極端氣候
極端氣候是指天氣(氣候)的狀態(tài)嚴重偏離其平均態(tài),在統(tǒng)計意義上屬于不易發(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,數(shù)以百計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多萬人受災(zāi)。2010年6月,是莫斯科有現(xiàn)代氣象記錄以來最炎熱的月份。氣溫超出長期錄得的平均值多達7.8℃。從7月開始一直到8月中旬的高溫導(dǎo)致俄羅斯歐洲國土部分爆發(fā)大規(guī)模的山林大火,有害氣體影響了數(shù)以千萬計的人。
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。
在中國許多地方,高溫打破了歷史極端記錄,因此中國有了史上最熱的夏季。洪水、山體滑坡、泥石流也對經(jīng)濟造成了嚴重的破壞。在8月,位于中國西北甘肅的舟曲遭遇了中國有記錄以來最具破壞性的泥石流。
世界氣象組織全球天氣研究計劃負責(zé)人卡西姆·阿斯拉爾認為,北半球冬季的極端氣象(歐美和亞洲的嚴寒)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,以及北半球大氣流的“阻塞事件”讓天氣在部分國家保持模式靜態(tài)有關(guān)。
歐洲和歐亞地區(qū)在這個夏季的極端炎熱和干旱、巴基斯坦在季風(fēng)季節(jié)遭遇強降雨,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)家們確實預(yù)測極端氣象事件會增加,尤其是極端炎熱事件,這是因為氣候變化的原因。
以前,在設(shè)計風(fēng)電場的時候,對極端天氣氣候的影響討論不多,例如東南沿海的臺風(fēng)究竟有多強,會對風(fēng)電場造成多大的影響?,F(xiàn)在這些問題卻成為風(fēng)能資源開發(fā)必須首先解決的關(guān)鍵問題,尤其要考慮極端天氣或氣象災(zāi)害的影響,如強沙塵暴、強風(fēng)、強臺風(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)電場建設(shè)的宏觀布局和重點地區(qū),如何科學(xué)評估不同地區(qū)風(fēng)電場建設(shè)的氣候風(fēng)險(主要是因極端氣候環(huán)境條件對風(fēng)電場造成破壞的幾率)是目前風(fēng)能開發(fā)中的重要科學(xué)問題。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)境會嚴重影響風(fēng)電場的安全運營,其中熱帶氣旋的影響最甚。
目前,對大氣邊界層中風(fēng)機高度范圍內(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)電場設(shè)計提供可靠的空氣動力學(xué)參數(shù),風(fēng)電場規(guī)劃和建設(shè)缺乏氣候風(fēng)險分析依據(jù)。
美國卡特里娜颶風(fēng) 2005年8月25日,“卡特里娜”颶風(fēng)登陸美國佛羅里達州。29日颶風(fēng)卷土重來,再次以每小時233公里的風(fēng)速在美國新奧爾良外海岸登陸。此次颶風(fēng)被認為是美國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,并引起強烈海嘯,印尼、斯里蘭卡、泰國、印度、馬爾代夫等國15.6萬人死亡,是人類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2萬居民死亡,受災(zāi)面積達23平方公里。
北美黑風(fēng)暴 1934年5月11日凌晨,美國西部草原地區(qū)發(fā)生了一場前所未有的黑色風(fēng)暴。大風(fēng)整整刮了3天3夜,形成一個東西長2400公里,南北寬1440公里,高3400米的迅速移動的巨大黑色風(fēng)暴帶。風(fēng)暴所經(jīng)之處,溪水?dāng)嗔鳎珊?,田地龜裂,莊稼枯萎,牲畜渴死,成千上萬的人流離失所。