風(fēng)是怎樣形成的_風(fēng)的形成原因
風(fēng)是怎樣形成的_風(fēng)的形成原因
人們站在高處，會(huì)被空中的風(fēng)吹拂。風(fēng)似乎就跟空氣一樣無(wú)處不在，很多人都好奇風(fēng)到底是怎樣形成的。下面由學(xué)習(xí)啦小編為你詳細(xì)介紹風(fēng)的形成原因相關(guān)知識(shí)。
形成風(fēng)的原因
氣壓差引起風(fēng)
大氣為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)?是什么力量驅(qū)使它運(yùn)動(dòng)的呢?原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的。水平的風(fēng)，垂直的升降氣流，不規(guī)則的亂流運(yùn)動(dòng)，都各有其復(fù)雜的成因。這里先就風(fēng)的成因談起吧。
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。
一百多年來(lái)，人們抓住氣壓與風(fēng)的關(guān)系這一條從實(shí)踐中得來(lái)的線索，進(jìn)一步深入探究，總結(jié)出一套比較完整的關(guān)于風(fēng)的理論。風(fēng)朝什么地方吹?為什么風(fēng)有時(shí)候刮起來(lái)特別迅猛有勁，而有時(shí)候卻懶散無(wú)力，銷(xiāo)聲匿跡?這完全是由氣壓高低、氣溫冷暖等大氣內(nèi)部矛盾運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律在支配著的。人們不僅用這種規(guī)律來(lái)解釋風(fēng)的起因，而且還用這些規(guī)律來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)的行蹤。
氣壓怎樣作用于風(fēng)
風(fēng)為什么從高氣壓區(qū)吹向低氣壓區(qū)?為什么在吹向低氣壓區(qū)的同時(shí)會(huì)向右偏斜?又為什么風(fēng)力有時(shí)迅猛且強(qiáng)勁，而有時(shí)卻非常微弱?要弄清這些問(wèn)題，得先了解一些關(guān)于氣壓分布的知識(shí)。
上圖是一張某一時(shí)刻的海平面氣壓分圖。圖中畫(huà)著一條條曲曲彎彎的等壓線，顧名思義就可知道凡是同一條等壓線經(jīng)過(guò)之處，那里的海平面氣壓都是相等的。在等壓線閉合起來(lái)的地區(qū)，如果氣壓高于周?chē)?，就稱(chēng)為高氣壓(圖中A處);若氣壓低于周?chē)?，則稱(chēng)為低氣壓(圖中D處)。而從高氣壓伸展出來(lái)的部分稱(chēng)為高壓脊(圖中B處)，從低氣壓伸展出來(lái)的部分稱(chēng)為低壓槽(圖中C處)。這種氣壓分布圖和表示地勢(shì)起伏的地形分布圖十分想象：高氣壓和低氣壓好比山峰和谷底，高壓脊和低壓槽猶如山脊和山坳，而等壓線就象表示海拔高度的地形等高線。
等壓線的分布有疏有密，這種等壓線的疏密程度表示了單位距離內(nèi)氣壓差的大小，稱(chēng)為氣壓梯度，等壓線愈密集，表示氣壓梯度愈大。這和地形分布圖上地形等高線的疏密分布表示坡度的平陡也有相似之處。
上圖所示，地形等高線愈是稀疏，表示那里地勢(shì)比較平坦，而在地形等高線非常密集的地方，那里一定是個(gè)陡坡。如果在斜坡上造起每級(jí)高度相等的石階梯，每一石級(jí)相當(dāng)于一條地形等高線，那么石階梯的坡度愈大，石級(jí)的間隔距離便愈短，地形等高線愈密集，而平坦的石階梯坡度則相應(yīng)的地形等高線必愈疏。既然氣壓分布圖上的等壓線可以比喻為地形分布圖上的等高線，那么氣壓梯度也就好比石階梯的坡度了，大概梯度這個(gè)名稱(chēng)就是這樣比喻出來(lái)的吧。
各地的氣壓如果發(fā)生了高低的差異，也就是說(shuō)兩地之間存在氣壓梯度的話，氣壓梯度就會(huì)把兩地間的空氣從氣壓高的一邊推向氣壓低的一邊，于是空氣流動(dòng)起來(lái)，風(fēng)產(chǎn)生了， 氣壓梯度怎么會(huì)產(chǎn)生能推動(dòng)空氣運(yùn)動(dòng)的力量呢?這可以拿江河中水流來(lái)打比方。水從高處流向低處，是因?yàn)楦咛幍乃偷吞幍乃嬖谥徊?右下圖)，從而使上下游同一水平面上的兩點(diǎn)A和B之間發(fā)生了重力差異，上游A處所受水柱重力顯然要大于下游B處。于是便產(chǎn)生從上游壓向下游的旁壓力，水就在這種旁壓力的作用下順著傾斜河床從上游流向下游，從高處流向低處。兩地間水位差愈大，A、B間的重力差異也愈大，水就流得愈快。
