狭管效应
在生活中，你一定有过这样的感受：当你走过两座高楼之间的狭长通道时，风会突然增大，有时甚至吹得你措手不及；在寒冷大风的冬天是吹得你透心凉且举步维艰；在风雨交加的天气是有种分分钟雨伞要被吹破的感觉，在酷暑炎热的夏天是有种暑热顿减的感觉。这种发生在狭窄地方的局部强风是由“狭管效应”引起的。
那么，什么是狭管效应呢？
01
形成原理
首先我们来想这样两个实例：河道狭窄处河水的流速会加快；家里同时打开相对的门或者窗户会很凉快（称为“穿堂风”）。这就是说，宽阔地带的流体流入狭窄地带时，流速是要增大的。
狭管效应，又称峡谷效应或颈束效应，是指峡谷地形对气流的影响，当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时，由于空气质量不能大量堆积，于是加速流过峡谷，风速增大，当流出峡谷时，空气流速又会减缓。所以就像峡谷里的风总比平原猛烈，城市高楼或是建筑之间的狭长通道地带的风力也特别强。科学家用物理风洞的数值模拟实验得到平地上3—4级的微风，经狭管效应放大后可达10级狂风以上。随着城市高楼的不断崛起与迅速增加，城市中的“峡谷风”已经成为各大城市面临的新问题，有关国际组织还将其列入“城市灾害”行列中。
如何看待狭管效应带来的峡谷风呢？
02
形成条件
液体在管中流动，经过狭窄处时流速加快。气流在地面流经狭窄地形时类似液体在管中的流动，流速也会加快，并因气体具有可压缩性，密度也会增大。地球上山地的许多风口和许多地方出现的地形雨都与狭管效应密切相关。
1、自然的峡谷地形可对风速产生影响，引发狭管效应。
中国风都达坂城位于天山山脉的中天山与东天山峡谷处，高山夹住了达坂城的东南和西北两侧。每当冷空气进入峡谷，受到两侧山峰的挤压，速度越来越快，于是会产生比别的地区大的风这就是我们所说的风口。达坂城是著名的风口，风速平均为6.1米/秒，达坂城的大风，就是典型的狭管效应。
2、就像峡谷里的风总比平原风猛烈一样，城市高楼间的狭窄地带风力也特强，易造成灾害。一些楼间窄地的瞬间风力就大大超过七级，以至于行驶的汽车都会打晃。城市“峡谷风”是各大城市面临的新问题，有关国际组织已将其列入大都市面临的20种新的城市灾害中。
有关气象部门测试显示，在城市刮起六七级大风时，狭管效应能使通过高楼之间的瞬间风力达到12级，广告牌和一些院墙很难抵御。“狭管效应”的威力大小，与一个城市高层建筑的数量、间距、建筑物的位置有着密切关联。高层建筑物越多、体积越大、间距越近，出现“狭管效应”的机会越大，反之则越小。
03
典型案例
1、狂风掀翻列车“狭管效应”惹祸
2007年2月28日乌鲁木齐开往阿克苏的5807次旅客列车遭到13级狂风袭击，造成车辆脱轨，人员伤亡，南彊线被迫中断行车9小时。13级狂风是如何将列车掀翻的？13级风属于飓风，风速达37米/秒左右。在一定的天气系统和局部地形的相互配合下，狂风将列车掀翻是完全可能发生的。首先是天气系统影响，如寒潮、沙尘暴、台风等，会引起大规模的空气流动，但这只会出现大风，还不能造成这么激烈的破坏现象。第二个条件就是当地地形。此次出事地点是天山南北向的峡谷地区，大风经过这一地形也就是风口时，经过“狭管效应”的迅速放大，风力成倍加大，其破坏力十分惊人。
2、高层建筑引起“狭管效应”
几年前美国有一个奇特的官司，叫“美国法律为风水撑腰，天斩煞揭秘伤害缘由”。讲的是在纽约曼哈顿的罗斯小姐经过两幢大厦之间时遇到“天斩煞”，被猛风吹倒摔伤，于是便状告建筑师，结果获得了60万美元赔偿。
风水学上“天斩煞”现象已经被科学所解释，就是“狭管效应”。由于城市高层建筑间距极小，大风迎面吹来后无法顺畅通过，只能聚集在很小的空间内。气象部门的测试显示，在城市刮起6、7级大风时，由于“狭管效应”在作怪，通过高楼之间的瞬间风力能够达到十二三级,这就是“美国法律为中国风水撑腰”的趣谈。“身单体薄”的广告牌和一些院墙很难抵御。
据气象专家介绍，是否出现“狭管效应”和其威力大小，是和一个城市高层建筑的数量、间距、建筑物的位置有着十分密切关系的。专家建议，在高层建筑越建越多的情况下，城市规划中应充分考虑到“狭管效应”的危害和避免措施，合理地对高层建筑进行排布，并有意识地加大建筑物的间距，留出风道，给风一些自由，减低“狭管效应”。同时，这样也对大量城市污染物的扩散有着一定的好处。
3、甘肃民勤吹黑风
2010年4月24日5时至25日5时，新疆南部和东部、青海北部和西部、甘肃、内蒙古西部和宁夏等地出现6--7级大风，部分地区瞬间风力达到8--9级，并伴有沙尘天气，部分地区出现了沙尘暴，其中甘肃的部分地区出现了强沙尘暴或特强沙尘暴，甘肃民勤24日19时10分瞬间极大风速达到28米/秒，能见度接近0米，称为黑风。
