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數說強對流③:讓人捉摸不透的大風

來源:中國氣象報社   發布時間:2020年06月30日14:35
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中國氣象報記者 王美麗

專家顧問:清華大學助理研究員 孔鋒

  提起大風,很多人的直觀感受是“風中凌亂”,且風時而向東吹、時而向西吹,讓人琢磨不透。大風屬于強對流天氣嗎?不同類型的大風有何特點?我國哪里的大風天氣最多?氣象大數據告訴你!

  氣象上,大風的“門檻”比較高

  總的來說,地球上的風是由太陽輻射引起的。

  太陽光照射在地球表面上,受不同緯度、地形地勢、海拔等影響,各地大氣受熱不均。某地的地表空氣受熱膨脹變輕進而上升,周圍較冷的空氣就會流入填補;上升的熱空氣在高處冷卻后,又成為冷空氣沉降至地面。隨著這一冷熱循環過程,近地表的空氣產生流動現象,風就形成了。

  

  在我國,引起災害的大風常由雷暴、颮線、龍卷、氣旋、冷空氣等天氣系統活動所致。其中,雷暴、颮線、龍卷等屬于強對流天氣。

  雷暴大風具有明顯的日變化,且歷時比較短,多出現在午后氣溫上升最高的時候,風區范圍也比較??;颮線過境時,伴有狂風、暴雨、冰雹等,風速可達每秒十幾米,強的時候可達40米/秒;龍卷中心氣壓很低,造成很大的水平氣壓梯度,從而導致強烈風速,一般估計可達50至150米/秒,最大可到200米/秒,常會拔起大樹、摧毀建筑物等,破壞力極強。

  風力是指風吹到物體上所表現出的力量大小。我國2012年6月發布的《風力等級》國家標準中,根據標準氣象觀測場10米高度處的風速大小,將風力等級依次劃分為18個等級,這里的等級就是說的“蒲福風級”?!捌迅oL級”是英國人蒲福(Francis Beaufort)于1805年根據風對地面(或海面)物體影響程度而定出的風力等級。

  那么,什么叫做大風呢?在冬春季節,寒風呼嘯,其實風力可能只有三四級,遠遠達不到氣象上大風的標準。在氣象觀測業務規范中,一般將瞬時風速≥17.2米/秒,即風力達到8級以上時,才能稱作大風。凡一日中出現過大風,則記為一個大風日。

  除了上文提到的強對流天氣容易導致大風外,強冷空氣、氣旋(譬如臺風)等,都可能產生大風。需要說明的是,下文的統計數據,指的正是上述所有天氣系統所引起的大風天。

  高海拔地區大風天兒最多

  我國大風天有明顯的地域分布特征,而高海拔地區的年大風天明顯高于低海拔地區;峽谷地帶大風天比周圍多。

  

  我國有三個大風多發區。

  一是青藏高原,年大風日數多達75天以上,一年有1/5的時間都是大風天,是我國范圍最大、日數最多的大風區。

  二是內蒙古中北部、新疆西北部,年大風日數在50天以上。

  三是東南沿海及其島嶼,年大風日數多達50天以上。

  此外,山地隘口及孤立山峰處也是大風日數多的地區,這主要是山谷風引起的 。

  南北方城市大風季節分布大不同

  在我國北方大多數城市中,春季(3-5月)是一年中大風最多的季節。

  冬春交替,冷空氣勢力仍比較強勢,而此時太陽直射角逐漸向北半球偏移,地面接收到的太陽輻射日益強烈,地面升溫加快,高低緯度之間形成了比較大的氣壓梯度,因而比較容易出現大風天氣。

  值得一提的是,往往冷空氣在抵達南方時,勢力就會被大大削弱,風力也會相應減小。所以,南方城市春季大風并不像北方城市那么多。到了夏季,南方地區暖濕氣流更加強盛,臺風、強對流天氣更加頻發,大風天也就更多一些。

  

  近年來我國大風天兒波動中減少

  統計顯示,近年來我國年均單站大風日數在波動中減少,有研究表明這極有可能與全球變暖密切相關。

  究其原因,全球變暖后,海陸溫差相對變小,導致東亞季風減弱,空氣流動速度相對降低;同時,快速城市化進程,可能導致原有自然地表景觀大大改變,土地利用變化更為多樣性、城市房屋高度和密度日益增加,上述這些人為活動,導致地表粗糙度有不同程度增大,從而導致風速整體減小,大風日數也整體減少。

  在變化趨勢的空間分布上,我國絕大多數地區年際大風日數呈減少趨勢,僅在內蒙古西北部、新疆東部、青海西部和西藏西南部及東北部等地呈增加趨勢。

  

  大風的危害自不必談,尤其是城市風災已成為影響城市公共安全的重要風險因素之一。但大風天氣也能帶來一定好處。譬如,大風對近地層污染物的擴散起到了積極作用;人們可以有效利用風能進行發電。但遇到大風時,人們還是要盡量減少外出,并盡量避開廣告牌和高空懸掛物等,采取積極防護措施。

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