本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
世界各地的地表風速真的在減緩嗎？這是《自然-地球科學》雜誌上發表的一項新研究提出的觀點。作者在前人研究表明存在這種趨勢的基礎上，分析了歐洲、亞洲和北美的 822 個風速站的地表風速資料。該研究得出結論，普遍存在的“大氣靜止”與地面的變化關係更大，而不是與一般大氣環流的變化有關——具體而言，土地利用變化導致的“地表粗糙度”增加可能是風速減緩的原因。
最近的研究表明，中國、荷蘭、美國和捷克共和國的地表風速正在減緩。但主要作者、法國氣候與環境科學實驗室的羅伯特·沃塔爾德表示，這些資料一直侷限於區域性地區，原因在於收集地表風速資料的固有困難。許多氣象站的資料存在大量中斷，在其他情況下，站點更換了地點或更換了儀器，從而損害了資料質量。這導致研究小組將分析限制在他們可以在本地保證的資料範圍內。“過去，人們一直非常謹慎，但他們沒有使用全球資料集，因為不信任其他國家的資料，”沃塔爾德說。
他的團隊檢查了 5000 多個使用風速計測量風速的站點的資料，排除了存在大量資料缺失以及地點和儀器發生變化的站點。他們減去了 85% 的站點，留下了 822 個站點的資料，這些資料是在 1979 年至 2008 年期間收集的。他們發現，在 30 年期間，73% 的站點的地表風速下降，歐洲、中亞、東亞和北美的地表風速分別以每十年 -0.09、-0.6、-0.12、-0.07 米/秒的速度下降。
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為什麼會發生這種情況？“這就是事情變得更加複雜的地方，”沃塔爾德說，“可能存在多種原因。”
首先，風速資料難以收集，這種趨勢可能是風速計退化或觀測方法改變的產物。但作者得出結論，這種趨勢過於明顯，不可能是完全由資料收集方式造成的。“很難相信世界各地的所有風速計都有相同的問題，”沃塔爾德補充說，“在之前的論文中，有一些關於這些測量質量的討論，但沒有人得出結論認為這些現象可能來自觀測本身。”
接下來，作者探討了風速減緩是否是由於一般大氣環流的變化造成的——特別是高空風速的變化。他們特別指出，如果這些變化是地表風速減緩的罪魁禍首，那麼在國家環境預測中心/國家大氣研究中心和歐洲中期天氣預報中心的 3-D 風模型“再分析”中也應該看到類似的減緩趨勢。“再分析在某些地區確實存在一些趨勢，但並非所有地區都存在，模式也不相同，並且與觀察到的地表風速變化並非完全相關”。因此，作者得出結論，一般環流的變化僅佔地表變化的 10-50%。
最後，研究人員分析了土地利用的變化，這些變化可能導致“地表粗糙度”增加，從而減緩風速。沃塔爾德說，事實上，地表粗糙度一直在增加，部分原因是耕地被廢棄，取而代之的是樹木和灌木，以及北美和歐洲先前被砍伐的土地重新造林。城市的擴張也可能在起作用。作者估計，這些因素造成了 20-65% 的地表風速減緩。
風速減緩是否意味著我們應該降低對全球風力發電行業的樂觀預期？沃塔爾德說，我們對此瞭解還不夠。風能不是在地表收集的，並且需要特定的風速範圍（每秒 5 到 25 米之間）。“我們必須真正研究風速下降是否真的在這個風速範圍內，以及在哪些地區，我們還必須考慮到風力發電是在 80 米處進行的，”他說，“我們需要一個模型來理解這一點。”
圖片來源：Flickr/ Sheep purple