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重庆高温与三峡大坝的关系:大坝导流“风障”效应?
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2006/09/02 04:50
点击:860次

今天看到中央台探讨今年重庆高温与三峡大坝是否有关的问题,
我觉得那个王红旗的观点值得重视?他的观点参见:
《重庆高温41度,应该考虑三峡大坝的风阻效应》
http://bbs.people.com.cn/bbs/ReadFile?whichfile=63819&typeid=43> 

我们不是搞气象学的,但是对流体力学多少知道一点,
就从最简单的思路说起吧,地表地形对气候的影响是很显著的,
比如“盆地效应”就是最好的一例,也是形成往常“重庆火炉”的重要原因,
如果按有些气象学者的说法,高空气流(副热带高压)是决定重庆气候的主要原因,
那么他们又怎样解释地表的“盆地效应”呢?
地表的“盆地效应”本身就很好的说明了: 地形造成的低空气流缓慢对局部气候的影响有多大?

王红旗的比喻还是很形象:
“如果把四川盆地比做一个大木桶,它的唯一出口就是长江三峡。
也就是说,四川盆地这个天然大木桶,最短的一根木条所在地就是长江三峡。
在这种情况下,三峡大坝的横空出世,
等于是把四川盆地这个大木桶最短的一根木条加长,
从海拔120米增加到海拔185米。”

其实不止185米,这里还有个问题,大坝两边的水面落差高达70-80米,
这意味着什么呢?对于从南方沿狭长江面而来的暖湿气流,
这意味着不但大坝自身的高度会阻挡一部分暖湿气流通过,
而且还可能会在大坝处出现一股强大的上升气流,
可能对大坝以上数百米高度范围产生很大影响?
据电视里的专家说,大坝两侧的山高1千多米,大坝挡住的高度只有180米左右,
不到这条“通风管道”直径的1/10,所以影响不大,
可是如果考虑到这股巨大的上升气流呢?
风越大,这股上升气流形成的“气墙”越厉害?
所以这样一个大坝的数十米落差形成的导流作用不容忽视,
对于较强劲的南方暖湿气流,估计完全足以基本阻断“通风管道”,而且还有富裕?
这只要在南风较大时,在大坝上放个风筝就知道了?

对于四川这样一个“盆地”地形,谁能小看这条“通风管道”的作用呢?
都知道“过堂风”的作用,如果在“过堂”里再泼上水,那就更舒服了吧?
总之,南方来的热暖气流可以通过这条带水的“过堂”通道得以降温,
(长江上游的水总是冰冰凉的)
所以当它突入四川盆地和重庆时,无疑是一股不可小视的“空调”降温因素?
而云和雨的形成也很需要热、冷空气的相遇,
气象学家现在就很奇怪:怎么重庆地区缺少一股冷空气呢?

总之,气象学家应该多注意监测:大坝上游的沿江风速是否有明显变化,
以前有“江风渔火对愁眠”的诗句,
如果没了以前的“江风”,那才真的要“对愁眠”了?

从基本的流体力学可知,南来的低空暖湿空气在通过广阔的武汉平原后,
被大巴山和武陵山阻挡,只有长江这个“通风口”---宜昌三斗坪,
刚好是南来平原低空气流进入山区的一个风口,
平原缓慢的气流在“管道”内的流速应该会增加很多(基本常识),
大坝形成的上升气流---“气墙”可能会使沿江风速下降?
而水蒸气的蒸发很大程度上要依靠空气的流动---风,
我们在晾衣服的时候都有体会了,室内温度再高也没用,
水蒸气要靠风把它及时带走才行?成都的潮湿就是这个原因了,

那么山顶以上的空气流动就没用吗?应该说作用小很多了,
否则就没有“四川盆地”效应了?
高空气流能轻易翻越两座大山、再驰骋于四川盆地吗?
不会的,这些大山起到的就是一种“导流作用”,
很多风是被山阻挡、导流,从高空略过四川盆地的, 即使有下降的涡流,也是来回翻卷,难以形成所需的对流,
这样盆地内的风就显得很小了,这就是所谓的“盆地效应”吧?

再从地形上看,三峡通道入川口是对着成都方向,参见:
http://photo.163.com/photos/yanghx22/70222712/>
而且成都还有岷江(都江堰)的调节,
但重庆却要依靠长江的急转才能得到沿江带来的“江风”---冷湿空气,
这就使得重庆比成都更加依赖于沿长江带来的低空冷湿气流,
其实从地形图上就可以清楚的看出夹在大巴山和武陵山之间的这条气流通道
对四川盆地的作用有多大了?一旦受阻,恐怕是会带来不小的影响?
希望有关部门能够充分估计到这一点,最好做个实物模型实验一下看,
估计会发现大坝形成的沿江“风障效应”,
可能会增加四川盆地(特别是重庆)本来就很突出的“盆地效应”?