2010年4月为止，中国出现了12次沙尘天气，与以往同期相比，次数并不多，而且多数沙尘天气的范围较小，虽然3月19日至22日和此次的沙尘暴是强沙尘暴的过程，但2010仍属于沙尘偏少。就全球范围而言，美国、澳大利亚、蒙古国及非洲沙漠地区、中东地区等国家和地区也分布着沙漠，均会受到沙尘暴的侵袭。
中央气象台首席预报员乔林就此解析说，此次强沙尘暴天气是由于南疆盆地东部、青海北部到甘肃河西地区高空的偏西风风速在该时间段内很大，高空风动量下传使得地面风速大；大风经过的地区是沙漠和多沙土的地区；又由于沙漠地区前期温度升高、降水少，使得沙土表面的水分流失，导致沙土松动，在大风的作用下，产生沙尘天气。
甘肃河西地区由于地形造成的狭管效应，导致近地面风速又有明显的增强，河西地区出现了强沙尘暴或特强沙尘暴。每年3月--5月，蒙古气旋的活跃和冷空气活动的频繁，易产生大风天气；沙漠地区少雨，天气变暖，气温回升，极易于促成沙尘暴的形成。
04
开发利用
任何事物都存在两面性，狭管效应固然会产生诸多不利影响，但对于风电场的开发建设来说，也存在一定的契机。
近年来，随着低碳经济的发展，清洁能源的开发和应用越来越为人们所重视。其中，风力发电作为一种可再生、无污染而且储量巨大的能源而具有广阔的前景。随着风电事业的飞速发展，风电场选址已成为一个重要的研究课题。“狭管效应”的研究为实现风电场的最优选址，为达到最好的经济效益和社会效益提供了重要的科学依据。
在福建省与台湾省之间的台湾海峡与常年盛行的东北风形成的狭管效应，使得福建沿海及岛屿的风速加大，可利用风速持续时间加长。
再说河西走廊，该地区在我国被号称为“风电走廊”，因为河西地区靠近冬季风源地；地形平坦，植被覆盖率低，风力大。地形影响导致狭管效应，地面风速强盛。
再比如如青海的冷湖丁字路口地区，受地形影响，存在较为明显的狭管效应。如下图所示，丁字路口305省道的南北两侧，各有较高的山峰，同时冷湖地区常年盛行风向、盛行风能方向均为E，且该地区地形平坦，地表障碍物稀少，植被覆盖率低，受狭管效应影响，此地区风速较为强盛，有利于建设风力发电。
试题链接
试题链接1：
“闹海风”是一种大风并伴有吹雪、雪暴等的灾害性天气，其形成与亚洲高压的移动、风的“狭管效应”、水汽含量、大气对流运动密切相关。新疆吉木乃县冬季“闹海风”频发。下图示意吉木乃县位置。据此完成1～2题。
1．图示地区最容易发生“闹海风”的地点是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
2．强烈的对流运动会引起大风、暴雪等天气。一天中“闹海风”最易发生在( )
A．清晨 B．上午 C．午后 D．子夜
试题链接2：
我国大力发展清洁能源，在河西走廊建成了风电场，黄河上游实现水能的梯级开发。读图回答下列问题。
（1）河西走廊号称“风电走廊”，请分析其风能资源丰富的原因。
（2）说出右图所示地区有色金属工业发展的区位优势。
（3）简述该地区大力发展水电、风电对区域发展的有利影响。
[答案]
【试题链接1答案】
1．A 2．C
【解析】
本题考查最容易发生“闹海风”的地点分析和“闹海风”最易发生的时间。认真阅读材料结合图中的信息可以分析得出答案。
1．从图中信息可知，甲地位于两山之间，冬季北方有亚洲高压，来自亚洲高压的风经峡谷挤压，风力骤然增强，加上沿途夹带的沙雪，形成了闹海风，A对；乙、丙、丁均不位于两山之间的峡谷，B、C、D错误。
2．根据题目可知强烈的对流运动会引起大风、暴雪等天气，而一天中气温高值出现在午后，此时对流运动强烈，所以一天中“闹海风”最易发生在午后，C正确
【试题链接2答案】
（1）位于我国西北内陆地区，靠近冬季风源地；地形平坦，植被覆盖率低，风力大；由于地形影响导致狭管效应，地面风速强盛。（3分）
（2）有色金属矿产资源丰富(或矿产资源丰富)；铁路运输便利；水能、风能资源丰富。（2分，任答两点得2分）
（3）把该地的资源优势转变为经济优势，促进经济发展；清洁能源使用减轻了环境污染；缓解了植被破坏、土地荒漠化，改善生态环境。（3分）
【解析】
（1）影响风能的因素是：距风源地的远近，地面阻力大小，是否位于风口位置，河西走廊位于我国西北内陆地区，靠近冬季风源地；地形平坦，植被覆盖率低，风力大；由于地形影响导致狭管效应，地面风速强盛。
（2）读图可知，该区域有色金属矿产资源丰富，有丰富的镍、铜矿产，陇海兰新铁路通过，铁路运输便利；有色金属冶炼是动力导向性工业，位于黄河上游，水能、风能资源丰富。
（3）该区域由于资源长期得不到开发，经济落后，开发水能、风能，把该地的资源优势转变为经济优势，促进经济发展；以煤为主的能源消费结构导致环境问题突出，清洁能源使用减轻了环境污染；能源短缺导致植被破坏严重，能源的开发缓解了植被破坏、土地荒漠化，改善生态环境。
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