北半球寒流在哪里：北半球的风在减少吗

北半球寒流在哪里：北半球的风在减少吗但再分析数据并非“完美无缺”。由于是从天上看世界，再分析数据自带了“磨皮”功能，模糊掉很多小细节。比如a和b两个不同城市离得很近，风速变化却很大，但是由于分辨率不足，现有的技术无法支持再现每一个小区域内风能的变化，会模糊局部风速增强的特征，导致数据与实际风速有偏差。同时，由于不同数值模型动态过程中用到的数据处理方法有差别，这也造成数据结果的不确定性，而这在风能资源评估工作中都是不可忽视的。因此，在使用之前有必要先对各种再分析数据集进行评估。再分析数据是对观测资料（包括地面观测、卫星，还有雷达、探空、浮标、飞机、船舶等等）进行特殊处理后，通过数值模型的动态运行过程融合成的新资料，可以一定程度上近似的认为这就是实际的大气状况。再分析数据由于时间跨度长，并且包含了对历史数据中没有记录的变量、位置和时间的详细记录，因此具有良好的数据质量和观测数据无遗漏的优点。这些优点深深吸引了许多科研工作者，使再

新疆马兰核试验基地气象观测站，测站高度参照左下方人。（图片来源：顾震潮）

大型风力发电机吊装现场，总高度100米，叶片长度为62米（图片来源：中央政府门户网站）

2.气象观测站一般建在城际，而风力发电区域一般远离城市，由于下垫面（大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面）不同，他们的风速也会有很大区别（比如在平坦的操场跑步和障碍跑时对速度会有影响）。

3.由于观测仪器的更换、站点的迁移等缺乏记录，不同仪器和不同位置测得的风可能并不一样，这就使得长期风速的分析不是在同样的外条件下进行的，存在非均一性的问题。也会带来误差。

4.观测数据自然离不开人，而受到地形和设备的约束，时空采样都会受到限制。以我国为例，风能资源较为丰富的东北和西北地区、青藏高原西北部地广人稀，站点密度明显少于我国中、东部地区。要想在这里好好评估他，实在是没有足够的资料来支撑，科学家也只能喊“做不到”。

中国国家级地面气象站分布（图片来源：中国气象局）

当地基气象站的数据面对古灵精怪的风束手无策时，就该它的好兄弟再分析数据出手相助，接过了给风做“体检”的诊断书。

再分析数据是对观测资料（包括地面观测、卫星，还有雷达、探空、浮标、飞机、船舶等等）进行特殊处理后，通过数值模型的动态运行过程融合成的新资料，可以一定程度上近似的认为这就是实际的大气状况。再分析数据由于时间跨度长，并且包含了对历史数据中没有记录的变量、位置和时间的详细记录，因此具有良好的数据质量和观测数据无遗漏的优点。这些优点深深吸引了许多科研工作者，使再分析数据成为风速评估的“新宠”。

但再分析数据并非“完美无缺”。由于是从天上看世界，再分析数据自带了“磨皮”功能，模糊掉很多小细节。比如a和b两个不同城市离得很近，风速变化却很大，但是由于分辨率不足，现有的技术无法支持再现每一个小区域内风能的变化，会模糊局部风速增强的特征，导致数据与实际风速有偏差。同时，由于不同数值模型动态过程中用到的数据处理方法有差别，这也造成数据结果的不确定性，而这在风能资源评估工作中都是不可忽视的。因此，在使用之前有必要先对各种再分析数据集进行评估。

（图片来源：《甄嬛传》截图）

“再分析技术”哪家强？

由于再分析数据也是经过后期处理后的产品，因此使用不同的再分析资料对风能进行评估就会得出不同的“体检报告”。那么哪一份报告的结果更为可靠呢？正所谓“尺有所短，寸有所长”，不同气象要素在各种数据中表现不一，有好有坏，因此无法简单粗暴地给再分析资料排名次。

目前较为常用的再分析资料有 ERA-Interim、JRA-55、CFS和MERRA-2。ERA-Interim 由欧洲气象中心提供，时间序列从1979年1月至今，数据全，更新速度快；JRA-55 是由日本气象厅提供的再分析资料，对于中国的科研人员来说，精确度较好（因为日本靠近中国）；MERRA-2由NASA（美国国家航空航天局）提供，CFS由NCEP(美国气象环境预报中心）提供，不仅包含的要素多，范围广，而且延伸的时段长，是一个综合的数据集。

为了更准确地把握风能的动态，需要对不同的再分析资料给出的风能“体检报告”再一次进行分析评估。中科院大气物理黄刚研究员与课题组的硕士生苗昊泽予共同完成的最新研究，从气候特征、年际变率和长期线性趋势等方面，与1980至2016年期间的观测数据集进行比较分析，评估了四种再分析数据集在重现北半球近地面风速和风功率密度的时空特征的能力，研究结果在国际能源领域顶级期刊《Energy》发表。

他们的结果表明：北半球近四十年来风速和风功率密度都呈现下降趋势。再分析数虽都可以较好地反映出这种变化，但是明显地低估了其下降幅度。同时，他们发现在不同区域，不同再分析产品重现能力有较大变化。整体而言，JRA-55和CFS再现北半球地面风速年和季节变化的能力最佳。其中，JRA-55最好地重现了亚洲的地面风速特征，CFS在欧洲表现最佳，MERRA-2只有在北美中部地区与观测较为一致。

1980-2016年各数据集风功率密度变化趋势(ms-1year-1)的空间分布。其中，欧洲(a-e)、亚洲(f-j)和北美洲(k-o)，观测数据(a、f和k)，ERA-Interim(b、g和l)、JRA-55(c、h和m)、CFS(d、i和n) 和MERRA-2(e，j和o)。[1]

北半球的风怎么就减少了？

美国科罗拉多大学博尔德分校的研究人员在《自然·地球科学》杂志发表的研究也指出，全球变暖条件下全球风能资源分布将发生变化，下一世纪北半球的风能资源可能会减少，而南半球的风能资源会增加。

北半球风能减少是全球变暖的“副作用”之一吗？在全球变暖的大背景下，极地增暖的速度更为明显，术语称为“北极放大”效应，其中的一个原因是北极增暖与海冰消融是一个互相促进的正反馈过程。前面提到，风是由于地球表面冷热不均而产生的空气流动，可以说温度差越大，产生的风速越大。而北极增暖则削弱了赤道与北极之间的温度梯度，因此北半球中纬度西风带风速整体减小。一些模拟结果也表明，由于北半球中纬度地区南北侧的冷暖温差减弱，风暴系统的活动整体减少，也是风能资源减少的一个原因。