不但如此,长江下游地区--湖南、湖北的地表空气流动
可能也要受到一定的影响,因为这个风口对这些地区有点抽风机的意思,
一旦受阻,可能会使得湖南、湖北的低空平均气温略有上升?

以前大家都担心大坝抬高了长江水位,遇到大水,重庆可能会被淹,
大坝下游可能会流速减慢,遇到台风,出现更严重的海水倒灌,
加速江南的粮田盐缄化进程,可是却一直没有人说过这个“通风口”的问题,
(看来大家可能都疏忽了这一点?)
而且还有人认为大面积的水面会带给四川盆地“冬暖夏凉”的空调作用,
现在想想,水面大是会增加水的蒸发量,可是如果“通道”内风速减小很多,
水蒸气再多,又怎么能被较高速的沿江送入四川盆地呢?
更不要说进入盆地后,还要来个急转弯才能送到重庆了?
中、高空的风会急转弯吗?流速会很高吗?只有靠沿江的地形调节吧?
看看那张地形图就都清楚了?总之是:小心没大错吧?不能不防?

现在就下结论说:
四川盆地、重庆、湖南、湖北的气温升高与三峡大坝完全无关
恐怕为时过早?过于武断了?
大坝引起的“风障”高度和沿江峡谷内风速的变化恐怕还需要认真监测、比对?


------------------------------------------------------
地图资料来源:
中国地形图:
http://www.dlgw.net/Photo/ShowPhoto.asp?PhotoID=130>
http://www.darwin4.com/map/cn.htm>
三峡大坝位置:
http://www.w3.com.cn/map/imagepages/image12.htm>
三峡大坝坝址位于宜昌市三斗坪,

 

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[楼主]  [2楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/09/02 16:09 

今夏武汉遭遇百年罕见的高温天气

从地形图可以看出:
http://photo.163.com/photos/yanghx22/70222712/1948767517/>

武汉地区也处在一个不规则盆地内,
特别是武汉市,刚好在两座山的背后,盆地效应更加显著,
好在还有一个通风入口,加上长江通道,有一定的空调作用,
而气流从入口处进入武汉“准盆地”后,
最直接的通道就是以直线向三峡入口方向前进,以形成对流(穿堂风),
可是一旦三峡入口的气流受到大坝和“大坝气障”的阻碍,
很可能会减小武汉盆地的地表穿堂风速,加重了武汉地区的“盆地效应”,
有相关报道可以参考:
《三峡蓄水加剧高温?水文专家称没有科学根据》

  晨报讯 见习记者 凌云焰
今夏武汉遭遇百年罕见的高温天气,有人传言:三峡蓄水,使长江中下游水位明显降低,导致了今夏罕见的高温。就此,记者采访了长江委水文局水文气象预报处一位周姓专家。该专家认为:这是想当然的说法,没有科学根据。

  该专家称,梅雨过后进入伏旱,天气变热,这是正常的。而事实上,三峡大坝也没有使中下游水位明显降低。三峡大坝蓄水到135米高程,是一个缓慢的过程,蓄水期间使下游水 位受到一定影响。但完成通航发电的水位要求后,基本上是来多少水放多少水。

  另外,从水文记录上看,近日汉口水位与去年同期相比,高低浮动在正常范围之内。去年7月底的水位,甚至比今年7月底的还要低。昨日上午8时,水位退至23.57米,这主要是受近期流域无大范围降雨的影响。所以,“三峡加强了今夏高温”,看不出有什么科学根据。

  对于武汉今夏高温,气象部门已有定论,主因还是台风频袭,带来滚滚热浪的副热带高压,被迫长时间徘徊长江中下游,形成大面积“蒸笼”。http://www.people.com.cn/GB/huanbao/1074/2000855.html>


------------------------------------------ 注意:武汉地区的长江水位是否下降并不是一个关键因素,
关键可能还是“穿堂风”速度的下降?
比如,为什么“台风频袭,带来滚滚热浪的副热带高压,
被迫长时间徘徊长江中下游,形成大面积‘蒸笼’”呢?
也许就是因为三峡这个“抽风机”的进风口受到了阻碍?
于是加剧了武汉盆地的蒸笼效应?


