新聞背景
近幾天，一場南下的寒流北風(fēng)吹散了北京持續(xù)多日的霧霾，讓人們感到神清氣爽了許多。很多人感嘆，這樣的風(fēng)還是來得太少了。
曾幾何時(shí)，北京還流傳著這樣的說法，叫“一年兩場風(fēng)，一場刮半年”。但這樣的調(diào)侃早已不再被人提起。從怕刮風(fēng)到盼刮風(fēng)，很多老北京人都感嘆，北京的風(fēng)真的小多了。
從上世紀(jì)70年代初以來
風(fēng)力確實(shí)在減弱
北京的風(fēng)是不是真的減弱了，不能僅憑感覺判斷，還得靠數(shù)據(jù)說話。
從以下圖表中可以看到，從上世紀(jì)60年代以來，北京的風(fēng)速在波動(dòng)中減小。其中，60年代后期到70年代初期，北京的平均風(fēng)速較大，1972年達(dá)到了頂峰（3.2米/秒）。從70年代后期開始，北京風(fēng)速就在減小，1990年減小到了低谷（1.8米/秒）。
不只北京的風(fēng)變小了，整個(gè)中國北方地區(qū)的風(fēng)其實(shí)都在減弱，下面這張圖顯示的就是自上世紀(jì)60年代以來，鄭州、天津、沈陽、西寧北方四城市的年平均風(fēng)速變化。
其實(shí)，不光是北方，全國的風(fēng)速都在減弱。中國氣象局國家氣候中心首席科學(xué)家姜彤就曾表示，從上世紀(jì)70年代至今，上海近地風(fēng)速呈下降趨勢，平均每年下降0.031米/秒。
再把目光放遠(yuǎn)一些，風(fēng)力減弱不僅在我國出現(xiàn)，也是全世界的普遍現(xiàn)象。例如美國自1970年以來平均風(fēng)速持續(xù)下降，近幾年的平均風(fēng)速比多年平均值下降了0.3米/秒。本版制表/焦劍
風(fēng)電裝置、防護(hù)林對風(fēng)力影響微乎其微
最近一篇《誰“偷走”了北京的風(fēng)》的文章在網(wǎng)上流傳，認(rèn)為內(nèi)蒙古風(fēng)電大發(fā)展和京津冀霧霾增多是同步出現(xiàn)的，風(fēng)電建設(shè)是導(dǎo)致北京風(fēng)力減弱的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;。
其實(shí)稍微想一想就能明白，按照我們上面提供的數(shù)據(jù)，北京風(fēng)力減弱在上世紀(jì)70年代到90年代初發(fā)生得最明顯，而我國風(fēng)電裝機(jī)量主要是2008年以后才突飛猛進(jìn)的，顯然和北京風(fēng)力減弱半毛錢關(guān)系也沒有。
那么，2008年風(fēng)電大發(fā)展以后的情況又怎樣？筆者選擇風(fēng)電場附近相鄰的兩個(gè)站點(diǎn)——張家口和張北來進(jìn)行風(fēng)速對比，兩地相距40多公里。如果風(fēng)電場真的對風(fēng)力有影響，張家口和張北的風(fēng)速應(yīng)該減小。事實(shí)是2008年風(fēng)電大發(fā)展后，兩地的風(fēng)速不降反升。
風(fēng)電場一般集中在張家口北部的張北、尚義等壩上地區(qū)，張家口市處于其下游。2007年至2010年，張北風(fēng)速增加，張家口沒有變化。如果上游風(fēng)電發(fā)展導(dǎo)致下游風(fēng)速減小的假設(shè)成立，那么2011年張北風(fēng)速減小，張家口的風(fēng)速也應(yīng)該減小，但事實(shí)上卻維持不變，尤其是2012年至2013年，張北風(fēng)速有所加大，張家口增速更快。不但沒有因?yàn)轱L(fēng)電設(shè)備增多，拉開差距，反而縮小了差距。由此可見，風(fēng)電發(fā)展對臨近地區(qū)風(fēng)速的影響并不大。
這個(gè)結(jié)論從國外的實(shí)驗(yàn)研究也能找到依據(jù)。丹麥科技大學(xué)的科研人員曾利用9000平方公里范圍的大規(guī)模風(fēng)電場，用數(shù)值模擬方法研究大型風(fēng)電場的局地大氣環(huán)境影響效應(yīng)，結(jié)果表明，大型風(fēng)電場下風(fēng)向風(fēng)速減弱的影響經(jīng)過約30至60公里的距離以后就可以恢復(fù)。在風(fēng)電大戶中，河北張家口距離北京上百公里，內(nèi)蒙古距離北京就更遠(yuǎn)了。因此，北京上游的內(nèi)蒙古、河北開發(fā)風(fēng)電資源，對北京風(fēng)速的變化影響微乎其微。好比一只大象馬上要摔倒，就算大象腳下的螞蟻伸了一下腿，也不能認(rèn)為是螞蟻絆倒了大象。
還有網(wǎng)友質(zhì)疑，我國在西北、華北和東北建設(shè)的大型人工林業(yè)生態(tài)工程“三北防護(hù)林”在固沙的同時(shí)，阻擋了北京的來風(fēng)。對此，姜彤也曾作過澄清，“三北防護(hù)林”阻擋的主要是本地風(fēng)沙，而風(fēng)通常從高空來。因此，相比氣象條件和地形等因素，防護(hù)林對城市霧霾擴(kuò)散的阻礙影響微乎其微。
全球氣候變暖
才是真正的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;
那么，北京風(fēng)速減弱的真正原因到底是什么？
