極端氣候
極端氣候是指天氣(氣候)的狀態(tài)嚴(yán)重偏離其平均態(tài),在統(tǒng)計(jì)意義上屬于不易發(fā)生的事件。通俗地講是指50年一遇或100年一遇的小概率事件。
在2009~2010年間的冬季,包括歐洲、亞洲和北美洲在內(nèi)的北半球被極端寒冷大范圍籠罩著。在美國(guó),數(shù)以百計(jì)的日最低溫度被刷新。在歐洲,暴雪中斷了空中和陸路交通。相反,在北極和加拿大情況卻減緩了很多。
2010年夏季,巴基斯坦遭受了歷史上最糟糕的洪災(zāi),2000多萬(wàn)人受災(zāi)。2010年6月,是莫斯科有現(xiàn)代氣象記錄以來(lái)最炎熱的月份。氣溫超出長(zhǎng)期錄得的平均值多達(dá)7.8℃。從7月開(kāi)始一直到8月中旬的高溫導(dǎo)致俄羅斯歐洲國(guó)土部分爆發(fā)大規(guī)模的山林大火,有害氣體影響了數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的人。
不管是俄羅斯熱浪還是巴基斯坦洪災(zāi),都和發(fā)生在北半球大氣流的“阻塞事件”有關(guān),它讓天氣模式保持靜態(tài),令熱量和濕氣都不能散開(kāi)。
在中國(guó)許多地方,高溫打破了歷史極端記錄,因此中國(guó)有了史上最熱的夏季。洪水、山體滑坡、泥石流也對(duì)經(jīng)濟(jì)造成了嚴(yán)重的破壞。在8月,位于中國(guó)西北甘肅的舟曲遭遇了中國(guó)有記錄以來(lái)最具破壞性的泥石流。
世界氣象組織全球天氣研究計(jì)劃負(fù)責(zé)人卡西姆·阿斯拉爾認(rèn)為,北半球冬季的極端氣象(歐美和亞洲的嚴(yán)寒)和北極的變暖都與大范圍的大氣干擾有關(guān),這又與北冰洋、北大西洋濤動(dòng),以及北半球大氣流的“阻塞事件”讓天氣在部分國(guó)家保持模式靜態(tài)有關(guān)。
歐洲和歐亞地區(qū)在這個(gè)夏季的極端炎熱和干旱、巴基斯坦在季風(fēng)季節(jié)遭遇強(qiáng)降雨,也和大氣層的“阻塞”有關(guān)系。它有效地阻隔了俄羅斯的熱力散發(fā),也阻擋了巴基斯坦的濕氣揮發(fā),將它們“鎖”在特定的區(qū)域,讓這些熱和濕氣變得更加強(qiáng)烈。
至于其他的極端氣象發(fā)生原因就比較復(fù)雜。很難將一個(gè)單一的極端氣象事件歸結(jié)于氣候變化。但是要指出的是,氣候科學(xué)家們確實(shí)預(yù)測(cè)極端氣象事件會(huì)增加,尤其是極端炎熱事件,這是因?yàn)闅夂蜃兓脑颉?sup>
以前,在設(shè)計(jì)風(fēng)電場(chǎng)的時(shí)候,對(duì)極端天氣氣候的影響討論不多,例如東南沿海的臺(tái)風(fēng)究竟有多強(qiáng),會(huì)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)造成多大的影響?,F(xiàn)在這些問(wèn)題卻成為風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)必須首先解決的關(guān)鍵問(wèn)題,尤其要考慮極端天氣或氣象災(zāi)害的影響,如強(qiáng)沙塵暴、強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、覆冰、雷擊等。
如何根據(jù)極端氣候環(huán)境條件指導(dǎo)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的宏觀布局和重點(diǎn)地區(qū),如何科學(xué)評(píng)估不同地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的氣候風(fēng)險(xiǎn)(主要是因極端氣候環(huán)境條件對(duì)風(fēng)電場(chǎng)造成破壞的幾率)是目前風(fēng)能開(kāi)發(fā)中的重要科學(xué)問(wèn)題。例如,熱帶氣旋、龍卷風(fēng)、爆發(fā)性溫帶氣旋、低溫、風(fēng)暴潮、海冰等惡劣氣候環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響風(fēng)電場(chǎng)的安全運(yùn)營(yíng),其中熱帶氣旋的影響最甚。
目前,對(duì)大氣邊界層中風(fēng)機(jī)高度范圍內(nèi)的熱帶氣旋風(fēng)特性仍缺乏深入的了解,不能為沿岸和近海風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)提供可靠的空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù),風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃和建設(shè)缺乏氣候風(fēng)險(xiǎn)分析依據(jù)。
美國(guó)卡特里娜颶風(fēng) 2005年8月25日,“卡特里娜”颶風(fēng)登陸美國(guó)佛羅里達(dá)州。29日颶風(fēng)卷土重來(lái),再次以每小時(shí)233公里的風(fēng)速在美國(guó)新奧爾良外海岸登陸。此次颶風(fēng)被認(rèn)為是美國(guó)歷史上損失最大的自然災(zāi)害之一。
印度洋海嘯2004年12月26日,印度洋發(fā)生大地震,并引起強(qiáng)烈海嘯,印尼、斯里蘭卡、泰國(guó)、印度、馬爾代夫等國(guó)15.6萬(wàn)人死亡,是人類(lèi)歷史上死傷最為慘重的海嘯災(zāi)難之一。
秘魯大雪崩1970年5月31日,在秘魯安第斯山脈的瓦斯卡蘭山區(qū)發(fā)生了巨大雪崩,雪崩將瓦斯卡蘭山峰下的容加依城全部摧毀,造成2萬(wàn)居民死亡,受災(zāi)面積達(dá)23平方公里。
北美黑風(fēng)暴 1934年5月11日凌晨,美國(guó)西部草原地區(qū)發(fā)生了一場(chǎng)前所未有的黑色風(fēng)暴。大風(fēng)整整刮了3天3夜,形成一個(gè)東西長(zhǎng)2400公里,南北寬1440公里,高3400米的迅速移動(dòng)的巨大黑色風(fēng)暴帶。風(fēng)暴所經(jīng)之處,溪水?dāng)嗔?,水井干涸,田地龜裂,莊稼枯萎,牲畜渴死,成千上萬(wàn)的人流離失所。
