原創 萬物雜志 把科學帶回家

（圖片來源：metaweb）

撰文 | 河邊的卡西莫多

審校 | 劉六七

月11日夜間到4月13日白天，我國中東部地區有大范圍狂風、暴雨、暴雪、沙塵和強對流天氣。

京津冀、山西和內蒙古的部分地區，都有可能出現12級甚至12級以上大風，強度堪比臺風。好在幾乎沒有雨雪，而且風向是穩定的西北風，比防臺風的難度低一些。

有一種應對臺風的辦法是在窗戶上把膠帶貼成“米”字，這種方法真的管用嗎？

在2024年5月30日下午，北京城區也曾遭遇了一場大風。

那時，根據北京市氣象臺的觀測，門頭溝、朝陽、石景山等地均出現10級最大陣風（27米/秒），北京國家基本氣象站南郊觀象臺最大陣風也達9級。

那風正刮得緊。在非常短的時間里，天就由亮變暗，閃電、狂風、暴雨齊來。突如其來的大風不僅讓路邊的電動車、自行車如多米諾骨牌般被逐一刮倒，甚至市區內很多地方的大樹，都被連根拔起。

這一次強對流天氣，導致北京城區內多處區域的大樹倒伏（圖片來源：網絡）

不過風來得快，去得也快。很快天氣就又雨過天晴了，只剩大樹倒下的一片狼藉。其實類似的場景，在我國很多地區都有發生，大樹明明把根扎得非常深了，為何突然一陣大風吹來，樹木就倒伏了呢？

想要搞清楚這個問題，就需要從外因和內因去找答案了。

外因：強對流天氣并不罕見

北京那一次的大風，其實就是遭遇了強對流天氣，也就是在短時間內，在比較小的區域內出現了災難性天氣。伴隨著強對流天氣，常常伴有雷雨大風、雷電活動、短時強降雨，甚至還會出現冰雹或者龍卷風。

強對流天氣形成的各種現象（圖片來源：wikimedia.org）

不過一個地區想要產生強對流天氣，也并不容易，是需要湊齊三個“門檻”才行的。但包括北京在內的我國廣大地區，總是會在某幾個月，尤其是在夏天，恰好可以滿足這三個氣象條件，因此觸發了強對流天氣。

第一個門檻，就是需要高低空溫差大。在夏天，太陽照射強烈，很容易曬熱近地面。由于低空氣團溫度高、密度小，高空氣團溫度低、密度高，這就像是給一個電池“充上電”，高低空產生了溫差，空氣開始有了動力進行垂直運動。

強對流天氣形成示意（圖片來源：中國氣象局）

第二個門檻：動力抬升條件好。就以北京為例，由于華北地區北部有燕山山脈，西部為太行山山脈，地勢由西北向東南傾斜。當來自蒙古高原的冷氣團好不容易翻山越嶺，碰到上升的熱空氣時，就很容易在京津冀地區觸發強對流天氣了。很多其他區域的強對流天氣，也都是冷空氣與熱空氣“打架”的結果。

第三個門檻：水汽條件充足。由于我國東部主要為季風氣候，雨熱同季。高溫條件下有了水汽的加持，氣團在空中就會凝結成水滴，形成積雨云。在高空云團還會形成冰晶，從而阻斷陽光穿透并折射陽光，形成“黑云壓城城欲摧”的景象。

強對流天氣出現時的場景（圖片來源：筆者拍攝）

不過幸好當時北京云層的整體濕度不大，所以雖然產生了強對流天氣，卻只是雨疏風驟，并沒有下起暴雨。

正是由于強對流天氣的出現，城市里刮起了大風。而風一旦吹到了鋼筋水泥的“城市森林”里，由于通道變得狹窄，就會讓流速進一步加快，這就形成了“狹管效應”。此外，高樓大廈的表面也可能對風的流動產生影響，比如建筑物的角落和邊緣可能會產生渦流，這些渦流可以進一步影響風速和風向。

狹管效應（Valley effect），亦稱峽谷效應、風洞效應。當氣流由開闊地帶流入地形構成的峽谷時，由于空氣不能大量堆積，于是加速流過狹窄區域，導致風速增大（圖片來源：網絡）

在狂風面前，大樹也難以抵抗了。

內因：想在城里扎根可真難

在城市中生長的行道木，雖然也是大樹，但與自然條件下的同類相比，它們的生長環境卻有著明顯的區別，這也成為了行道木被強對流天氣吹倒的重要因素。同樣有三個要素造成了行道木的倒伏。

