主题：【资料】大气科学之风从哪里来==关于风的问答及风的形成

为什么我国东南地区季风特别明显呢？这要从季风形成的原因谈起。我们知道，冬季和夏季海陆气温是不同的，冬季海洋比陆地暖，夏季海洋比陆地冷。温度不同了，气压也是不同的。冬季大陆上气温低些气压高些，海洋上气温高些气压低些；夏季相反，海洋上气温低些气压高些，大陆上气温高些气压低些。既然海陆之间发生气压差异，空气就要从气压高的地方向气压低的地方流动，于是形成了冬夏季海陆之间不同的风向，冬季由陆向海，夏季由海向陆。

　　海陆间温度相差越大，气压也会相差越大，季风就会越强大。世界各地有些地方季风现象并不显著，这是因为这些地方海陆间的温度差异和气压差异都不大，被原有的风掩盖了。亚洲东南部的季风之所以强大是与地理位置和海陆形势有关的。亚洲是和欧洲连起来的一块陆地，它与非洲也差不多是连接的。只隔了一个红海。这一块巨大陆地的东面和南面又是广大的海洋，海陆间所产生的温度和气压差异是很大的。冬季大陆上存在着强大的高气压，夏季又被强大的低气压控制着。这些高气压中心和低气压中心，都产生在海陆间温度差异最大的地方。亚洲东南部正是位于这些高低气压之间的地带，冬夏季风也就特别盛行了。

为什么印度半岛沿海夏季经常吹特别强大的西南风？


　　从我国到亚洲南部地区或北非东岸，轮船要经过北印度洋。照理，海员们设计航线，应采用航程最短的航线。但是，实际上北印度洋的最短航线，海员们只在冬季采用。在夏季，特别是七月初到八月末，海员们设计的航线往往偏离最短航线的南面很多，就是说，轮船要多走许多航程。这是为什么呢？

　　因为最短航靠近印度半岛大陆的边缘，这里夏季西南风特别强大。大风，是海上航行的敌人。在夏季，特别是七月初到八月末，海员们航行到北印度洋时，宁肯放弃靠近大陆的最短航线─北航线，而选取航程较长的航线─南航线。为什么在印度半岛沿海，夏季经常吹特别强大的西南风呢？

　　这里有两个主要的因素：一是因为印度半岛位于欧亚两大陆地的南端，面临广大的北印度洋。因此，在印度半岛沿海所形成的随季节而改变方向的季风，也就特别强大。冬季风由陆地吹向海洋，夏季风由海洋吹向陆地；由于地球偏向力的作用，冬季吹强大的东北风，夏季吹强大的西南风；二是因为夏季南半球的东南信风带随着太阳的北移越过了赤道，进入了北半球，在地球偏向力的作用下，越过赤道的信风就改变为西南风。这样，西南季风和南半球信风带随着太阳的北移越过了赤道而改变成的西南风，合并起来，就造成了印度半岛近海，特别是阿拉伯的东北缘，夏季的西南风特别强大，以致经常达到大风和烈风的程度。从七月初到八月末，西南风风力最大常常发生烈风和暴风雨。一般从五月份起，小机帆船就停止在该海区航行了。至于大型船舶，从七月初到八月末，通过北印度洋时，海员们也都选取航程较长的航线。

为什么好望角盛行强劲西风？

　　有丰富航海经验的海员，都知道好望角的暴风特别多；不论在哪一个季节、哪一个月份，船舶绕好望角航行时，总会遇到强劲的西风和狂浪。这是什么缘故呢？

　　原来绕好望角的航道，接近南纬40度，正好处在副热带高压带和副极地低压带之间。空气是从高压区域流向低压区域的。从副热带高压带流向副极地低压带的空气，在地球偏向力作用下，南半球吹西北风。由于这一带的气流偏转较大，所产生的风多接近西风，因此人们称为“盛行西风带”。

　　盛行西风带的风，它的特点是风力大。由于南半球的陆地面积，只占南半球总面积的19％，因此这个地带的盛行西风常常可达到暴风级的风力。这里的风向比较稳定，使海面上经常会产生强有力的狂浪。据统计，这个地带一年中，大约110天有狂浪，浪高达6米以上，其余的日子里，一般浪高也在2米以上。在南纬40～50度的地带，海洋几乎覆盖着整个地表面，这里所出现的强劲西风及伴生的狂浪就更加凶猛了。

