呼啸的大风哪去了(1)
过去几千年里，北京的气候总体上可以慨括为：冬季严寒北风刮，春季大风沙尘扬，夏季雷雨频袭来，秋高气爽时间促；然而，自从进入新世纪以后，北京的气候慢慢转变为：冬季寒冷灰霾重，春季急促沙尘消，夏季酷热暴雨来，秋高气爽雾霾起。
每到秋冬季，雾霾袭来的时候，北京就进入了“盼风来”模式，人们希望大风骤起，刮走令人窒息的浓重雾霾。其实，何止北京一个城市，全国大多数地区都进入了秋冬春三季“盼风来”的模式。
这的确有些令人困惑：过去那种“冬季严寒北风刮”的大风到底去了哪里？
风从何而来
关于风从何而来，智慧的古代中同人总结为：“热生风，冷生雨。”他们认为，有加热，则容易形成风。现代气象学则把这一机制进行了更为科学的解读：并非有热即生风；而是需要冷热分布不均，才会形成风。以海风为例，夏季太阳炙烤之下，陆地表面升温速度快、温度高，而临近的海洋升温速度慢、温度低，陆地上的空气受热膨胀上升，临近海洋上的空气补充过来，就形成了自海洋吹向陆地的清爽的海风。
我国东部地区处于非常典型的东亚季风区域，风的形成与上面提到的海风形成机制基本类似：冬季大陆严寒，在西伯利亚地区形成严寒而强大的西伯利亚高气压中心，而临近的北太平洋则温暖得多，在北太平洋上形成强大的阿留申低压中心，冷空气从高压区域奔涌而出，因受我国西部地形的阻挡和地转偏向力的作用，从而在东部平原和沿海区域形成强大的偏北风，即为横扫我国东部区域的冬季季风。
我国古人对于季风有长期的记录和描述，现代意义上对于季风的研究则始于20世纪初。
1916年，竺可桢在《中同之雨量及风暴说》一文中指出：“陆地的比热低，较海洋易热亦易冷，夏季大陆比海洋热，冬季则相反。夏季水冷于陆，近陆的空气浮升，海面稍冷的空气群趋之，因此风常自海而陆；冬季则陆冷于水，大陆上的气压较在海面者为高，故风常由陆罕海。这样就形成了季风。”
1933年，竺可桢在《中国气流之运行》中写道：“冬季西伯利亚高气压笼罩亚洲大陆，风从大陸吹入海中；夏季大陆上变成低气压区，风就从海洋吹向大陆；春秋两季都是风的转变时期。”这是最早从现代气象学角度对我国季风区数千千米的风系分布进行的分析。
随着现代观测资料越来越精细，观测手段也更为多样化，人们对我国风系的描述更为准确：冬季强大的偏北风在北纬30°以北，以偏西北风为主；在北纬30°以南，以偏东北风为主，偏北风一直向南横跨整个南海、中南半岛，影响到东南亚、南亚和南半球的气候。
大风减弱了
然而，横扫我国东部的大风在最近二三十年减弱了。以北京为例，中国科学院大气物理研究所2011年所做的一项研究发现，1960-2008年，北京年平均风速每十年降低0.26米/秒。具体到每个季节，冬季风速每十年降低0.39米/秒，降幅最大，春季为每十年降低0.3米/秒，夏季为每十年降低0.12米/秒，秋季为每十年降低0.22米/秒。
对于冬季气候严寒的北京而言，风速降低本来应该是一件好事，这意味着，大风肆虐的天数在减少，风和日丽的天气更多；然而，近30年工业化发展迅速，污染物无序排放导致的空气污染日益严重，每到冬季，不时爆表的污染使得“雾霾”和PM2.5从气象专业词汇成为了老百姓耳熟能详的口头语。另外一个气象词汇——“静稳天气”也被老百姓所熟知。在无风和弱风的环境里，空气中的污染物不断积累，颗粒物浓度不断升高，造成大气能见度降低，空气质量急剧下降，空气污染问题由此成为近些年来困扰我国不少地方的最大环境问题。
在污染最严重、最需要大风刮走灰霾污染的冬季，风速却降低得最为严重，这真可谓“屋漏偏逢连夜雨”。此外，不仅平均风速降低了，极端风速(大风)的频率也大幅度降低，尤其是在冬季。在20世纪的七八十年代，风速降低还出现了一定的突变降低特征。
