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自然科普│大自然的風是如何產生的?

時間:2021-04-21 15:34瀏覽量:字號:AAA

 一起來探索宇宙的奧秘
 To explore universe  
 
打開一切科學的鑰匙都毫無異議地是問號,我們大部分的偉大發現都應當歸功于如何?而生活的智慧大概就在于逢事都問個為什么?
——巴爾扎克
 
一、
風是空氣分子的運動??諝獾臉嫵砂ǎ旱肿樱ㄕ伎諝饪傮w積的78%)、氧分子(約占 21%)、水蒸氣和其他微量成分。所有空氣分子以很快的速度移動著,彼此之間迅速碰撞,并和地平線上任何物體發生碰撞。
風是地球上的一種自然現象,它是由太陽輻射熱引起的。太陽光照射在地球表面上,使地表溫度升高,地表的空氣受熱膨脹變輕而往上升。熱空氣上升后,低溫的冷空氣橫向流入,上升的空氣因逐漸冷卻變重而降落,由于地表溫度較高又會加熱空氣使之上升,這種空氣的流動就產生了風。
相對于地表面的空氣運動,風通常指它的水平分量。風是矢量,以風向、風速或風力表示。風向指氣流的來向,常按16方位記錄。風速是空氣在單位時間內移動的水平距離,以米/秒為單位。大氣中水平風速一般為 1.0~10米/秒,臺風、龍卷風有時達到102米/秒。而農田中的風速可以小于0.1米/秒。風速的觀測資料有瞬時值和平均值兩種,一般使用平均值。風的測量多用電接風向風速計、輕便風速表、達因式風向風速計,以及用于測量農田中微風的熱球微風儀等儀器進行;也可根據地面物體征象按風力等級表估計。

二、
太陽輻射能的緯度分布不均,造成高低緯度間的溫度差異,這是引起大氣運動而地面受熱不均,導致空氣上升和下沉運動.這種空氣的垂直運動,使同一水平面上產生了氣壓差異.我們把單位距離間的氣壓差叫做氣壓梯度.只要水平面上存在著氣壓梯度,就產生了促使大氣由高氣壓區流向低氣壓區的力,這個力成為水平氣壓梯度力。
在這個力的作用下,大氣由高氣壓區流向低氣壓區作水平運動,于是形成了風.可見,水平氣壓梯度力是形成風的主要原因。

三、
地球在自轉,使空氣水平運動發生偏向的力,稱為地轉偏向力,這種力使北半球氣流向右偏轉,南半球向右偏轉,所以地球大氣運動除受氣壓梯度力外,還要受地轉偏向里的影響。大氣運動其實是這兩力綜合影響的結果。
所以,準確地說風是大氣運動,不是空氣運動。
自從十七世紀出現了氣壓表,指出空氣有重量因而有壓力這個事實以后,為人們尋找風的奧秘提供了開竅的鑰匙.十九世紀初,有人根據各地氣壓與風的觀測資料,畫出了第一張氣壓與風的分布圖.這種圖不僅顯示了風從氣壓高的區域吹向氣壓低的區域,而且還指明了風的行進路線并不直接從高氣壓區吹向低氣壓區,而是一個向右偏斜的角度. 
冷的地方氣壓高,熱得地方氣壓低,風的方向是高壓指向低壓,也就是冷的地方指向熱的地方,然后在北半球就向右偏,在南半球向左偏。
實際上,地面風不僅受這兩個力的支配,而且在很大程度上受海洋、地形的影響,山隘和海峽能改變氣流運動的方向,還能使風速增大,而丘陵、山地卻磨擦大使風速減少。
 
 

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