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人類在日常生活中需要利用到大量的自然資源,有些自然資源我們在日常會直接利用到,比如氣候資源、水資源、土地資源、森林資源等等,還有很多自然資源我們在生活中並不會直接利用,比如礦產資源和能源資源我們大多都不會直接利用,這些資源往往需要進行工業加工後,成為工業產品,然後提供給我們日常生活使用。

德克薩斯州大面積停電

比如我們在日常生活中使用的大量電器,都需要“電能”,而“電”實際上就是一種工業產品,只不過我們看不到它,電能是一種以能量形式存在的工業產品。我們所使用的電能,是透過各種發電廠,包括火電廠、核電站、風力發電場、水電站、光伏發電場、垃圾焚燒發電站、潮汐電站等等。在各類發電廠和我們千家萬戶之間,透過龐大的電網相連通,而電網和變電設施等維持著某一區域,乃至整個國家的電能動態平衡。

2021年2月德克薩斯州暴風雪

電能是一種十分特殊的工業產品,因為大規模的電能幾乎無法儲存,因此,最理想的狀態,就是發電和用電之間保持一個等量平衡。如果發電多而用電少,那麼電能就會浪費;如果發電少而用電多,那麼電網就可能癱瘓。最近,美國的德克薩斯州就出現了電網負荷過大的情況,根據《休斯頓紀事報》報道,2021年2月15日,美國南部的德克薩斯州有超過400萬戶斷電,其中休斯頓地區有超過140萬戶斷電。

2021年2月7日凌晨休斯頓夜間燈光圖

許多地區的停電情況一直持續到第二天,我們對比休斯頓2021年2月7日凌晨和2月16日凌晨同一時間的衛星燈光圖,就能看出明顯的區別。在2月16日的照片中,那些顯示黑暗的區域,就是停電區域。為什麼會出現大規模的停電呢?根據我們之前的分析,這種情況的出現,往往是由於用電量大幅度超過發電量導致的,也就是要麼用電量大幅增加,要麼發電量大幅減少,而通常來說發電站的執行是相對穩定的。

2021年2月16日凌晨休斯頓夜間燈光圖

也就是說,此次美國德克薩斯州的大面積停電,主要是由於短時間內用電量大幅增加,使得電網負荷大幅度提高,為了保障電網安全,不得不進行大範圍的拉閘限電。那麼,是什麼原因導致民眾的用電量大幅度增加呢?答案就是“暴風雪”的來臨,導致用電量大增,此外也有一部分停電是由於積雪導致。可能有人會感覺奇怪,德克薩斯州位於美國南部墨西哥灣沿岸地區,緯度範圍大約為北緯27°至北緯36°之間,屬於中低緯亞熱帶地區,為什麼會有強大的暴風雪呢?

2021年2月北美洲冷空氣影響範圍分佈圖

我們知道,北美大陸是一個溫帶大陸性氣候分佈十分廣泛的大陸,其中地形因素起到了十分重要的影響。由於北美大陸的地形分東中西三大縱列帶,東部為拉布拉多高原和阿巴拉契亞山脈,中部為貫通南北的中央大平原,西部為高大的落基山脈等山脈。這樣一來,中部南抵墨西哥灣,北達北冰洋沿岸的中央大平原就成為了冷暖空氣的“高速公路”。在夏季來自墨西哥灣的暖空氣可以一路北上,而到了冬季來自北冰洋的冷空氣也可以一路南下。

德克薩斯州地圖

因此,雖然德克薩斯州位於美國南部地區,由於缺乏地形的阻擋,來自高緯度的冷空氣,依舊可以輕鬆到達這裡,並且冷空氣的勢力依舊強勁。此時,來自北冰洋的冷空氣和低緯度的暖溼空氣相遇,就會形成暴風雪。當然,此次德克薩斯州的暴風雪規模極大,可謂是遭遇了極寒天氣,可能與拉尼娜現象導致的“冷冬”有很大關係,從而也使得北冰洋地區的冷空氣異常活躍。

北美氣候分佈圖

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