一口吃掉大“山竹”

2018-12-29 09:07本刊综合
发明与创新·中学生 2018年12期
关键词:山竹阻尼器胶带

本刊综合

2018年9月16日至17日,受第22号台风“山竹”影响,中国南方多地普降大雨。9月17日20时,因难以确定其环流中心,中央气象台对“山竹”停止编号,这一决定也标志着“山竹”的影响逐渐减弱。

“山竹”虽过,但关于台风仍有很多值得探究的问题。

台风的能量

什么是台风?根据科学家的定义,热带气旋中心持续风速在12级至13级(即每秒32.7米至41.4米)被称为台风。台风也叫飓风,飓风的名称在北大西洋及东太平洋使用。

按照目前科学家的理论研究数据显示,一次成熟的台风的潜热能达到了几十万颗原子弹的能量储备。台风的直径最大可以超过1 000千米,总面积可以达到近百万平方千米。

21世纪以来最强的台风是“海燕 ”,其中心最大风力达17级(每秒78米)以上。

台风等级及预警

根据中国气象局“关于实施热带气旋等级国家标准”GBT 19201-2006 的通知,热带气旋按中心附近地面最大风速被划分为超强台风、强台风、台风、强热带风暴、热带风暴、热带低压六个等级。

2004年8月16日,中国气象局发布了《突发气象灾害预警信号发布试行办法》,其中把台风预警信号分为蓝色、黄色、橙色和红色四级。

台风的命名

西北太平洋和南海是世界上台风活动最频繁的区域,以往,有关国家和地区对出没在这里的热带风暴叫法不一,同一台风往往有几个名称,容易造成混乱。

于是,世界气象组织和联合国亚洲及太平洋经济社会委员会所属的台风委员会制定了一个台风命名办法,2000年1月1日起开始使用。由台风周边国家和地区共同事先制定一个命名表,按顺序年复一年地循环使用,大致5年轮回一次。

命名表共有140个名字,分别由台风委员会14个成员国和地区提供。这14个成员国和地区是中国、柬埔寨、朝鲜、中国香港、日本、老挝、中国澳门、马来西亚、密克罗尼西亚、菲律宾、韩国、泰国、美国以及越南,每个国家和地区提出10个名字。

命名表首先给出英文名,各个成员国和地区可以根据发音或意义将其译成当地语言。“山竹(Mangkhut)”这个名字是由泰国提供的。

实际上,在各个国家和地区提供的台风名中,花草果木最多,其次是飞禽走兽,此外还有姓名、星座、神话人物、山川河流和天气现象。

根据2018年起执行的台风委员会热带气旋命名表,目前中国提出的10个名字是:海葵(替代了龙王)、悟空、玉兔、白鹿(替代了海燕)、风神、海神、杜鹃、电母、木兰(替代了海马)、海棠。

台风大多用“温柔”的名字,这表达了人们的一种期盼——祈求台风带来的危害尽量小些。

台风命名表上的名字并非一成不变。台风委员会规定,当一个台风给某个或多个成员国(地区)造成巨大損失,遭遇损失的成员国(地区)可以向台风委员会提请撤换,这个名称将会被永久除名。当某个台风的名称从命名表中被删除后,台风委员会将根据相关成员的提议,对台风名称进行增补,该名称一般由提供原来名字的成员国(地区)重新推荐。

台风天里的高楼晃动现象

台风“山竹”来临时,高层住宅楼风中“颤抖”的画面让不少市民感到恐慌。

高层建筑遇到大风时出现晃动是正常的吗?中建二局工程部经理苏昕晖说,为了抗风抗震,一般建筑物在设计阶段就讲究“刚柔并济”。不论是钢结构还是钢筋混凝土,建筑物本身都是柔性设计,受到大风力本来就会晃动。“通过推力、压力和水平力,相当于让建筑把能量‘消耗掉。如果建筑完全呈刚性,那么它存储的能量总会有一个爆发点,这样就会有重大潜在危险。”

不同高度的建筑对抗风要求不一样,超过400米的建筑往往需要配置抗风抗震“黑科技”——阻尼器。比如,台北101大楼内有一颗类似钟摆的金色巨型球体,全称“调谐质量阻尼器”,这个阻尼器直径5.5米、重达660吨,是大楼的“定楼神球”。

阻尼器的原理是,在大楼侧面受力时以相应的频率摆动,造成相反的作用力,从而抵消大楼的部分压力。

此外,人们在高层建筑的设计阶段就会根据地区的风压、建筑物形状等各种数据做模拟测试。对于超高层建筑一般还会进行风洞实验,即把建筑物做成一个小模型放在风洞里,模拟各种风速下建筑物的摆动和变形情况。

“通过风洞实验,我们可以测试出建筑某个点位的风荷载,并以此计算出具有一定安全系数、满足受力要求的幕墙龙骨、面板及连接系统等,保证它们抵抗风荷载的安全性。”深圳市方大建科集团有限公司副总工程师杨全新说。

“米”字形胶带有用吗

台风来临时,很多市民自发地在自家房屋的玻璃上贴“米”字形胶带,这是为什么?

一种流传较广的说法是,玻璃中间部分较脆弱,所以在玻璃窗上贴交叉的胶带可以增加玻璃的韧度,降低玻璃振动的频率。这样不但可以对抗较大的风压,也可以防止玻璃破裂时四溅伤人。

中国台湾的一档节目《流言追追追》专门在风洞实验室对此进行了测试。结果显示,贴“米”字形胶带和“井”字形胶带反而会使玻璃的承压能力变差,且贴满胶带时玻璃的承压能力比不贴胶带时弱。

贴胶带没用这个结论还被许多权威机构支持。例如美国大气与海洋局曾发布警示:台风天不要在玻璃上贴胶带。因为一来浪费胶带,清除胶带也很费力气,二来这种做法对玻璃的承压能力并没有多少帮助,也无助于防止碎玻璃飞溅。最重要的是,这会使本来可以小块散落的玻璃变成大块,增大对人的伤害。

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