为什么中高纬度的北大西洋和北太平洋，冬季的狂风恶浪特别多？

　　远洋航行的海员，都有这种体会：船舶经过中、高纬度(30～60度)的北大西洋或北太平洋时，常常会遇到怒吼的狂风和汹涌的波涛；而且冬半年(10月～次年3月)比夏半年(4月～9月)的风浪要大得多。另外，北大西洋的风浪比北太平洋的还要大。这是什么道理呢？

　　原来，中、高纬度的北大西洋和北太平洋的地理条件和其它自然因素都比较复杂，这里存在着比低纬度要强大得多的冷流和暖流交接的过渡地带。在这个过渡地带内的水温变化最剧烈，其相邻两边水温的差别也最显著。在冷流和暖流上面流过的空气，必然会受到水温对它的影响，例如：在冷流上面流过的空气会变冷；在暖流上面流过的空气会变暖。这样，在冷暖流交接的过渡地带，往往成为冷暖空气的分界面，称为“锋面”。“锋面”附近往往容易形成风暴。因为中、高纬度的冷暖流过渡地带，比低纬度的过渡地带要强大，所以、中高纬度的北大西洋和北太平洋，比低纬度海洋狂风恶浪频繁而厉害得多了。

　　在中、高纬度，这个过渡地带的形成，从大气环流来看，是由于从高纬度来的东北风和偏东风，以及从副热带北缘来的西南风和强西风，在这一地区汇合的结果。但这个“带”是随着季节的变化而逐渐移动的；夏季往北移，冬季向南移。冬半年，这个“带”多半处在中、高纬度的北大西洋和北太平洋的冷暖流交接的过渡地带上。这时冷暖流的水温差，加剧了冷暖空气之间的温度差异，这就助长或加强了风暴的产生与发展。夏半年，这个“带”向北移到更高的纬度去了。因此，中、高纬度的北大西洋和北太平洋的狂风恶浪，在冬半年比夏半年强烈而频繁。由于地理上的原因，北大西洋的风流要比北太平洋大。

大风侵袭前，为什么海面会出现短暂的平静？

　　海面引起大风的原因很多，在北半球，最常见的有低气压出海，冷空气从低压后部南下。当冷空气南下时，与南边的暖空气有一个交界面，称为锋面。在强大的冷空气南下时，把暖空气往南推移，锋也随之南移。这时锋前吹的是较弱偏南风，锋后吹的是强劲的偏北大风。由于受到偏北大风的影响，海面上就引起波浪，而且波浪传播的方向是与风向一致，自北向南。波浪传播的速度要比锋移动的速度快，所以波浪中前部分就跑到锋的前面去了。而这部分跑到锋前面的波浪，恰好遇到锋前较弱的偏南风所引起的波浪，两股波浪方向相反，互相削弱，以致抵消，所以大风来临前海面上会再现一段时间的平静现象。

冬季紧刮西北风后为什么天气容易放晴？

　　冬天，在我国东南部刮的西北风，一般来自我国的北部、苏联的西伯利亚和蒙古人民共和国等地区，那些地方在冬季是非常寒冷的。根据历史气象资料的记载：西伯利亚的维尔霍扬斯克地方，1955年1月15日的气温曾经降低到摄氏零下68度。为什么这些地带特别冷呢？主要是这些地区的地面覆盖着冰雪，冷空气在冬季盘踞很久，白天接受的太阳光热比较少，而晚上向空中散发的热量，却比白天吸收的热量要多得多，这种长期热量收入少、支出多的不平衡现象，就使这些地区蕴藏了大量的冷空气。气象工作者称这些地区为冷空气的发源地。

　　冷空气的特征是重而干燥(含水汽少)，由于分量重，于是向地面下沉，构成了广大的高气压带，并且常常向四方流散。如果这团冷空气流散的主力是由西北向东南流动，影响我国东南地区时，这就是我们所说的刮西北风了。

