本来美国整体地形就太差,南北通透,导致美国成为世界上极端气候最多的国家之一。所以北美在下雪的时候基本都伴有大风,形成暴风雪,再叠加拉垮的美国电网,于是几乎每年冬天,我们都能听到美国闹雪灾的相关新闻。
美国东海岸是南北走向的阿巴拉契亚山脉,西海岸南北走向的落基山脉。中部是一览无余的大平原。中部缺乏东西走向的山脉。
这就是地理上的穿堂风地形,南北大通透。夏天,飓风由墨西哥湾形成,北上横扫中南部。冬天,寒潮由北极巴芬岛和哈德逊湾一带形成,南下横穿美国中部大平原,最远甚至可以直达美国最南端的得克萨斯州。
这次极端天气的起因,就是平时被束缚在高纬度的极地涡旋,被高空波动拉长撕裂,大量北极冷空气被甩向中低纬度,像打开了通向冰窖的大门。
冷空气本身并不可怕,真正放大破坏力的,是它遇上了从太平洋和墨西哥湾源源不断输送而来的暖湿气流。冰冷与温暖,干冷与潮湿,在北美大陆上空狠狠撞到一起,结果就是千里暴雪加大范围冻雨。
这次风暴从太平洋近海生成,穿过落基山和大平原,横扫四角地区、俄亥俄河谷,一路向东推进,最终在美国东北部演变成典型的东北风暴。
整个系统长度超过2000公里,覆盖从新墨西哥到新英格兰的广大地区,几乎把美国东部三分之二版图都装进了风暴半径。
它不是匆匆而过,而是缓慢推进,带来的是长时间、连续性的雪、雨夹雪和冻雨。对电网来说,这种又冷又久、又湿又重的组合,几乎是最糟糕的剧本。
很多人会以为,大雪才是罪魁祸首。但对电线和树木来说,真正致命的是冻雨和结冰。雨滴落下来时还是液态,接触到接近或低于零度的地面、电线、树枝,就瞬间凝固成透明冰壳。
一层、两层、三层,慢慢堆积。看上去晶莹剔透,实则压得线路喘不过气来。在美国南部的一些地区,冰层厚度接近2厘米,这意味着每一段高压线都在承受远超设计预期的重量。
再叠加时速上百公里的狂风,树枝被活生生折断,整棵大树被连根掀翻,砸向本就不堪重负的线路,断线、短路、倒杆像连锁反应一样迅速蔓延。
更关键的是,这场风暴并没有只攻击某个局部,而是从南到北、从内陆到沿海,一层层推进。台风、飓风往往集中在沿海地区,电力公司还算有针对性的防护经验;但这一次,从田纳西、密西西比、路易斯安那,一直到中大西洋沿岸,大片传统上对严重冰暴准备不足的地区,都被拖进了风暴的“覆盖名单”。
结果,就是电网在多个薄弱环节同时被击穿,超过100万用户一夜之间陷入断电,航班取消突破1万架次,创下近年来罕见记录。
风暴如此强,是大气形势叠加气候背景共同作用的结果。
一方面,是极地涡旋异常偏南、急剧摆动;另一方面,气候变暖带来的是水汽含量上升,更容易在冷暖交锋时形成强降水。
所谓暖冬并不意味着风暴消失,而是极端事件的振幅更大,冷热转折更猛烈。大气系统的每一次剧烈波动,都会透过这种极端天气,清清楚楚地反映在地面上。
如果说自然给出的是一道超纲考题,那美国电网暴露出来的,是基础薄弱和系统老化的双重困境。表面看,是风太大、冰太厚;往深里看,是几十年累积下来的结构性问题,在一次极端天气中集中爆发。
首先,美国大量电力设施年事已高——全国超过70%的高压输电线路和变压器已经服役25年以上,接近甚至超过50年的典型设计寿命。
很多关键设备仍停留在上世纪的技术水平,当年设计时,根本没有预料到今天这种极端天气的频率和强度。老化设备在极寒条件下更容易金属疲劳,绝缘老化后遇到冻雨更容易出现闪络、短路,一旦故障,就需要人工检修,恢复时间被大大拉长。
其次,是架空线路比例极高。美国全国范围内,大部分输配电线路都以架空形式存在,真正埋入地下的只占少数。
城市核心区、部分高价值社区会投资地下电缆,但在广大郊区和乡村,电线杆仍是主角。与之形成鲜明对比的是,地下电缆几乎不受大风、树倒和覆冰的影响。
研究表明,在某些严重风暴案例中,如果额外把25%的架空线改为地下线路,平均停电时长可以减少一到数成。然而,地下化的成本极高,每公里投资远远高于架空线,对企业来说是沉重负担,对监管者来说则意味着电价、财政和选票的多重权衡。
再次,是电网结构高度碎片化。美国电力系统由数千家公用事业公司和独立运营机构拼接而成,不同州有不同的监管标准,不同区域的投资、维护、应急预案也各自为政。这种松散结构在平时尚可运转,但在跨区域大风暴面前,就暴露出协调效率低、救援调配慢的问题。某些地区即便技术上可以从邻近区域获得支援电力,现实中却可能因为规章、合同、市场机制等掣肘,难以及时展开跨区支援。
还有一个常被忽视的事实:极端天气往往同时冲击供给和需求。一边是风机结冰、天然气供应吃紧、部分发电设施被迫降出力;另一边,则是数以千万计家庭的取暖需求在短时间内飙升。
老旧的电网本就运行在高负荷边缘,此时再遭遇线路、变电站的物理损坏,就很容易演化为区域性供电缺口,甚至出现负荷削减和限电措施。
把这些因素叠加起来,我们就能看清,这并不是一场简单的天气事件,而是一次对基础设施韧性和治理能力的综合压力测试。风暴之所以能撕开美国电网的裂口,是因为气候变率在加剧,而基础设施更新速度却明显滞后。
从客观角度看,任何国家在遭遇跨千公里、跨数十州、伴随冻雨和极端低温的超级风暴时,都很难做到毫发无损。技术有极限,资源有边界,风险永远不可能被降到零。
但同样客观的是,如果在过去几十年里,电网更新、更强冗余、更智能调度、更多地下化、更统一的区域协调能坚持一步一步推进,这次风暴造成的损失和停电范围,很可能不会如此严重。
极端天气不会提前打招呼,也不会因为一个国家是老牌发达国家就网开一面。电网如此,城市如此,国家亦如此。
多花的每一笔基础设施投入,多做的每一份冗余预案,多练的每一套应急演练,短期看或许都不够划算,却可能在关键时刻,换来成千上万家庭的灯火不灭、供暖不断、生活不停。这不是夸张,而是一次次极端事件已经写在现实里的注脚。
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