其實(shí)，風(fēng)的本質(zhì)是空氣流動(dòng)，導(dǎo)致空氣流動(dòng)的根源是溫度或者密度的差異。由于陸地和海洋性質(zhì)不同，冷熱變化有差異，冬季陸地冷于海洋，風(fēng)從亞歐大陸的腹地（西伯利亞）吹向太平洋，所以北京冬季多西北風(fēng)。
由于全球變暖，尤其是上世紀(jì)80年代以后暖冬的增多，減小了冬季海洋和亞歐大陸的溫差，因此空氣的流動(dòng)也就不如之前快，風(fēng)速也相應(yīng)減小。冬季的亞歐大陸腹地——西伯利亞，是冷空氣堆積的地方，這里有世界上最龐大的冷高壓存在。暖冬導(dǎo)致了西伯利亞的空氣沒有原先冷，密度變小，單位體積上的空氣質(zhì)量或者說重量也就相應(yīng)減少，而單位面積上空氣重量產(chǎn)生的壓力其實(shí)就是大氣壓強(qiáng)，即氣壓。當(dāng)冬季變暖，西伯利亞的氣壓下降，這時(shí)和太平洋上的氣壓差也就會減小，因此風(fēng)速相應(yīng)減小。
從冬半年強(qiáng)冷空氣和寒潮次數(shù)的年代變化來看，上世紀(jì)60至70年代的寒潮和強(qiáng)冷空氣相對較多，80年代明顯減少，90年代以后又稍有增多；對應(yīng)風(fēng)速變化來看，60至70年代北京平均風(fēng)速較大，80年代明顯減小，90年代又有所增大。如此看來，北京的風(fēng)速變化還是氣候變暖因素起了主要作用。
除了全球變暖，城市化發(fā)展增加了地面附近的摩擦作用，高大的城市群會產(chǎn)生繞流阻力，也使得風(fēng)速可能會減弱。除了北京，同樣的風(fēng)速變化也表現(xiàn)在北方其他一些城市，比如鄭州、沈陽、西寧也出現(xiàn)了風(fēng)速先下降、之后又有所提升、總體震蕩下降的趨勢。不過，天津21世紀(jì)以來風(fēng)速還呈現(xiàn)加大趨勢，這可能因?yàn)樘旖蚺R海，城市熱島效應(yīng)使得海陸風(fēng)的作用加強(qiáng)。
因此，北京風(fēng)速的減小，應(yīng)該是自然因素和人為因素共同導(dǎo)致的結(jié)果。
（本文特約中國天氣網(wǎng)“數(shù)據(jù)帝扒天氣”欄目供稿）
延伸閱讀
中美研究稱
北京治霾需減氣態(tài)污染物
林小春
中美大氣化學(xué)領(lǐng)域?qū)＜液献鬟M(jìn)行的一項(xiàng)最新研究顯示，北京出現(xiàn)霾的根本成因可能是城區(qū)交通排放的大量揮發(fā)性有機(jī)物、氮氧化物和周邊工業(yè)生產(chǎn)排放的大量二氧化硫經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化生成的顆粒物，而直接排放至大氣中的顆粒物貢獻(xiàn)很小，因此控制這三類氣態(tài)污染物是治霾關(guān)鍵。
這項(xiàng)成果日前發(fā)表在美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上，它由北京大學(xué)環(huán)境模擬與污染控制國家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室胡敏教授、美國得克薩斯農(nóng)工大學(xué)張人一教授和兩校聯(lián)合博士后郭松等人合作完成。
霾主要是指懸浮著的高濃度細(xì)顆粒物（PM2.5）讓空氣混濁，造成能見度下降的現(xiàn)象，這些顆粒物可以來自直接排放，如來自機(jī)動(dòng)車、電廠和揚(yáng)塵等，被稱為一次顆粒物；還可以由大氣中的氣態(tài)污染物經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化而生成，被稱為二次顆粒物。研究人員在北京大學(xué)校園內(nèi)建立長期定位觀測站點(diǎn)，采用目前國際上最先進(jìn)的儀器同步對大氣氣態(tài)污染物和顆粒物進(jìn)行長時(shí)間觀測，以研究霾的形成機(jī)理。
研究顯示，北京的霾每次從形成到結(jié)束一般以4天至7天為一個(gè)周期，每個(gè)循環(huán)包含起始的清潔階段、中間的過渡階段和最后的污染階段3個(gè)過程，其主要成因是上述三類氣態(tài)污染物在本地經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成的二次顆粒物，而非直接排放的一次顆粒物。張人一說，這種化學(xué)轉(zhuǎn)化包括顆粒物的核化生成與增長兩個(gè)過程，霾在清潔階段每立方米大氣中的顆粒物總重量不足50微克，但在2至4天后的污染階段會增至數(shù)百微克。
研究還表明，北京出現(xiàn)的霾每次持續(xù)時(shí)間主要受氣象條件影響，包括風(fēng)向和風(fēng)速，以及降雨清除過程。在清潔階段，風(fēng)主要來自北部地區(qū)，且風(fēng)速較高，因此顆粒物濃度較低。當(dāng)風(fēng)向由北轉(zhuǎn)為來自受污染的南部地區(qū)且風(fēng)速較小，顆粒物迅速生成與增長，形成霾。北京夏天霾相對較少，而秋天和冬天霾較為嚴(yán)重，主要是因?yàn)楸本┫奶煊晁鄬^多，同時(shí)清除了空氣中的氣態(tài)污染物與顆粒物。
研究人員還說，中國其他城市的霾成因與北京應(yīng)該基本相似，因此治理霾的關(guān)鍵在于減少由機(jī)動(dòng)車和工業(yè)排放的氣態(tài)污染物。
