5.龙卷风的力量

一名男子正在美国伊利诺斯州哈里斯堡查看已故岳母的住宅废墟。这座被毁的住宅遭受了龙卷风袭击，这是上周从美国中西部和南部地区经过的几十场龙卷风中的一场。这场龙卷风导致5个州至少39人丧生。速度高达每小时180英里(290公里)的这场龙卷风直径大约275码(250米)，在哈德斯堡着陆时强度是4级，藤田级数的强度一共5级。总部设在俄克拉荷马州纽曼美国国家海洋和大气管理局暴风雨预测中心的名誉退休主管约瑟夫-谢尔费博士称，它包含的能量相当于16万千瓦时。这是美国5000户普通家庭一天消耗的电量。

龙卷风能够产生更具破坏性的能量。2011年5月22日那场摧毁密苏里州乔普林的异乎寻常的5级龙卷风，可能风速高达每小时200英里(320公里)。谢尔费表示，据估计它蕴含的能量可能是袭击哈里斯堡的那场龙卷风的2倍。龙卷风的强度与它的直径有关。暴风雨预测中心的格雷格-卡尔斌说，过去20年间发生的龙卷风，其平均直径只有100码(91米)。其中一个例子是1999年在德克萨斯州坦比科郊外着陆的一场龙卷风。这场龙卷风未造成任何伤亡，也未造成经济损失。与之相比，典型龙卷风的直径通常有300英里(483公里)。

6、巨型海啸

2011年3月11日，巨大的水墙推进到日本岩手县东北地区的宫古。在距离日本仙台这座城市东部大约80英里(129公里)处发生的大地震引发的巨型海啸，彻底摧毁了这个岛国东部沿海的很多城市。二战结束时在日本上空爆炸的原子弹的破坏性根本无法与之相比，尤其是海啸引发的大洪水摧毁了日本福岛第一核电站的备用制冷系统，引发级别仅次于1986年乌克兰发生的切尔诺贝利核事故的核危机。

据地质流体动力学专家伊利诺斯大学的地质学家苏珊-基弗儿说，这场海啸释放的能量事实上远远超过了1945年轰炸广岛和长崎的原子弹的破坏力。这次海啸蕴含的能量可能也超过了一兆吨黄色炸药发生爆炸释放的能量，大约相当于两颗轰炸日本的原子弹的总能量的28倍。不过基弗儿称，也许它的破坏性更加强大，可能是10兆吨或者相当于两颗原子弹释放能量的280倍。这种差异主要取决于海啸持续的时间长短，据她估计，海啸持续的时间在100秒到1000秒之间。

在最上限时，海啸蕴含的能量相当于690万桶原油，或者相当于日本每天消耗的总石油的50%。这种评估结果还考虑了波浪的速度，据基弗儿估计，海浪的速度大约是每秒220米，30分钟抵达海岸线。她利用海浪估计开阔海域的浪高是7米，并估计波浪的长度大约是800英里(1300公里)，或者相当于本州岛海岸线长度的一半。

7、有力的海浪

美国电力研究所(EPRI)的一项分析发现，不断冲击阿拉斯加州太平洋海岸大陆架的波浪每年蕴含1360太瓦时能量。这相当于日本每年的电流总产量的40%，大约相当于美国电流需求量的三分之一。阿拉斯加州的太平洋海岸线拥有的可利用波能比美国所有其他海岸线的总和更多。这是因为它是美国最大的海岸线，从阿留申群岛一直延伸到威尔士王子岛及其狭长地带。但是除此以外阿拉斯加近海还能获得能量，因为这片海域被海洋学家称之为“浪区”，海风在开阔水域形成的波浪不断拍击这个美国最后边疆(last frontier)。美国电力研究所用来研究波浪强度的浮标得出的数字是阿拉斯加州近海每米平均高5.2万瓦特，大约是美国南大西洋近海最大读数的7倍。

当然，要想捕获所有能量并非易事。独立的非营利组织美国电力研究所根据当前的设计学状况，分析了从技术上来说能够捕获多少能量。波浪发电这项商业技术目前还未被广泛应用，不过已经有一些商用波浪能转化装置原型机被采用。他们通过漂浮或者浮标系统进行的这项研究工作，利用大洋涌浪的升降驱动液压泵。如果波浪太过剧烈，或者是太微弱，这些装置就将无法工作，而且它们需要被布置在最合理的位置。也就是说，在阿拉斯加州近海能够发挥最大作用的波浪能转化器，将与在乔治亚近海工作效率最高的装置不太一样。

考虑到这项技术的局限性，美国电力研究所的科学家得出结论，最终只有大约29%的阿拉斯加州大陆架外缘波浪能和46%的内部大陆架的波浪能能够被人类捕获到。与之相比，美国东海岸南部地区大约有67%的内部大陆架波浪能和78%的大陆架外缘波浪能可以利用当前技术捕获到。即便如此，阿拉斯加州的波浪资源仍非常庞大，从技术上来说可以捕获的能量比大西洋南部近海的多15倍。

但是美国电力研究所的水力项目经理保罗-雅各布森指出，从技术上来说能够捕获的能量并不一定就是“实际”可捕获能量。很多地区可能都是未来波浪能项目禁止入内的区域，这是因为它们不是海洋航路渔区，就是因为环境非常脆弱，或者该海域的海洋生命会被波浪能收集装置抑或它们的系泊处摧毁。如何淹没和安装输电线，把从海洋收集到的能量输送出去，为人所用的问题也很重要。

8、难以控制的野火

1988年，美国黄石国家公园里浓烟滚滚火光四起。大量较小的火苗导致大约80万公顷土地被烧或者部分被烧，该公园超过三分之一受到影响。罗彻斯特理工学院的副教授鲍勃-克莱门斯从事野火研究，据他说，大部分破坏涉及到巨大的能量——野火持续71天，这期间产生大约779亿兆焦能量。这是2200兆瓦时，相当于加利福尼亚州和俄勒冈州在一个月内产生的电能之和。克莱门斯与美国农业部林务局研究与发展部的米苏拉消防科学实验室合作，该部已经为计算森林大火的蔓延速度和能量释放率提供了数据和公式。

该实验室研究并绘制了美国荒地它们的生态它们与野火的关系，以及它们的燃烧潜能的图表。这个机构的项目经理科林-哈代说，科学家还利用世界上最大的控制风洞和燃烧室进行实验，研究不同类型的植被和其他燃料燃烧产生的能量。这些数据有助于引导“野火行为分析师”评估野火燃烧的速度和方向，以及哪些资源存在被烧危险。相同的数据对预警系统做出了巨大贡献，它通过烟熏熊标志(Smokey Bear sign)和从绿(低)到红(高)的颜色，提醒土地管理者和游客哪些区域存在发生森林大火的风险。