自然科普│大自然的風(fēng)是如何產(chǎn)生的？
時(shí)間：2021-04-21 15:34瀏覽量：字號(hào)：AAA
一起來(lái)探索宇宙的奧秘
To explore universe
打開(kāi)一切科學(xué)的鑰匙都毫無(wú)異議地是問(wèn)號(hào)，我們大部分的偉大發(fā)現(xiàn)都應(yīng)當(dāng)歸功于如何？而生活的智慧大概就在于逢事都問(wèn)個(gè)為什么？
——巴爾扎克
一、
風(fēng)是空氣分子的運(yùn)動(dòng)。空氣的構(gòu)成包括：氮分子（占空氣總體積的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(dòng)著，彼此之間迅速碰撞，并和地平線上任何物體發(fā)生碰撞。
風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽(yáng)輻射熱引起的。太陽(yáng)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(huì)加熱空氣使之上升，這種空氣的流動(dòng)就產(chǎn)生了風(fēng)。
相對(duì)于地表面的空氣運(yùn)動(dòng)，風(fēng)通常指它的水平分量。風(fēng)是矢量，以風(fēng)向、風(fēng)速或風(fēng)力表示。風(fēng)向指氣流的來(lái)向，常按16方位記錄。風(fēng)速是空氣在單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的水平距離，以米/秒為單位。大氣中水平風(fēng)速一般為 1.0～10米/秒，臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)有時(shí)達(dá)到102米/秒。而農(nóng)田中的風(fēng)速可以小于0.1米/秒。風(fēng)速的觀測(cè)資料有瞬時(shí)值和平均值兩種，一般使用平均值。風(fēng)的測(cè)量多用電接風(fēng)向風(fēng)速計(jì)、輕便風(fēng)速表、達(dá)因式風(fēng)向風(fēng)速計(jì)，以及用于測(cè)量農(nóng)田中微風(fēng)的熱球微風(fēng)儀等儀器進(jìn)行；也可根據(jù)地面物體征象按風(fēng)力等級(jí)表估計(jì)。
二、
太陽(yáng)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(yùn)動(dòng)而地面受熱不均,導(dǎo)致空氣上升和下沉運(yùn)動(dòng).這種空氣的垂直運(yùn)動(dòng),使同一水平面上產(chǎn)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(chǎn)生了促使大氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)的力,這個(gè)力成為水平氣壓梯度力。
在這個(gè)力的作用下,大氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)作水平運(yùn)動(dòng),于是形成了風(fēng).可見(jiàn),水平氣壓梯度力是形成風(fēng)的主要原因。
三、
地球在自轉(zhuǎn)，使空氣水平運(yùn)動(dòng)發(fā)生偏向的力，稱(chēng)為地轉(zhuǎn)偏向力，這種力使北半球氣流向右偏轉(zhuǎn)，南半球向右偏轉(zhuǎn)，所以地球大氣運(yùn)動(dòng)除受氣壓梯度力外，還要受地轉(zhuǎn)偏向里的影響。大氣運(yùn)動(dòng)其實(shí)是這兩力綜合影響的結(jié)果。
所以,準(zhǔn)確地說(shuō)風(fēng)是大氣運(yùn)動(dòng),不是空氣運(yùn)動(dòng)。
自從十七世紀(jì)出現(xiàn)了氣壓表,指出空氣有重量因而有壓力這個(gè)事實(shí)以后,為人們尋找風(fēng)的奧秘提供了開(kāi)竅的鑰匙.十九世紀(jì)初,有人根據(jù)各地氣壓與風(fēng)的觀測(cè)資料,畫(huà)出了第一張氣壓與風(fēng)的分布圖.這種圖不僅顯示了風(fēng)從氣壓高的區(qū)域吹向氣壓低的區(qū)域,而且還指明了風(fēng)的行進(jìn)路線并不直接從高氣壓區(qū)吹向低氣壓區(qū),而是一個(gè)向右偏斜的角度.
冷的地方氣壓高，熱得地方氣壓低，風(fēng)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(shí)際上，地面風(fēng)不僅受這兩個(gè)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(yùn)動(dòng)的方向，還能使風(fēng)速增大，而丘陵、山地卻磨擦大使風(fēng)速減少。
