站在树下抬头,树梢已经沙沙摇摆,你却感觉不到一丝风——这到底怎么回事?
看完这篇你会知道,同一阵风在树梢和树根处速度差几倍,以及这个秘密如何影响发电、建筑和飞行安全
站在树下抬头,树梢已经沙沙摇摆,你却感觉不到一丝风——这到底怎么回事?明明是同一阵风,怎么高处和低处像活在两个世界?
风为什么"欺软怕硬",偏爱高处?
你可以把地面想象成一块超大的砂纸。风从远处吹来,一碰到地面,就被这块"砂纸"使劲摩擦、拖拽——房子、树木、石头、草丛,全都在给风"使绊子"。越靠近地面,这些阻碍越密集,风就跑得越慢,甚至被憋成一团乱流,根本形不成你能感受到的顺畅气流。
但是,爬到几十米的高空,这些"绊脚石"统统消失了。风可以大步流星地往前冲,速度自然快得多。这个现象有个正式说法叫风速廓线,意思就是风速随高度增加而变大,就像一栋楼里越高的楼层,电梯越少堵、通道越宽敞一样。气象站测风速时特意把仪器架到离地10米高,原因就在这里——要是放在地面,数值会低得没有参考价值。
树梢和树根,究竟差了多少风?
差距大得出乎意料。一棵20米高的大树,树梢处的风速可能是树根处的好几倍。你在树下感觉"无风",但树梢处的叶子已经在承受每秒好几米的气流冲击了。打个比方:地面的风就像在拥挤的商场里挤人流,根本走不快;树梢的风则像在高速公路上,没有红绿灯,一脚油门直接飙起来。
有意思的是,这个高度差造成的风速差,在平坦开阔的地方(比如草原、海面)会更夸张,因为连那点低矮的障碍物都没有,地面风被压得更死;而在城市里,高楼本身就是障碍,反而会制造出各种方向乱窜的湍流——就是那种让你走在高楼夹缝里突然被狂风推一把的感觉,那是另一回事了。
这件事对我们生活有啥影响?
影响可不小。盖房子、建风力发电机、甚至种树防风林,都要认真算这个高度差。风力发电机的叶片为什么要架那么高?就是因为只有足够的高度,才能抢到那股"没被地面拖累"的干净风,发出更多电。农民在田边种一排防风林,也是利用这个原理——树木拦住了高处的风,让树后方的低空气流更平稳,庄稼就不容易被吹倒。飞行员在低空降落时也得格外小心,因为越接近跑道,风向风速变化越诡异,稍不注意就可能出现危险的风切变——也就是高度变一点点,风速突然跳变的情况。
下次站在大树下,树梢摇摇而你岿然不动,不妨想想:你其实正在享受地球给你垫的一层"风的减速带",而树梢已经在替你第一个迎接那阵风了。