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建筑设计师必看!高楼风专栏【第二章】

建筑设计师必看!高楼风专栏【第二章】 庭田科技
2021-03-11
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导读:关于台风的性质、季风的性质



二章:

“台风和季风”:关于台风的性质、季风的性质



2.1  台风和季风的区别


在南洋上产生,伴随着强风和雨水接近日本列岛的台风,有时会造成巨大的灾害。台风每年会发生20~30个左右,其中登陆日本的平均只有3个左右,但有时0个(例如2008年),有时10个(例如2004年)。另外,台风各自的规模和通过的路线也各不相同,在日本生活在哪里受台风影响的程度也大不相同,受其影响的频率也会有很大的偏差。

另一方面,季风简单来说就是一年周期中产生的海风和陆风。夏天亚洲大陆温度上升,上升气流发生,并且太平洋的空气流向亚洲大陆,所以从日本全体来看容易刮偏东南的风。相反,由于冬天太平洋比较暖和,所以在那里会产生上升气流,而亚洲大陆的空气则会向太平洋方向流动,因此从日本整体来看,更容易刮西北风(图1)。而且,季风每年都重复同样的模式。

图1 季风产生的机理



2.2  季风的影响


从日本整体来看,季风的朝向大致如图2所示。但是,因为在人类生活的地表附近受到地形的影响很大,所以各地的风向风速计的观测值不一定是夏天东南,冬天西北的风向,但是从东京管区气象台的风向频率分布(图3)来看,大概是采用了全体平均的季风的特性。


图2 季风的朝向和日本列岛


图3 东京管区气象台的风配图(2010~14年)


在施工现场一般使用的风环境评价是分析每年强风日的发生概率,以其高低来判定等级的手法,因此受到该地区季风的很大影响。结果,一般的风环境评价是从重视季风的答案中得出的。



2.3  台风的影响


台风根据路径的不同,风向和风速有时会发生各种各样的变化。例如,如图4所示,从某个地方看,台风从西南向东北方向通过了西侧。通过前是南风,接近时是西南风,通过后是西北风,风向在短时间内变化。另外,在与台风前进方向相同的风向时,台风的旋涡速度和行进速度相结合,风很容易变强。相反,与台风前进方向相反的风向时,风比较弱的情况比较多。但是,决定风的强度是由于周围的地形、建筑物的大小、形状和密集度的影响更大,所以不能一概而论。相当复杂。


图4 台风的路径和风向


以下介绍市区风环境CFD解析的例子。图5是再现秋叶原站周边的市区模型。以秋叶原站为中心,大致再现了半径400米范围的建筑物和地形。树木、招牌和电灯等比建筑物小的构造物也会影响风环境,但本模型没有再现。另外,本模型是2008年左右制作的,根据之后的重建等情况,与现在的状况多少有些不同。这次我们分析了行人感受到的风向风速状况,比较了每年强风发生频率分布和台风接近时强风发生的地方。


图5 解析模型图(秋叶原站周边)


图6是表示行人感受层面的年间强风发生频率(左图)和台风接近时的状况例(右图)的解析结果。秋叶原车站前从超高层建筑到下层建筑混杂在一起,东西南北的车站和高架线也延伸着,无论是平面上还是立体上都很容易刮起非常复杂的风。另外,局部地区风很容易变强。即使是每年强风发生频率较好的风环境区域,一旦台风接近,根据台风通过的路径,在周边区域中也可以成为风比较强的区域。


图6 年中强风发生频率和台风接近时强风发生位置的比较示例(秋叶原站前的情况)



2.4  风灾多的时期是?“春天的暴风雨”比“台风”更可怕!?


根据气象厅发布的数据,台风多发时期是夏季到秋季(表1)。

表1台风的发生数量(常年值)

1981年~2010年的30年平均

(注1)“接近”是指台风中心从国内某个气象局进入300km以内的情况。

(注2)“登陆”是指台风中心到达北海道、本州、四国、九州的海岸线的情况。


另一方面,调查了东京管区气象台的风速数据,发现早春的数值很大。该数据与东京消防厅的统计数据(2006年1月至2010年12月之间,因强风、暴风引起的事故导致779人被紧急送往医院)相比较,发现风灾(此处定义为急救运送的事件)的发生次数也比其他季节明显多(图7)。


图7月的风灾紧急运送人数、东京管区气象台的风速


说起风灾,人们可能会联想到台风多发的夏季到秋季的季节,但实际上早春最多。当预测到会造成和这场台风一样或更大的灾害的“春天的暴风雨”时,请尽量控制外出以防备暴风,像台风一样,进行最大限度的警戒。






作者简介

松山哲男(Tetsuo Matsuyama)| 1973年1月生于新泻县,1998年成为熊谷集团公司工业科学与技术学院建筑系,人文科学系在技术学院从事科学基础研究。超高层建筑空中振动模拟技术的发展以及基于CFD分析的高级环境评估技术的传播与发展。2003年,他创立了WindStyle。通过CFD分析,隧道实验和实际测量勘测,我们已经开发了一个咨询服务,以解决建筑相关的各种科学问题为中心,我们目前正在研究这些问题。






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