54.4m/s！英国监测到16级最强阵风，到底是什么水平？

据英国《每日邮报》报道，冬季风暴“尤尼斯”（Eunice）于2月18日在康沃尔郡登陆，威尔士、英格兰东南部遭到重创。而根据英国气象局的数据监测结果，位于怀特岛的三针石（The Needles）的气象站还监测到了每小时196km的风速，这是英格兰有监测数据以来的最强阵风。

这次英国遭遇的风暴“尤尼斯”到底有多恐怖呢？国内有“科普”人士称：甚至能把牛吹上天！不仅如此，文中给出了对应的图片，可以看到确实有一头牛被“吹”到了空中。

网友们对此议论纷纷，有人表示质疑，有人则认为文中的图片就是“铁证”。相信很多人都很好奇，这场风暴真的有那么大的威力吗？到底多大的风速才能把牛吹上天呢？

在回答这个问题之前，我们不妨先来认识一下地球上的风力等级。

地球上的风力等级

为了便于描述、评估风速的大小，科学家提出了不同的等级标准，比如蒲福风级、T等级、F等级、EF等级、S等级。其中，我国天气预报广泛采用的标准是蒲福风级。

1805年，英国人弗朗西斯·蒲福提出了蒲福风级，这也是世界上最早的风力等级评定标准。按照早期的蒲福风级，自然风力按照强弱共分为13个等级，也就是0~12级，其中12级大风的风速为32.7~36.9m/s。

随着测量技术的发展，人们发现自然界中出现的风速偶尔可以超出12级。于是在1946年，蒲福风级进一步扩展到18个等级，最大为17级，对应风速为56.1~61.2m/s。13~17级主要用于描述、评估热带气旋的风速，在我国表现为台风，在美国则为飓风。

根据蒲福风级表，各等级的风力所对应的风速如下：

英国这次遭遇的风暴“尤尼斯”最高风速为196km/h，也就是54.4m/s，按照风级表应属于16级风，确实是一种相当恐怖的风暴。在海上，16级风可轻松掀起滔天巨浪；在陆地上，也必然会引发巨大的自然灾难，后果不堪设想。

这里要说明的是，蒲福风级基本可以涵盖陆地上出现的超强飓风或者台风，但仍有一些极端的超级风暴（比如龙卷风）仍能超过17级风速。为此，美国学者Fujita在上世纪70年代又提出了藤田等级，简称F等级（共分为0~12级），专门用来评估龙卷风、台风等致灾性风力的强度。

F等级跨度更大，F1就相当于蒲福风级12级。最高的风级F12，其起始风速高达330m/s，相当于一个马赫。理论上，龙卷风的最大地面风速也只能达到F5等级，对应风速117~142m/s，F6及其以上的风力目前还未发现过。

最强的F12是什么概念呢？这一等级的龙卷风可以产生小汽车大小一般的飞射物，抛射距离100m以上；可将树木的树叶剥光，并把树干剥皮；可把房屋框架从地基处直接吹起；专家还认为，这一风力可使沥青路面被剥掉，2003年时Doswell就曾报道过类似的自然灾害。

暴风“尤尼斯”能否把牛吹上天？

1，理论分析

从图片来看，这只被吹上天的牛很有可能是西门塔尔牛。西门塔尔牛原产于阿尔卑斯山区，在欧洲乃至全球都是一种很常见的乳肉兼用品种。这种牛身上的毛色呈黄白色，成年后身高约为140公分，公牛体重800~1200公斤，母牛则为650~800公斤，这里取1000公斤来计算。

我们知道风速越大，对应的风压也就越大，两者可通过简化公式进行换算：wp=v²/1600.

其中，wp表示风压（KN/m²），v表示风速（m/s）。

风暴“尤尼斯”的最大风速值为54.4m/s，为方便计算，不妨取60m/s。代入通用公式，可得风压wp=2.25KN/m²=2250N/m².

接下来的问题就是一头牛被风吹起时，受力面积到底有多大？西门塔尔牛成年后身高约1.4m，体长不超过2m，受力面同样按照最大的躯干部位（高度0.7米）来算，约为1.4m²。

受到的风力F=wp·S=3150N.而牛的体重为1000公斤，重力加速度g取9.8N/kg，受到的重力G=9800N＞3150N.