[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/09/04 21:49 

给王先生的回信:地球自转“切向力”与西风环流

 
王先生:你好,
 
回信收到了,昨天找到一些你的文章,
看来你也考虑到大坝的气障高度可能是大坝高度的5倍了,
可能你在电视中没有来得及说?所以我觉得应该提请你注意,
但是这些气象学家似乎并不需要普通流体力学的知识?
比如:
“今年我国强对流天气频繁,台风、暴雨、东北低温以及重庆、四川等地大范围的高温干旱,
这些现象在气候上是互相联系的,应该将它们同全球的大气环流相联系看待,
而不是在三峡工程区区几十米的水位变化上找原因。”
参见:
http://www.gmw.cn/01gmrb/2006-08/19/content_467030.htm>

这恐怕还不是“区区几十米的水位变化”?
我查看了大坝的具体位置,从卫星照片上看,大坝处在一个水道近乎90度的转弯处,
大坝的阻流和导流作用可能严重干扰原来的气流90度转弯,
而使得部分气流直接沿直线冲出峡谷,而另一部分气流在大坝附近形成混乱的涡流,
记得电视上听到专家也说过:“大坝附近的气流很乱”?

总之,估计对原来的沟道气流自然转弯会产生很大的破坏,
(可惜还没有找到能看出水道延长线方向坡度的照片)

另外,我查看了一下卫星云图,可以清楚的看到四川盆地的云是从成都附近产生的,
这显然与都江堰的大面积灌溉系统有关,
前天的云小部分沿盆地环流到三峡口附近消失,大部分云随风北上了,
随后又从成都西北方向产生一些云块,但基本都沿盆地分开绕行了,
而在昨天晚上23点,在成都上空又开始突然出现一个逐步增大的云团,
这次没有北上,而是直接向重庆方向而来,于是今天凌晨重庆总算下了雨,
但是现在这块云可能由于高度较低,在碰到盆地边缘后,很快分成两股沿盆地散开了,
而且显然没有看出有云被吸入三峡通道的迹象,
 
可惜云图只有24小时内的,我只好将其逐一下载,待以后分析,
昨天看到9.2在三峡口(开县一带)出现过一小块云,这块云随后沿长江走廊到了重庆,
可惜云块太小,没能下雨,我想是否可以通过你的社会影响力或关系,
查看到前两年的卫星云图?这样就可以知道以往重庆的降雨主要来源何处了?

今年8月12日前后的6号台风(SAOMA)直入到了武汉附近,
按说应该会有强气流进入武汉盆地,这样就会有足够的气流进入三峡通道,
估计以前经过三峡对气流的降温作用后,在出口处进一步的“扩散降温效应”下,
应该会产生足够大的云块,然后沿长江南下到重庆降雨?
(这就需要有以前的卫星云图来验证了?)
可是今年8月12日前后的重庆仍然处于高温干旱(查了8.6-8.18的重庆天气报告),
只有成都在8月15日下了场雨,可惜看不到当时的卫星云图,

我很赞成你的“地形气象学”概念,我们以前研究过地球自转引起的自西向东的“切向力”,
比如极轨卫星的轨道近动等,朱永焕老师还用卡文迪许扭秤做了初步的验证实验,这是无形的,
而地球自转带动大气的运动可能会形成“西风大气环流”?
设想说明如下,供参考、探讨:

现在的气象学确实低估了地形、地物对气候的影响,
首先他们认为全球大气环流主要是因为太阳辐照不均匀所致,
似乎没有充分考虑在地球自转的带动下,形成的整体大气西风环流,
其实如果考虑到地球自转带起的西风环流,就可以知道:
太平洋的热空气主要影响美洲大陆,依据有:
1、日本曾经想用热气球携带炸弹攻击美国,
2、飞机从北京飞往美国的时间比美国到北京的时间要长1-2个小时,
 
大西洋热空气主要影响的是欧洲和非洲大陆,
印度洋热空气主要影响澳洲、印度、印尼群岛和泰国半岛一带,
而青藏高原和云贵高原则阻挡了这种从印度洋来的影响,
(从卫星云图上看得很清楚,云被这两个高原阻挡、转头)
但是如果印度洋的西风越过泰国半岛,就会出现涡流,形成台风,
袭击海南岛和越南一带,今年的“6号台风(PRAPIROO)”就是从海南岛方向
登陆后袭击广西一带的,
从台风资料网站上还可以看到直接袭击越南的几个台风,只是由于略过了海南岛,
所以我国没有预报,
 
而当印度洋西风越过印尼群岛时,又可能会与从祁连山西风通道南下的气流在沿海一带相撞,
(它们都有涡流的意思)
这就形成了从台湾方向或江浙一带登陆的台风,
也可以在菲律宾一带直接形成涡旋---台风,
还有一些气旋、台风是向东北方袭击日本方向,我国都没有报,
(赤道附近热空气会向两极方向膨胀推进,所以台风偏向东北方向)
所以一般说的夏季东风,可能主要是环球西风在两大高原形成的涡流效应?
可现在他们以为是从太平洋来的(当然表面看上去是有些象),
冬季,海洋蒸发量显著减少,气压偏低,祁连山西风通道会有更多的冷空气南下,
 
总之,我的意思是除了看不见的“西风切向力”以外,可能还有看得见的西风大气环流?
应该引起气象学界的足够重视?
 