对北京而言，城市化对风速的降低起到了一定作用；但是，总体而言，城市化对这一时间段的风速降低的作用约为每十年0.05米/秒，只占风速变化的1/5左右。风速变化更多是受大尺度气候变化的影响。
不仅在北京，整个华北和我国东部大部分地区，在过去几十年都出现了风速减小的趋势，风速减小的特征和数值基本与北京相似。根据一项对全国站点数据做的分析，1969-2000年，全国平均风速降低了28%，而大风(日平均风速大于5米/秒)日数减少了58%。
这项结论已被众多研究所证实，其中一项研究还指出了一个有趣现象：在那些平均风速比较大的区域，年平均风速、强风速日数和最大风速的数值都有所降低；而在那些平均风速比较小的区域，如青藏高原东南部、黄河中游到我国西南区域，这些地方的风速和强风速日数则有所增加。以上的研究都证实，风速的减小与大尺度的环流变化有关。
风速为何降低了
为什么风速会减小？目前的认识是与大尺度环流有关，尤其是受全球变暖的影响。由于海陆下垫面的属性不同，当发生增暖时，冬季亚欧大陆的升温幅度要高于北太平洋，这使得亚欧大陆和北太平洋之间原本存在的海陆热力差异减弱，从而导致冬季风减弱，最终使得近地面风速减弱。这也是导致空气污染进一步加重的最主要原因。
关于风速降低的原因，有些人认为，是风力发电减弱了近地面风所致；还有人认为，是因为“三北”防护林的建设……这些观点基本上不值一驳。对于东亚上空这支绵延数千千米、宽度上千千米、垂直高度数千米的冬季风而言，无论是风力发电，还是防护林建设，所能影响的范围和强度都非常有限。中国气象局等部门发布过我国陆地风能开发潜力状况，即近地面70米范围内，能被开发的风能大概是25×108千瓦。目前，全国风力发电装机总量不到这部分潜能的5%。这部分风能在这支绵延数千千米、宽度上千千米、垂直高度数千米的冬季风中所占的能量估计不会超过万分之一；但风速的降幅则达到了28%。更何况，由于近地面源源不断得到来自边界层上层和自由大气的能量补充，风力发电和防护林对我国大范围风速的影响可以忽略不计。 (魏科)
每到秋冬季，雾霾袭来的时候，北京就进入了“盼风来”模式，人们希望大风骤起，刮走令人窒息的浓重雾霾。其实，何止北京一个城市，全国大多数地区都进入了秋冬春三季“盼风来”的模式。
这的确有些令人困惑：过去那种“冬季严寒北风刮”的大风到底去了哪里？
风从何而来
关于风从何而来，智慧的古代中同人总结为：“热生风，冷生雨。”他们认为，有加热，则容易形成风。现代气象学则把这一机制进行了更为科学的解读：并非有热即生风；而是需要冷热分布不均，才会形成风。以海风为例，夏季太阳炙烤之下，陆地表面升温速度快、温度高，而临近的海洋升温速度慢、温度低，陆地上的空气受热膨胀上升，临近海洋上的空气补充过来，就形成了自海洋吹向陆地的清爽的海风。
我国东部地区处于非常典型的东亚季风区域，风的形成与上面提到的海风形成机制基本类似：冬季大陆严寒，在西伯利亚地区形成严寒而强大的西伯利亚高气压中心，而临近的北太平洋则温暖得多，在北太平洋上形成强大的阿留申低压中心，冷空气从高压区域奔涌而出，因受我国西部地形的阻挡和地转偏向力的作用，从而在东部平原和沿海区域形成强大的偏北风，即为横扫我国东部区域的冬季季风。
我国古人对于季风有长期的记录和描述，现代意义上对于季风的研究则始于20世纪初。
1916年，竺可桢在《中同之雨量及风暴说》一文中指出：“陆地的比热低，较海洋易热亦易冷，夏季大陆比海洋热，冬季则相反。夏季水冷于陆，近陆的空气浮升，海面稍冷的空气群趋之，因此风常自海而陆；冬季则陆冷于水，大陆上的气压较在海面者为高，故风常由陆罕海。这样就形成了季风。”
1933年，竺可桢在《中国气流之运行》中写道：“冬季西伯利亚高气压笼罩亚洲大陆，风从大陸吹入海中；夏季大陆上变成低气压区，风就从海洋吹向大陆；春秋两季都是风的转变时期。”这是最早从现代气象学角度对我国季风区数千千米的风系分布进行的分析。
