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大风有多大

2024-06-29陈逸群

科学大众·小诺贝尔 2024年6期
关键词:日数大风风力

陈逸群

同学们,在三年级下册科学课《风向和风力》中,我们了解到风也是重要的气象要素之一。风的强度叫作“风力”,可以根据风速确定风力等级。可是,风的“性情”变幻莫测,有呼啸的北风、温柔的春风、猛烈的夏季暴风、凉爽的秋风……那么,风力等级到底是怎样划分的?大风的标准又是什么呢?

风力等级表的诞生

18世纪,由于科学发展的局限性,那时的人们对风还都不太熟悉,都认为风是一种水汽,在空中不断地流动,并且每一股风都不一样。于是,一些想象力丰富的人就开始用生动的文字来记录风,如从南安普敦吹来的一股强风、在古德文沙洲附近的猛烈大风、从普利茅斯港吹来的莎士比亚式的疾风骤雨……

可是,作为一名经常出海的海军军舰指挥官,英国人蒲福觉得当时的天气与风力的描述语言太模糊了,他想用更加精准的语言或者符号去记录风力的大小,因此创立了世界上通用的风级划分标准——蒲福风力等级表。

蒲福风力等级表解决了一个古老的难题,但实际上这只是一个开端。人们此时还并不知道蒲福创造了一种了不起的风力衡量方法。此时的蒲福也是英国最孤独、无助的人之一,他的所有想法都无处施展。他通过设计观测和记录,为之后的实验成功制定了一套模板,为后来气象学的发展奠定了基础。从研究风、雨、雪、雷、暴的成因到探索其规律,一批科学家在奋斗,人类从此踏上了认识天空的漫长征程。

1874年,国际气象委员会将修改过的蒲福风级用在了气象电报中,蒲福风级渐渐进入了世界各地航海者的视野。但是,它还是没有对应风的速度,而是人们通过经验,根据每一级风力的海况与自己船在这一海况下的行驶性能来做出判断。直到20世纪,人们才把两者关联起来。1936年,国际气象组织委员会制定根据高于水平面6米处的风速仪测得的风速作为对应每一级的风速数据。但是,当时英国和美国并没有立即采纳,而是根据自己的标准对应风速。1955年,美国国家气象局增加了13~17级。2012年6月,我国发布了《风力等级》国家标准,依据标准气象观测场10米高度处的风速大小,将风力等级依次划分为18个等级。表达风速的常用单位有3个,分别为海里/小时、米/秒、千米/小时。我国台风预报时,常用单位为米/秒。

古今辨风级

其实,早在唐代,我国的一位名叫李淳风的天文学家就已经在《乙巳占》这本书中提到了他对风级的认识。李淳风根据自己多年对风观察的经验,以风力对树的影响为依据,创建了8级风力标准。此外,李淳风又把风向由原来的8个方位发展到24个方位。这种来自实践、符合科学的分类法,为世界气象学作出了杰出的贡献。

现在,科学技术十分发达,科学家运用了许多新技术去测量风级。首先是使用飞机或者无人机来测量风。当飞机飞行时,它会带着一些特殊的气象仪器,这些仪器会告诉我们风的速度有多快。除了飞机,GPS也能帮助测量风,特殊的GPS还可以测量大气中水蒸气的变化。通过计算,我们就可以知道风的速度了!除此以外,还可以用气球来测风。放飞一个充满氢气或氦气的气球,气球上挂着一个可以发送数据的小盒子。这个盒子会把气球飞得多高、温度是多少、气压是多少等信息传送到地面。同时,地面上的雷达也会“看”着这个气球,通过它怎么飞、飞到哪里,来算出风的速度和方向。最厉害的是超声波风速风向仪,它就像一个超级耳朵,可以听到风的声音。通过风的声音,它就能知道风有多快,以及风是从哪个方向吹来的。

大风有多大

什么样的风才能称得上是大风呢?有的同学可能觉得冬天呼啸的北风就是大风。其实,在冬、春季节,风力可能只有三四级,远远达不到气象上大风的标准。在气象观测中,瞬时风速≥17.2米/秒(也就是8级以上),相当于小汽车在城市道路上行驶的速度,才能称作大风。如果一天中出现大风,就记为一个大风日。在我国,有3个大风多发区:一是青藏高原,年大风日数多达75天以上,一年有1/5的时间都是大风天,是我国范围最大、日数最多的大风区;二是内蒙古中北部、新疆西北部地区,年大风日数在50天以上;三是东南沿海及其岛屿,年大风日数多达50天以上。

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