本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
世界各地的地表风速真的在减缓吗？这是《自然-地球科学》杂志上发表的一项新研究提出的观点。作者在前人研究表明存在这种趋势的基础上，分析了欧洲、亚洲和北美的 822 个风速站的地表风速数据。该研究得出结论，普遍存在的“大气静止”与地面的变化关系更大，而不是与一般大气环流的变化有关——具体而言，土地利用变化导致的“地表粗糙度”增加可能是风速减缓的原因。
最近的研究表明，中国、荷兰、美国和捷克共和国的地表风速正在减缓。但主要作者、法国气候与环境科学实验室的罗伯特·沃塔尔德表示，这些数据一直局限于局部地区，原因在于收集地表风速数据的固有困难。许多气象站的数据存在大量中断，在其他情况下，站点更换了地点或更换了仪器，从而损害了数据质量。这导致研究小组将分析限制在他们可以在本地保证的数据范围内。“过去，人们一直非常谨慎，但他们没有使用全球数据集，因为不信任其他国家的数据，”沃塔尔德说。
他的团队检查了 5000 多个使用风速计测量风速的站点的数据，排除了存在大量数据缺失以及地点和仪器发生变化的站点。他们减去了 85% 的站点，留下了 822 个站点的数据，这些数据是在 1979 年至 2008 年期间收集的。他们发现，在 30 年期间，73% 的站点的地表风速下降，欧洲、中亚、东亚和北美的地表风速分别以每十年 -0.09、-0.6、-0.12、-0.07 米/秒的速度下降。
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为什么会发生这种情况？“这就是事情变得更加复杂的地方，”沃塔尔德说，“可能存在多种原因。”
首先，风速数据难以收集，这种趋势可能是风速计退化或观测方法改变的产物。但作者得出结论，这种趋势过于明显，不可能是完全由数据收集方式造成的。“很难相信世界各地的所有风速计都有相同的问题，”沃塔尔德补充说，“在之前的论文中，有一些关于这些测量质量的讨论，但没有人得出结论认为这些现象可能来自观测本身。”
接下来，作者探讨了风速减缓是否是由于一般大气环流的变化造成的——特别是高空风速的变化。他们特别指出，如果这些变化是地表风速减缓的罪魁祸首，那么在国家环境预测中心/国家大气研究中心和欧洲中期天气预报中心的 3-D 风模型“再分析”中也应该看到类似的减缓趋势。“再分析在某些地区确实存在一些趋势，但并非所有地区都存在，模式也不相同，并且与观察到的地表风速变化并非完全相关”。因此，作者得出结论，一般环流的变化仅占地表变化的 10-50%。
最后，研究人员分析了土地利用的变化，这些变化可能导致“地表粗糙度”增加，从而减缓风速。沃塔尔德说，事实上，地表粗糙度一直在增加，部分原因是耕地被废弃，取而代之的是树木和灌木，以及北美和欧洲先前被砍伐的土地重新造林。城市的扩张也可能在起作用。作者估计，这些因素造成了 20-65% 的地表风速减缓。
风速减缓是否意味着我们应该降低对全球风力发电行业的乐观预期？沃塔尔德说，我们对此了解还不够。风能不是在地表收集的，并且需要特定的风速范围（每秒 5 到 25 米之间）。“我们必须真正研究风速下降是否真的在这个风速范围内，以及在哪些地区，我们还必须考虑到风力发电是在 80 米处进行的，”他说，“我们需要一个模型来理解这一点。”
图片来源：Flickr/ Sheep purple