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    文摘报 2019年05月21日 星期二

    北半球风力一直在减弱

    《 文摘报 》( 2019年05月21日   07 版)

        风力减弱,在学术界的说法叫“大气减速”,是指近几十年来陆地近地面(10米左右)风速普遍减弱的现象。这个名词在2007年由澳大利亚科学家迈克尔·罗德里克等人提出。

     

        “大气减速”进入科学家的视野是在2005年前后,这个现象的发现缘起于对水循环的研究。1995年,一篇发表于学术期刊《自然》的论文指出,地表蒸发量在美国和苏联出现普遍下降,表明这些地区的水循环已经发生变化,但原因尚不清楚。

     

        之后又有许多研究发现,在中国、加拿大、澳大利亚、新西兰、印度和泰国也有类似的情况。然而,令科学家们费解的是,从理论上讲,全球变暖会使得蒸发增加,而不是减少,因而这个现象被称为“蒸发悖论”。2007年,三位澳大利亚科学家对于“蒸发悖论”给出了合理的解释。他们指出,蒸发减少的原因在于风的普遍减弱,并提出“大气减速”这个概念。目前,“大气减速”已经成为气象学界的普遍共识。

     

        气象学家们对于“大气减速”的原因提出了几种解释。一种观点认为,全球变暖是其背后的主要原因。因为空气运动的动力来自于气压差(气压梯度),而温度的变化会改变气压差。以夏季风为例,通常情况下,陆地温度较高而海洋温度较低,在陆地上形成低压中心,在海洋上形成高压中心,气压差使得空气由海洋向陆地运动。如果在全球变暖的情况下,海洋变暖的速度快于陆地,海洋与陆地的气压差将会减小,从而使得风速变慢。

     

        另外一种观点认为,“大气减速”的原因不是动力变小了,而是阻力变大了。地面粗糙状况的变化可以引起地面摩擦的变化,比如一片旷野变成了高楼林立的城市,这个区域的地面摩擦就会增加,风速则会减小。大气内部的湍流引起动量的垂直传递,同样会改变风速。风速从高空到地面是逐渐减小的,在地面风速为零,即动量是从高空向下传递的,而湍流具有搅拌混合的作用,如果地面附近湍流变弱,地面附近的风通过湍流混合获得的高空传递下来的动量就会变少,风速就会减弱。

     

        “大气减速”影响究竟有多大,之前还没有定量的研究。现有研究结果表明,近40年来北半球风速减弱已经使得一半地区的风能资源减少了30%以上。

     

        “大气减速”的现象会持续吗?科学界目前还不能给出明确的答案。

     

        (《北京日报》5.15 黄刚 田群)

     

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