首先，由于城市的路邊普遍都會鋪上瀝青或者水泥，所以行道木的根部呼吸和生長都會受限。而道路兩旁的植物，往往又要和地下管道相伴，頻繁地挖掘和鋪設管道，也會影響周圍樹木根部的生長。所以行道木的根系往往不會扎得很深，大風一來就會變得不穩。

雖然在鋪設地下管道時，會考慮對行道木的影響，但隨著植物的不斷生長，管道和植物的根部還是會互相影響（圖片來源：coloradonaturalgas.com）

綠樹成蔭，遮擋酷熱的太陽，是對于行道木的基本要求之一。但這恰恰就成為讓大樹倒伏的第二個原因。根據一些科學家的調查分析，樹身高大, 樹冠開展, 枝繁葉茂的闊葉樹種，比如加楊、毛白楊、刺槐等植物反而更容易被強風刮倒。這主要是因為這些樹木比較高大，導致重心上移，再加上樹冠枝葉的濃密導致“樹大招風”，所以讓樹木的抗風力大大降低。

另外，城市在考慮種植行道木的時候，會綜合很多因素。柳樹和懸鈴木，都是北京最常見的行道木之一，也是這次大風襲擊的“重災區”。柳樹由于往往種植在水邊，夏天雨水又多，所以導致土壤質地較軟，就容易被大風吹倒。而懸鈴木（法國梧桐）雖然生長快、耐修剪、抗污染，但卻也有一個缺點：那就是它屬于須根系植物，根部主要是往四周而不是向下生長。所以在突如其來的大風面前，也容易被連根拔起。

直根系（左）與須根系的區別（圖片來源：pinterest.com）

遇到強對流天氣，我們應該怎么辦？

既然強對流天氣連大樹都能吹倒，那么走在路上的行人，自然也會受到威脅。那么我們應該如何在大風天氣遠離危險呢？

1.遠離大樹、廣告牌、臨時搭建物

在強對流天氣下，大樹即使不會被風連根拔起，也很有可能被攔腰折斷。廣告牌、臨時搭建物也很有可能在強風下脫落，所以一定要遠離這些區域，避免被砸傷。

由于戶外廣告牌、商業牌匾長期在戶外風吹日曬，并且通常截面比較大，在強風面前很容易就被刮倒（圖片來源：wchstv.com）

2.不走狹長通道

高樓之間的狹長通道，很容易在大風天氣中形成“狹管效應”。所以遇到強對流天氣時，我們外出走路、騎車時要盡量避開這樣的道路。

3.遠離臨河路堤

當風速過大的時候，人很容易就失去控制。所以要盡量在強對流天氣時遠離河岸或者江邊，以防不小心被大風吹落水中發生危險。

5月30日強對流天氣實拍情況，在狂風暴雨加持下，湖邊會變得非常不安全（圖片來源：網絡）

4.關好門窗

在家里同樣也很容易產生“狹管效應”。所以當強對流天氣來臨時，盡量把所有的門窗都關好，避免大風穿堂而過，更不要在陽臺長時間逗留，以免在家中出現不必要的風險。

參考資料：

[1] Markowski, Paul; Richardson, Yvette. Mesoscale Meteorology in Midlatitudes 1. Wiley. 2010-02-05: 245–260. ISBN 978-0-470-74213-6. doi:10.1002/9780470682104

[2] 孫繼松, 雷蕾, 于波, 丁青蘭. 2015: 近10年北京地區極端暴雨事件的基本特征. 氣象學報, (4): 609-623. https://doi.org/10.11676/qxxb2015.044

[3] 丁青蘭,王令,陳明軒,等,2007.北京地區暖季對流天氣的氣候特征.氣象,33(10): 37-44.

[4] 蘇永玲,何立富,鞏遠發,等,2011.京津冀地區強對流時空分布與天氣學特征分析.氣象,37(2): 177-184.

[5] 馬杰, 賈寶全. 2019. 北京市六環內城市道路附屬綠地木本植物多樣性及結構特征. 林業科學, 55(4): 13-21.

[6] 陳登咸.抗行道樹風倒的對策[J].園林,1993(2):5-5.

[7] 新京報.北京大風導致多棵樹木倒伏，強對流天氣為何來去匆匆？https://www.sohu.com/a/782642469_114988

[8] 新華網.預報難，來得猛，危害大——怎樣防范強對流天氣.http://www.xinhuanet.com/politics/2018-08/18/c_1123288507.htm

編輯 | Ziv

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原標題：《歷史罕見大風！在窗戶上貼“米”字膠帶有用嗎？小心高樓之間的通道！》

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