在空氣的“海洋”里也有“水位差”―氣壓差，即兩地間存在著氣壓梯度。計(jì)量水位差單位用米，而計(jì)量氣壓差則用毫巴為單位。兩把尺子不一樣，但水和空氣都是流體，又都有重量，水平方向上兩地的水或空氣如果存在重力的差異，就都會(huì)產(chǎn)生由重力大的地方指向重力小的地方的旁壓力(如下圖)。從這個(gè)意義上看，情況又都相像：水受到旁壓力的作用從高處流向低處，水位差愈大，流速愈快;而空氣也在旁壓力的推動(dòng)下，從氣壓高處流向氣壓低處，兩地間氣壓差愈大，也即氣壓梯度愈大，空氣流得也愈快，風(fēng)刮得愈起勁。
人們把在空氣的“海洋”里，由于存在氣壓梯度而產(chǎn)生這種旁壓力稱(chēng)為氣壓梯度力(如下圖)，氣壓梯度力是由于大氣壓力不均勻而作用在空氣質(zhì)點(diǎn)上的壓力，其方向由高壓指向低壓，垂直于等壓面，也可以分解成水平氣壓梯度力和垂直氣壓梯度力。顯然，它的大小和氣壓梯度成正比。
現(xiàn)在不難明白風(fēng)怎樣吹起的道理，空氣的流動(dòng)原來(lái)是由氣壓梯度力推動(dòng)起來(lái)的，風(fēng)刮的猛烈還是微弱也是由氣壓梯度力的大小來(lái)決定的。
熱極生風(fēng)
風(fēng)為什么吹起?又為什么從高氣壓斜穿等壓線吹向低氣壓的原因我們?cè)谇懊婊旧弦呀?jīng)揭開(kāi)了。風(fēng)是由氣壓分布的差異所引起的，但引起各地氣壓差異的原因又是什么呢?這里先從“熱極生風(fēng)”說(shuō)起吧。
從字面上看，“熱極生風(fēng)”的意思是說(shuō)：一個(gè)地方熱得太厲害，不久便會(huì)產(chǎn)生大風(fēng)。夏天雷雨大風(fēng)之前，空氣往往熱得出奇;而在冬天天氣回暖，熱得反常的時(shí)候，不久也會(huì)有冷空氣大風(fēng)來(lái)臨。
熱與冷是相比較而存在的，這個(gè)地區(qū)熱得反常了，與別的地區(qū)一比較，就會(huì)比出冷來(lái)了。如果那里原來(lái)受冷空氣控制，那兩個(gè)區(qū)域之間冷熱的差異就更大了。
在一定條件下各種矛盾運(yùn)動(dòng)都可以互相轉(zhuǎn)化。冷熱的矛盾也可以轉(zhuǎn)化為氣壓高低的矛盾：熱空氣發(fā)生膨脹，引起該區(qū)空氣密度減小，結(jié)果使得單位面積上承受的空氣柱重量也減小，也就是說(shuō)，那里的氣壓降低了;相反的，一個(gè)地區(qū)冷下來(lái)的結(jié)果會(huì)引起那里氣壓的升高?？梢?jiàn)，兩地間如果發(fā)生了冷熱的差異，就會(huì)相應(yīng)地引起氣壓的差異，冷熱差異越大，氣壓差異也越大。
兩地間氣壓差加大，氣壓梯度力就會(huì)增加，風(fēng)也越刮越有勁。迅猛異常的雷雨大風(fēng)和冷空氣大風(fēng)，就是因?yàn)槔子甑貐^(qū)、冷空氣地區(qū)與暖區(qū)之間發(fā)生了很大的溫度差，從而引起很大的氣壓差和很大的氣壓梯度力而產(chǎn)生的。這樣，冷和熱的矛盾運(yùn)動(dòng)，通過(guò)氣壓高低的矛盾，最后又轉(zhuǎn)化為風(fēng)的矛盾運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成為風(fēng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。
然而，這種矛盾運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化過(guò)程還沒(méi)有完結(jié)：風(fēng)刮起來(lái)以后，川流不息到處奔走，它從南方刮到北方，又從北方刮到南方，從暖的地區(qū)刮到冷的地區(qū)(氣象上稱(chēng)為暖平流，常用高空等壓面圖上等高線與等溫線迭加在一起來(lái)進(jìn)行分析)，又從冷的地區(qū)刮到暖的地區(qū)(氣象上稱(chēng)為冷平流)，使冷暖空氣來(lái)來(lái)往往，這樣風(fēng)就很自然地成為傳送熱量的角色。它每走一步就會(huì)引起經(jīng)過(guò)之處溫度的改變，從而也使各地之間的溫度差異發(fā)生變化。于是風(fēng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)終于又轉(zhuǎn)化為冷與熱的矛盾運(yùn)動(dòng)。然后，冷與熱的矛盾運(yùn)動(dòng)又可通過(guò)氣壓高低的矛盾轉(zhuǎn)化為風(fēng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)……這種轉(zhuǎn)化過(guò)程，一次次地循環(huán)，沒(méi)完沒(méi)了。