在縮小，這導(dǎo)致了兩地大氣壓力差距的縮小，風(fēng)也就小了。

Takel的合作者之一、印第安納大學(xué)的Pryor則表示，“五大湖周邊的風(fēng)能發(fā)電站面臨的變化最大。”她分析說，這可能是因?yàn)殡S著全球變暖，五大湖湖面的冰凍面積減少所致，因?yàn)轱L(fēng)吹過冰面的速度要高于在水面上的速度。

江瀅還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象，在云南、貴州等風(fēng)速減少得慢的地區(qū)，它的溫度上升得也慢。當(dāng)她嘗試著將溫度和風(fēng)速的變化趨勢都在同一張圖上用不同顏色標(biāo)識出來時(shí)。她驚訝地發(fā)現(xiàn):這兩個(gè)地區(qū)的顏色是一致的，邊界輪廓僅有細(xì)微差異。這是她沒預(yù)料到的，“這為氣候變暖對風(fēng)速的影響提供了一條新佐證?！苯瓰]說。

盡管如此，幾乎所有的研究小組都表示，還不能完全肯定地說全球變暖與風(fēng)速減少有關(guān)。江瀅已經(jīng)將溫度變化和風(fēng)速變化的關(guān)系，列入了她的下一個(gè)研究計(jì)劃。她準(zhǔn)備啟用國家氣候中心的超級計(jì)算機(jī)，運(yùn)用聯(lián)合國IPCC認(rèn)可的模式，對這個(gè)氣候黑箱進(jìn)行分析:輸入溫度變化的數(shù)據(jù)，看黑箱那頭出來的風(fēng)速變化能得到什么結(jié)果。

風(fēng)電新威脅

對于大多數(shù)渴望風(fēng)和日麗的城市居民來說，大風(fēng)天的減少無疑是件好事。但有些方面就沒那么幸運(yùn)了。在風(fēng)放緩腳步的背后，究竟?jié)摲裁礃拥奈ｋU(xiǎn)?

堪薩斯越來越慢的風(fēng)將主要對農(nóng)業(yè)造成影響，Takle說。減弱的風(fēng)速意味著地表與植物之間空氣對流的減少。當(dāng)炎熱干燥的風(fēng)吹過地表時(shí)，會(huì)從地表吸收大量水汽。但如果風(fēng)速減緩，那將意味著更少的蒸發(fā)與更潮濕的氣候。

對世界各地正如火如荼的風(fēng)電行業(yè)來說，情形則更為不妙。

比平均風(fēng)速下降更麻煩的是大風(fēng)天的減少。中國氣象局的觀測結(jié)果顯示，每10 年降低1.46米每秒，大風(fēng)天數(shù)每10年減少3天。由于許多電能是由高風(fēng)速所產(chǎn)生，可用的能量多來自瞬間大的風(fēng)速，所以對風(fēng)力發(fā)電行業(yè)來說，大風(fēng)天的減少是個(gè)致命問題。

然而，事情還沒那么容易理解。一個(gè)顯然的事實(shí)是，威力更大的風(fēng)暴強(qiáng)度正在加大。根據(jù)伊曼努爾衡量颶風(fēng)密度的“能量消耗指數(shù)”，達(dá)到四級或五級的颶風(fēng)(風(fēng)速大于每秒56米)的比例從1970年代的20%已上升到1990年代的35%。

不僅如此，它的影響范圍也變寬了。颶風(fēng)曾被認(rèn) .是一種 .粹的北大西洋現(xiàn)象，20 04年4月，第一次有颶風(fēng)在南半球的大西洋形成，并以每小時(shí)144千米的速度襲擊了巴西，使得全球?qū)︼Z風(fēng)的監(jiān)控范圍向南拓展了1600千米。

一方面是平均風(fēng)速放緩，大風(fēng)天減少;而與此同時(shí)，極值風(fēng)速和颶風(fēng)比例卻在增加。其實(shí)并不矛盾。太陽輻射的能量到地球表面約有2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，假定總量不變，說明越來越多的風(fēng)正以更極端形式表現(xiàn)出來。

然而，并不是多大的風(fēng)都能被“風(fēng)車”捕獲。一般來說，風(fēng)速至少需達(dá)到3米每秒風(fēng)機(jī)才可正常啟動(dòng)，超過25米每秒便會(huì)自動(dòng)停轉(zhuǎn)。因?yàn)樵俅蟮娘L(fēng)就可能將葉片連帶整個(gè)風(fēng)機(jī)摧毀。因此無論是平均風(fēng)速減緩，還是颶風(fēng)強(qiáng)度增大，這一信號對風(fēng)電行業(yè)來說都不是個(gè)好消息。