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最大風速是全國科學技術名詞審定委員會審定、公布的科技類名詞。

關於漢字的起源[1],中國古代文獻上有種種說法,如「結繩」、「八卦」、「圖畫」、「書契」等,古書上還普遍記載有黃帝史官倉頡造字的傳說。現代學者認為,成系統的文字工具不可能完全由一個人創造出來,倉頡[2]如果確有其人,應該是文字整理者或頒布者。最早刻劃符號距今8000多年。

名詞解釋

最大風速(maximum wind speed)是指給定時段內的10分鐘平均風速的最大值。極大風速是指給定時段內的瞬時風速的最大值。比如挑取一天最大風速就是在這一天內任意的10分鐘平均值的最大者為日最大風速;一天的極大風速就在這一天內瞬時(一般是指1s)風速的最大值。 說的簡單點就是最大風速是個平均值,極大風速是個瞬時值。在指定的同一時段內,極大風速永遠大於等於最大風速,絕大部分情況下極大風速大於最大風速。

半徑

龍捲風的最大風速半徑

對於龍捲風最大風速半徑的了解非常重要,因為密封建築物內的氣壓變化可能導致建築出現結構性損傷。大部分建築物每28立方米體積就會有一平方英尺的開口以便平衡結構內部和外部之間的空氣壓力。氣壓變化幅度大約相當於最大風速半徑數值的一半,龍捲風的最大風速半徑通常都是其中心或風眼向外約46米到150米之間。通過雷達測風儀實際測得的龍捲風中最寬的一個是1999年在俄克拉荷馬州北部洛根縣和佩恩縣交界處小鎮馬爾霍爾(Mulhall)出現的,該州1999年出現了龍捲風的大爆發,其最大風速半徑超過800米。

熱帶氣旋的最大風速半徑

熱帶氣旋的最大持續風速最大,最大風速半徑也就越小。經過觀察還確認,強烈熱帶氣旋產生降雨量最多的通常都在最大風速半徑以內。

最大風速半徑有助於確認熱帶氣旋會直接襲擊的地點。如果一個熱帶氣旋接近陸地到最大風速半徑範圍內,那麼就可以認為這個熱帶氣旋對該地進行了直接襲擊。最大風速半徑還有在熱帶氣旋最大潛在強度的計算公式中使用,這個公式就是依靠熱帶氣旋最大風速半徑附近的風速來確認其最終潛力。

熱帶氣旋產生最強烈風暴潮的範圍通常會與最大風速半徑重合。因為熱帶氣旋內最強烈的風都處在最大風速半徑內,這一區域內產生的海浪也最為強烈,並且海浪還會以最終以風暴中心為圓心向外漂移。熱帶氣旋會把三倍於最大風力半徑範圍內的海水混合,並且由於上升流的作用而降低海洋表面的海水溫度。

測量

最大風速半徑傳統上是由偵察機來進行測量。並且也可以通過在天氣圖上測量氣旋中心與系統最大壓力梯度之間的距離來確定。使用氣象衛星數據,通過測量紅外衛星圖像上頂端雲層溫度最低的位置到風眼中溫度最高部分之間的距離,也可以測定最大風速半徑。這種方法可行的原理在於,熱帶氣旋中最強烈的氣往往位於其最深層對流中,在紅外衛星圖像上,最深層對流也就是溫度最低的頂端雲層。此外,多普勒氣象雷達的速度數據也可以用來測算龍捲風和靠近海岸熱帶氣旋的這一參數。

與極大風速

每日的10分鐘平均最大風速和瞬間極大風速是地面氣象觀測的項目。其中,每日的10分鐘平均最大風速(也稱日10分鐘最大風速)資料多取自EL型電接風向風速儀或EN型風數據處理儀;每日的瞬間極大風速(也稱日極大風速)資料多取自EN型風數據處理儀、或達因測風儀、或其它新型的測風設備。

從地面氣象觀測的規定可知,平均風速實際上是一段時間內瞬間風速的平均,一段時間內的瞬間風速越大則平均風速也愈大。因此,平均最大風速與瞬間極大風速有一定的關係或有因果的關係。

評估10分鐘平均最大風速和極大風速記錄正確性的客觀方法:

( 1) 以日極大風速資料為 Y、日10 分鐘最大風速為 X , 建立回歸方程和評估方程。多站用的評估方程( 如全省通用) , 用多站的資料進行回歸分析; 單站用的評估方程, 則可用單站或同類儀器站的資料分析會更為準確。

( 2) 使用評估方程進行資料準確性的審核。把實際觀測到的日10分鐘最大風速值代入評估方程, 以計算出的 Y 值估計量與日極大風速實測記錄比較, 若超出 95% 預報置信估計區間的, 應把日 10 分鐘最大風速和日極大風速記錄作為可疑記錄處理, 對這兩記錄作進一步的檢查, 人工判別其是否準確。

( 3) 把通用的評估方程寫入地面氣象報表審核程序中, 以日極大風速值在95% 預報置信估計區間以外作為記錄疑誤提示的一個指標, 實現對日10分鐘最大風速與極大風速記錄準確性的客觀判別。

對極大風速或10分鐘最大風速的數據估計:

(1) 當日10分鐘最大風速記錄正常、日極大風速缺測, 而在業務、服務、氣候評價等工作中又需要估計極大風速數值時( 如颱風過程出現日極大風速值缺測) , 可以通過評估方程求出日極大風速值的估計值。

(2) 當日極大風速值記錄正常、日10分鐘最大風速缺測, 也可以通過評估方程得出10分鐘最大風速估計值( 最好重新建立評估方程,把10分鐘最大風速為 Y, 極大風速為 X , 取 8 個站的資料進行回歸分析,得到回歸評估方程為:最大風速 Y = 086 +0502±1.50) 。

參考文獻