面对2013年北京大风骤减的现象,北京市气象台高级工程师张明英的气象学解释为:冷空气系统不强。一般来说,大风天的产生是由冷空气强度决定的。对气象学家来说,冷空气过境情况是无法预测的,所以人们也无法预测以后大风天的天数是否会发生新的变化。
根据中国气象局风能太阳能资源中心朱瑞兆教授的研究,影响中国的冷空气有5大发源地,而如果我们能像气象卫星一样置身太空,或许就能极其直观而生动地看到冷空气强力入侵的路径。
第一条路径来自俄罗斯新地岛以东附近的北冰洋,从西北方向进入蒙古国西部,再东移南下影响我国;第二条是源于新地岛以西北冰洋面,经俄罗斯、蒙古国进入我国;第三条源于地中海附近,东移到蒙古国西部再影响我国;第四条是源于太梅尔半岛附近洋面,向南移入蒙古国,然后再向东南影响我国;第五条源于贝加尔湖以东的东西伯利亚地区,进入我国东北及华北地区。
可以看出,除了第五条冷空气路径由东北转入华北,其他四条冷空气路径都要经过蒙古高原。
出于对风能资源的研究,朱瑞兆教授也认为,风速与冷空气性质存在着很大的相关性。在冷空气活动与山脉组合形成的三北地区(即西北、华北和东北),风能资源最为丰富。每当冷空气南下,就会伴随一次大风过程。三北地区首当其冲风速最大,但越向南寒冷的空气慢慢变性,势力变弱,风速也会越来越小。
根据能量守恒定理,架在内蒙古地区的无数风机必然要截取巨量的风能。对风力风能造成哪些影响,人们尚且不能确定,但对冷空气气流的消耗,很多人却是有着切身的感受的。
不难想象,由于超大规模的风力发电厂的消耗,很大一部分冷空气已经很难像以往那样越过陕西、山西,到达中部的河南,形成降雨。它们骤然停滞在了华北平原,再与京津超级城市群中的热空气发生强烈对流作用,形成突如其来的降雨,却使得中东部地区遭遇连绵干旱。
近年来,中国遭遇的各类极端气候灾害,似乎正是这一运转模式的翻版。特别是2011年,北京市年降雨量突破700毫米,创13年来之最;2012年夏季,北京又遭遇1951年以来最大降雨,城区平均降雨量达215毫米。北京这些标志性的突发气候事件,或许并不是无缘无故发生的。
全球“风情”有玄机
由于在北京城饱受雾霾,人们已经切身感受到风力变小之苦,并开始探究在北京这样的超级城市中筹建“城市风道”的可行性。内蒙古的风电场也时有弃风停机之举,令风力阻隔也有间断喘息。但令人意外的是,“风变小了”的情况,让依靠迎风取电的大型风电场也“笑不起来”了。
国家气候中心高级工程师江滢曾到辉腾锡勒等国内几家起步较早的风电场考察,在昔日著名的风电场,工作人员对风的减弱有了更直观感受。江滢表示,近年来连寒潮、沙尘暴、温带气旋等天气事件都逐年减少,这也是风速大范围减小的一大佐证。
实际上,由于注意力盲点,人们更关注的是京津冀这样重点地区的雾霾,却很少有人注意到,即便是在内蒙古、张家口这样昔日的“大风口”,如今也难逃雾霾“魔爪”。国家气候中心的一项最新研究显示,近50年来,中国大部分地区的风速都是越来越小的,年平均风速每10年就会减小0.12米/秒。
同样的事情也发生在美国。一份由美国科学家发布的研究报告显示,自1973年以来,美国的平均风速和最大风速均出现了明显下降。某些中西部地区,风速甚至在10年内减缓超过10%。计算机模拟更显示,未来40年内美国风速还将下降10%。
毫无疑问,对于气象学家们来说,北京风力减弱的现象,不过是全球风速趋缓的一个非典型故事。越来越多的研究表明,全球变暖可能正是造成这一恶果的罪魁祸首。
有气象学家表示,正是由于全球气候变暖,使得亚洲大陆与太平洋之间的海陆温差不断缩小,两者间的气压差也一降再降,导致空气流动动力不足,中国乃至亚洲的大气环流都发生了巨大变化。即便在城市高楼根本无法企及的中低对流层,风力也越吹越慢了,更何况面对风电阻滞和大规模城镇化的北京城呢?
时至今日,科学家们基本认同风能开发会导致局部地区风速减慢的观点,但是否会减弱大气环流,目前尚没有定论。但吉林大学地球探测科学与技术学院教授杨学祥始终认为,天下并没有免费的午餐,风能也并非可供挥霍滥用的资源,过度利用风能,同样要付出相应的代价。
令人忧虑的是,中国的风能开发在缺乏对于气候影响的整体性评价的前提下仍在突飞猛进。2005年,我国风电装机只有120万千瓦。此后,我国风电吊装规模高速增长,到2013年底,装机总量已经超过9000万千瓦,雄踞世界第一。如此高的发展速度,在世界风电发展史上可谓空前。
虽然人们开发风能的初衷是为了绿色环保,但如果开发计划缺乏科学的论证,过度利用风能发电也可能导致南辕北辙,必须慎重行事。不管如何,凡事皆有度,即便是开发绿色风能,也应如此。