因此，暴风“尤尼斯”的最大风速是无法把一头牛吹上天的。更何况上述公式中的受力面积、风速值均比实际中偏大，因此上面的图片很有可能是伪造的。

我们也可以从其他角度来判断照片的真实性。假设牛被大风吹到了空中，那么路边的树木就显得十分违和了：树枝没有任何吹弯、吹断的迹象，空中也看不到木板、框架、塑料桶等杂物，这显然不合常理。

根据报道，“尤尼斯”产生的大风曾把行人横向吹倒在伦敦街头。但从视频中可以看到，行人趴在或坐在地上后就可以保持稳定不动，说明实际的风力小于人与地面的摩擦力，根本不至于把人吹到空中。再有，“尤尼斯”风暴不同于龙卷风，后者在内部形成了上升气旋，因此具有向上的风力，而前者主要是水平风向，不具有明显的“抬升力”。所以，“尤尼斯”很难把人向上“抬离地面”，就更不用说大型牲畜了。

2，实例对比

自然界的风速难以实时观测，但人造风却可以精准控制。在国内外有一种名为室内跳伞的训练项目，从风洞底部可以喷出强劲的垂直气流，常用于高空跳伞训练。风洞设备的主要结构由风机、风道、飞行舱、收缩段、控制室等构成，气流自下而上运动，训练者需配备护目镜、头盔。

风洞中的实时风速通过电脑精准控制，一般而言，当风速超过160km/h时就勉强可以支撑住人体的重量，换算下来就是44.4m/s。

当然，体验者的体重不同，对应的风速也不一样，具体还是和体重、身体的受力面积等因素相关。根据经验，风速的范围一般在45~60m/s左右，女士一般为45~50m/s，男士一般为55~60m/s。在风洞中，参与者的身体和地面保持水平，从而保证受力面积最大，而且风向非常集中，这些条件在实际中都很难达到。

如果把训练员换成体重为1000公斤的牛（成年人体重按100公斤计算），受力面积（俯视图面积）按人体的2倍来估算，所需要风速至少为225~300m/s。很显然，这也是“尤尼斯”所无法达到的一个速度。

到底多大的风速才能把牛吹起来？

根据上述分析，要把一头体重1000公斤的西门塔尔牛吹起来，风速范围至少在200~300m/s左右（若考虑风力在竖直方向上的分量，数值还要更大），这一风速也已经超出了蒲福风力等级表的最高级，是17级风力的4~6倍。

借助风压基本公式也可以反推得出，wp=7KN/m²，对应风速约为105.8m/s，同样达到了百米每秒的等级。这一数据和利用风洞类比推出的数据存在出入，原因之一就是受力面积在计算时所取的数值不同（注意，两种方法中的风向都按照了竖直方向设定）。

在风洞跳伞实例中，气流自下而上运动，对应的受力面为牛身体俯视图的面积（实际取值也同样偏大）。而在风压基本公式中，我们选用的则是最大受力面积，即体侧的面积（含头部和躯干）。

从生活的实际经验出发，牛身体一侧的面积要明显大于身体腹部的面积，两者相差2~3倍属于正常现象。

因此，100m/s还是200~300m/s是基于不同的受力面积推算出来的，现实中的情况要复杂得多。比如，如果风从牛头吹向牛尾，那么受力面积将会很小，对应的风速将是一个难以想象的数值——按照国外一位作者的模拟推算，风速将达到恐怖的8马赫！

因此，即便地球上出现300m/s的大风也不见得能把牛吹到空中，这主要取决于牛的具体站位和受力形势，需要具体情况具体分析。

地球上最大的自然风速是多少？

前文已经提到，用蒲福风力等级难以衡量地球上最大的风力，从风速范围上看，F等级范围更广，最高可达330m/s，可以用来描述地球上已知的最大风速。

最大风速是一个气象学概念，是指在一段时间内10分钟平均风速的最大值。世界各地有监测数据以来的最大风速记录如下：

• 1934年4月12日，美国华盛顿天文台的工作人员测得了103.2m/s的地表风速；
• 1996年4月10日，澳大利亚巴罗岛的一个自动气象监测站测得了113.3m/s的风速；
• 1999年5月3日，俄克拉荷马遭遇了一场史无前例的强龙卷风，多普勒天气雷达观测到了超过了120m/s的风速，最大风速为140m/s（另有数据称是142m/s）。这场龙卷风是风暴“尤尼斯”风速的两倍多，可归为F5等级（对应范围117~142m/s）。

而对地外行星而言，最大风速要远远高于上述数值，2015年华威大学的科学家在系外行星HD 189733Bb上观测到了2414m/s的风速，是地球最大风速的15~20倍。