建筑师和工程师发现，高层建筑设计得当，风暴就不会对街上行人造成危害。

1982年1月的某天，纽约城狂风大作。财务分析员罗丝 · 斯派尔乌吉尔刚走出曼哈顿的一幢钢架玻璃大厦，就被一股强风吹进水泥花坛，摔坏了肩膀。斯派尔乌吉尔的索赔方式与众不同：她去法院不但告了大楼的设计师，施工人员、房主、经理等，还告了纽约市！要是几年前，这张状纸肯定会很快被驳回，因为疾风通常被视为上帝的意志而非人所能为。但现在，她这桩涉及到650万美元的诉讼案正在被法庭受理——它借了风工程这股东风。风工程是门新兴科学，主要研究和预测风力超常的街道风，避免它造成危害。

科学家发现，也正如斯派尔乌吉尔小姐在其诉状中振振有词地辩解的那样，许多城市街道风，不能归咎于天气，而应由那些对此置若罔闻或一无所知的建筑师和工程师负责。高层建筑拦截高空呼啸而过的高速风。如果建筑设计考虑不周，就会把这些招引到地面上来，在人行道、建筑物入口处、露天通道等地方制造风暴。纽约、芝加哥、多伦多以及其它大城市的人，只要曾在街道拐弯处被人造风吹倒在地，对此都是颇有感触的。

科学家发现，街道风并非只是高层建筑的必然后果。风洞实验表明：阵风是可预测的风空气动力效应。树木可减弱它的力量。如果建筑设计合理，也可使它难逞其威。这些研究产生了非常良好的效果。在一些城市里，新的高层建筑修建之前，都要进行风洞实验。尽管有的地方建筑法规并未要求进行这些实验，由于建筑人员深知街道风的危害，仍然主动地进行。科罗拉多叶立大学负责流体力学和风工程的杰克 · 杰马克说：“我们没有理由不用我们今天已掌握的这些知识，去保护那些在危险的街道风中的行人。”

风工程学研究的是风和地面物体（包括人群）的相互作用。在许多方面，都比普通空气动力学困难。航空工程师主要关心的是飞机在高空飞行的状态，在高空，气流比较稳定，大层的条件一样。而风工程则把注意力集中到天地相接的所谓“分界层”上。在大气层的这最低层，地面障碍使风减速转向。尽管近地面时降低了速度，但它却是紊乱的湍流。在平坦的沙漠和开阔的洋面上，难以驾驭的湍流层只有几百英尺高，然而在大都市中心，高层建筑会使湍流层向上延伸到1500英尺，甚至更高。

正是这种地面风暴，给行人带来了祸害。加拿大西安大略大学“分界层”风洞实验室负责人阿兰 · 达文波特说：“按照水手们过去常用的旧的博福特风级标准，普通成年人在七级风（时速大约40英里）中才会被吹倒。但在街上，时速低得多的风就会给人带来麻烦。行人可以适应哪怕很强但是稳定的风，却不能适应虽然很慢然而变化突然的风。他们会在这种风中失去平衡。日本学者的研究表明：时速22英里的稳定的风阻碍步行。但紊乱的风，其时速哪怕才10英里，便可引起同样后果。”

达文波特说，高层建筑大量涌现于60年代。从那时起，城市风造成的问题就普遍了。波士顿即是一例。自52层的Prudential大厦落成以来，新大厦在市中区都以一年多一点的建筑周期纷纷拔地而起。结果，波士顿轻柔的海水变得狂暴起来，成为了该城的严重公害。

Prudenfial大厦的建造者，只好在地面露天林荫道安装安全玻璃墙，以保护行人不受狂风袭击。八年后，风吹裂了60层的John Hancock大厦的巨大玻璃窗，碎片纷纷而下，成了一场“玻璃雨”。虽然Hancook大厦的“玻璃雨”已成为历史，但只要起大风，安全人员仍然要对街沿严加监视，搀扶那些在大风中挣扎的行人。即便有了这些措施，仍难确保无虞。六年前的一场特大风暴，还是把这幢大厦的贴面吹塌进毗连的Copley广场，砸坏了一辆邮车。

科学家们说，高层建筑常给相邻的低层建筑带来这类麻烦。（低层建筑高度相似，连成一片朝风，意在保护街道不受风暴袭击。）风扑向高耸的建筑，有的从其顶端冒过，有的从侧面滑过，然后继续前进：其余的则向地面冲去。这种风称为垂直下冲风。下冲风猛袭街道，沿着建筑物的基础刮去，在街道拐弯处旋转，形成类似小龙卷风的旋风。如果建筑物有凹角入口，就会进一步加强旋风。但是，倘若高层建筑矗立在一个较宽的、嵌入了低层楼层的基础之上，那么垂直下冲风在达到地面之前，就会被低层的屋顶分走，达到保护地面街道的目的。早期的许多摩天大楼，便是这种阶梯形，狂风在未吹到地面之前就被分走了。今天的笔直向上的钢架玻璃大厦的设计，却不是这样。