随着现代观测资料越来越精细，观测手段也更为多样化，人们对我国风系的描述更为准确：冬季强大的偏北风在北纬30°以北，以偏西北风为主；在北纬30°以南，以偏东北风为主，偏北风一直向南横跨整个南海、中南半岛，影响到东南亚、南亚和南半球的气候。
大风减弱了
然而，横扫我国东部的大风在最近二三十年减弱了。以北京为例，中国科学院大气物理研究所2011年所做的一项研究发现，1960-2008年，北京年平均风速每十年降低0.26米/秒。具体到每个季节，冬季风速每十年降低0.39米/秒，降幅最大，春季为每十年降低0.3米/秒，夏季为每十年降低0.12米/秒，秋季为每十年降低0.22米/秒。
对于冬季气候严寒的北京而言，风速降低本来应该是一件好事，这意味着，大风肆虐的天数在减少，风和日丽的天气更多；然而，近30年工业化发展迅速，污染物无序排放导致的空气污染日益严重，每到冬季，不时爆表的污染使得“雾霾”和PM2.5从气象专业词汇成为了老百姓耳熟能详的口头语。另外一个气象词汇——“静稳天气”也被老百姓所熟知。在无风和弱风的环境里，空气中的污染物不断积累，颗粒物浓度不断升高，造成大气能见度降低，空气质量急剧下降，空气污染问题由此成为近些年来困扰我国不少地方的最大环境问题。
在污染最严重、最需要大风刮走灰霾污染的冬季，风速却降低得最为严重，这真可谓“屋漏偏逢连夜雨”。此外，不仅平均风速降低了，极端风速(大风)的频率也大幅度降低，尤其是在冬季。在20世纪的七八十年代，风速降低还出现了一定的突变降低特征。
对北京而言，城市化对风速的降低起到了一定作用；但是，总体而言，城市化对这一时间段的风速降低的作用约为每十年0.05米/秒，只占风速变化的1/5左右。风速变化更多是受大尺度气候变化的影响。
不仅在北京，整个华北和我国东部大部分地区，在过去几十年都出现了风速减小的趋势，风速减小的特征和数值基本与北京相似。根据一项对全国站点数据做的分析，1969-2000年，全国平均风速降低了28%，而大风(日平均风速大于5米/秒)日数减少了58%。
这项结论已被众多研究所证实，其中一项研究还指出了一个有趣现象：在那些平均风速比较大的区域，年平均风速、强风速日数和最大风速的数值都有所降低；而在那些平均风速比较小的区域，如青藏高原东南部、黄河中游到我国西南区域，这些地方的风速和强风速日数则有所增加。以上的研究都证实，风速的减小与大尺度的环流变化有关。
风速为何降低了
为什么风速会减小？目前的认识是与大尺度环流有关，尤其是受全球变暖的影响。由于海陆下垫面的属性不同，当发生增暖时，冬季亚欧大陆的升温幅度要高于北太平洋，这使得亚欧大陆和北太平洋之间原本存在的海陆热力差异减弱，从而导致冬季风减弱，最终使得近地面风速减弱。这也是导致空气污染进一步加重的最主要原因。
关于风速降低的原因，有些人认为，是风力发电减弱了近地面风所致；还有人认为，是因为“三北”防护林的建设……这些观点基本上不值一驳。对于东亚上空这支绵延数千千米、宽度上千千米、垂直高度数千米的冬季风而言，无论是风力发电，还是防护林建设，所能影响的范围和强度都非常有限。中国气象局等部门发布过我国陆地风能开发潜力状况，即近地面70米范围内，能被开发的风能大概是25×108千瓦。目前，全国风力发电装机总量不到这部分潜能的5%。这部分风能在这支绵延数千千米、宽度上千千米、垂直高度数千米的冬季风中所占的能量估计不会超过万分之一；但风速的降幅则达到了28%。更何况，由于近地面源源不断得到来自边界层上层和自由大气的能量补充，风力发电和防护林对我国大范围风速的影响可以忽略不计。 (魏科)