另外,从云的高度看,一般在100-3000米高度内,而地表的空气受到阻碍、扰动时,
由于障碍物的导流作用以及空气分子间的摩擦拖戈作用,
必然影响到数千米范围内气流和云的运动方向,这就直接影响到当地的气候,
特别是象“两大高原”这样的突出地形,从“西风环流”理论出发,
可以知道影响我国气候的主要是:印度洋、欧洲大陆和祁连山通道、两大高原,
由此可能会对我国沿海一带台风的形成机理有进一步的理解,
这对台风的预测和以后的治理显然是重要的?

当然还需要大量的资料寻找、积累和论证,不知你怎样看这个问题?

---------------------------------------------

从王先生的回信得知,电视台录象时,他是说过大坝实际的影响是是自身高度的4-5倍,
可是最后播出时,这一段却被删掉了,
各位看看这是一般的失误呢?还是有意的在掩盖什么东东?
我就说嘛,搞气象的怎么会连基本的流体力学常识都没有呢?
这种不实事求是的作风确实令人为这个大坝捏把汗呀,
非要到不可收拾的时候再来面对这些问题吗? 从现在的情况看,大坝对三峡两端地区的气候应该是有影响的, 但影响有多大还需要以后的观察和分析, 不会是一个简单的非此即彼---有或没有影响的问题?



 

[楼主]  [4楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/09/05 17:02 

土豆“看风水”

台风论坛 -> 台风预报 ->
     
主题: 土豆“看风水”

土豆认为形成台风的主要原因很简单,就是下面2个:
1、最基本的条件是由地球自转引起的“环球西风”,
2、阻挡“环球西风”的半岛或大型群岛,由基本的流体力学常识可知:
“环球西风”一定会在伸出大陆的半岛或群岛东侧形成涡流---台风(飓风),

比如台风多发区:
1、印度半岛的东部:常受到孟加拉弯的台风袭击,

2、南亚半岛(泰、柬、越)和印尼群岛东部(包括我国沿海):常受“西太”台风袭击,
(包括青藏、云贵两大高原的阻挡和夏季赤道热空气北上的作用)

3、墨西哥半岛东部(包括古巴和美国东部、百幕大):受到墨西哥弯的台风袭击,

4、非洲大陆南端(马达加斯加):常受飓风袭击,

5、澳洲东北部:在4-11月会受到台风袭击,

无台风或沿海少发区:
1、最典型的就是南北美洲西部沿海一带(温哥华、旧金山、秘鲁、阿根廷)虽然也面对太平洋,
可是终年却不受任何台风(飓风)的袭击,
2、巴西受到赤道热空气北上的保护,没有飓风,
3、阿根廷东部本来也应该有台风,可是由于“半岛”太接近极地了,西风的线速度很有限了?
(澳洲南部也属于此种情况)
4、非洲西部也是如此,欧洲地形稍微复杂,但一般也很少大型飓风?

=========================================
有关“环球西风”主旋律的问题可以参考:
《咆哮的西风带》
http://www.scitom.com.cn/museums/ocean/protection/pro101_06.html>
(这个网站很黑,只有“全选”后才能看到文字,呵呵)


所以看来台风产生的原因主要就是上面那两条,
而台风的大致走向就稍微复杂一点了,主要还取决于赤道热空气的北上(南半球很少陆地),
以及“半岛涡流”负压区和大陆气流、气压、温度的变化,

现在的大气环流理论似乎过于强调太阳辐照的不均匀影响,
有些忽视了地球自转引起的“西风环流”总趋势?
就拿太平洋说吧,如果只考虑夏季太平洋被太阳辐射蒸发,气压升高而扩散,
那么我国的东部沿海地区怎么会与美洲西部沿海地区存在如此截然不同的台风现象呢?

总之,世界范围的大地形决定了“大气候”,
大陆内部的局部地形决定了“小气候”,
城市内部的建筑物决定了“小小气候”,
室内房间朝向、布置决定了“小小小气候”,
这大概就是以前说的“看风水”吧?


土豆喜欢探讨问题,所以难免经常错误,初来乍到,还请各位多指点?
 
 
[楼 主] | Posted: 2006-09-05 16:46  
 
 

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