然而，如果建筑“踩高跷”似的立在柱子上，让风从前至后穿堂而过，就像典型的停车楼一样，就会引起一个特殊问题。建筑迎风面的空气压力，比背风处高得多，通过建筑物风道的风速，可增加三倍。

在建筑物布局产生了汾丘里效应时，也会出现相同的问题。汾丘里是一位意大利的物理学家，他在1791年观察到这一现象：流进管道的气体和液体，在通过管道的狭窄部分时，速度增大压力减少。（飞机机翼设计利用的就是汾丘里效应。它让通过机翼上面的空气速度高于下面的速度，从而使机翼上面的压力减小，产生升力。）在地面上，如果风从开阔地通过，进入因建筑的排列形成的狭窄通道，如蒙特利尔的Mc Gill大学校园一样，也会产生汾丘里效应。因此，毗连Royal山脚的Metcalte和Mansfield大学的一些通道，就成了该城风最大的地方。

只要科学家研究城市里的汾丘里效应，就会发现，必须改进空气动力学实验的基本工具之一一一风洞。正如达文波特说的那样：“航空风洞（用于飞机实验）抑止湍流，而我们却要制造和利用湍流。”1963年，科罗拉多州立大学在塞马克的指导下，完成了一项费时十年之久的研究工作，建起了世界上第一座专门用来模拟地面汾丘里效应的风洞。此后，类似的风洞，在散布于世界各地的50个实验室内纷纷建立。

风工程师最喜欢在建筑设计师完成了初步设计之后立即开始工作。风洞专家一般要提出两个按比例的建筑模型加以研究。一个是刚性模型，上面钻满了几百个洞，与若干检测仪相连，测量建筑物各关键部位的空气压力。另一个则由揉性镁铝合金板或软木制成，能像真正的建筑那样摇晃振荡。

接着的步骤是模拟建筑的周围环境。例如，塞马克小组，按1：240的比例，筑起了旧金山Yerba Buena中心的模型。模型的中心为三组楼群，周围为四组楼群。（模型制作者有时甚至让模型再现包括其周围地带在内的整座城）城市模型被置于风洞内的一个12英尺的转台上。洞中一个用50匹马力的电动机驱动的电扇，制造时速30英里的大风。模型迎风面的泡沫聚苯乙烯楼群，模拟周围城市，产生实地才能出现的相似湍流。当模型在转台上旋转时，电脑和摄影机，从每一方向上获取大量数据资料。

为使模型周围的风变得直观，塞马克加进丁烟雾和示踪气体。他还在风洞里安装了“热线”检测仪测量风速（风吹在电加热的导线上使之冷却，导线冷却的速度与风速成正比。）这一系列的实验，使他测出从Yerba Buena大厦来的是一股力量强大的下冲风。其速度是刮过大厦下人行走道的主导风的四倍。风洞实验还表明：地下停车场通过烟筒排放出来的废气，会被风吹向广场。假如广场有朝一日被建筑占据，则高层建筑下面的空间就会消失。广场上全是建筑的天窗和棚盖。从街上吹来的下冲风就要转向。于是，批气筒应增高4倍。

进行上述实验，是科罗拉多州风洞实验室这类大型风洞实验室的主要特点。今春将要进行的实验包括纽约城的联合国广场公寓大厦，费城的宾夕法尼亚大学医学中心，以及波士顿的国际中心等。

加拿大渥太华国家研究院低速空气动力实验室进行的风洞实验，可能是迄今为止最全面的实验。目前第一阶段业已告臻。由风工程师查里斯多弗 · 咸廉斯率领的研究人员，花了两年的时间，研究渥太华市的风洞模型。今春，他们准备在渥太华的大街上进行实地测量，以便证实实验的假设和预测，并为全市风的类型提供前所未有的大量数据，以测未来。

总的来说，加拿大科学家在认识风工程的能力方面，比他们的美国同行要领先得多。加拿大的多伦多、卡尔加里、埃德蒙顿等市的政府，都颁发了有关街道风的法令，而美国仅有波士顿才这样做了。波士顿最近规划了公园广场，决定削去周围一些高楼的楼层，减小风可能对波士顿公共花园带来的影响。