　　冷空气南下的来势往往很凶猛，它会将原来停留在我国东南部的暖空气挤走，并补充进来大量干燥而寒冷的冷空气。我们知道，成云致雨的主要因素是水汽，空气中水汽多了，就容易下雨；空气中水汽少了，天就可能变晴。所以在冬天当北方冷空气南下紧刮西北风后，天容易放晴。农谚说：“西风煞雨脚”，也就是这个道理。

为什么午后的风速一般较大？

　　我们都有这样的生活经验，在一般情况下，早晨的风并不太大，随着太阳的升高，风也渐渐大起来，午后的风最大，傍晚风又小了下来，夜间的风最小。这种风速的日变化是怎样形成的呢？

　　这主要同太阳的照射有密切的关系。空气流动的速度，往往受到山脉、建筑物以及高低不平地面的阻挡、摩擦等影响，所以，近地面的风速通常比高空来得小。白天，太阳透过空气层照耀着大地，地面吸收大量太阳热，温度不断升高，晒热了的地面把近地面的空气逐渐烘热，这样被烘热了的空气密度小，轻而上升，上层较冷的空气密度大，重而下沉，形成了空气的上下对流。由于上层空气带着较大的风速下沉到低层，近地面的空气带着较小的风速上升到高空，这种上下空气的交换，就使近地面的风速逐渐增大，高空风速逐渐减小。午后，近地面的空气最热，上下热对流也最厉害，所以风速最大。傍晚，太阳西下，地面温度降低，热对流不断减弱，风也逐渐小了起来。夜间，近地面空气冷却，空气对流停止，风就微弱了。

　　这种风速白天大，晚上小的规律，是正常天气条件下常有的现象。如果有寒潮爆发，低气压发生、发展，或台风中心逼近，就会破坏这种规律。

　　但是，在刮东风的时候，一天内的风速变化，却是早晚比午后来得大。如谚语中有“东风两头大，西风腰里粗”的说法；这里的“两头”是指早、晚，“腰里”是指中午，“粗”是风大的意思。这又是什么原因呢？

　　由于我国高空的空气流动方向，大多是自西向东的，也就是说，高空是盛行的偏西风；当地面吹偏东风时，低层气流和高空气流运动方向刚好相反，这就促使低层的东风因受高层西风的影响而减速了，近地面的东风也就减弱了。这种风力的削弱，中午最甚；早晚热对流较弱，东风减弱的程度较中午来得小，所以吹东风时，早晚两头的风较大。

　　当地面吹西风时，高空和低层空气的流动方向一致向东，随着上下对流的加强，地面西风逐渐加大，午后最大，傍晚又减小，这也就是西风“腰里粗”的道理。

风的形成

风是大家最熟悉的自然现象，要了解风的形成必须了解包围着地球的大气的运动。大气的流动也像水流一样是从压力高处往压力低处流。太阳能正是形成大气压差的原因。

由于地球自转轴与围绕太阳的公转轴之间存在66.5°的夹角，因此对地球上不同地点，太阳照射角度是不同的，而且对同一地点一年365天中这个角度也是变化的，因此，地球上某处所接受的太阳辐射能也是不断变化的。地球南北极接受太阳辐射能少，所以温度低，气压高；而赤道接受热量多，温度高，气压低。另外，随着地球自转，温度、气压也存在着昼夜变化。这样由于地球表面各处的温度、气压变化，气流就会从压力高处向压力低处运动，以便把热量从热带向两极输送，因此形成不同方向的风，并伴随不同的气象变化。大洋中的海流也起着类似的作用。从全球尺度来看，大气中的气流是巨大的能量传输介质，地球的自转进一步促进了大气中半永久性的行星尺度环流的形成。

地球上各处的地形地貌也会影响风的形成，如海边，由于海水热容量大，接受太阳辐射能后，表面升温慢，陆地热容量小，升温比较快。于是在白天，由于陆地空气温度高，空气上升而形成海面吹向陆地的海陆风。反之在夜晚，海水降温慢，海面空气温度高，空气上升而形成由陆地吹向海面的陆海风。

在山区，白天太阳使山上空气温度升高，随着热空气上升，山谷冷空气随之向上运动，形成“谷风”。相反到夜间，空气中的热量向高处散发，气体密度增加，空气沿山坡向下移动，又形成所谓“山风”

风怎样吹起?

　　大气为什么会运动？是什么力量驱使它运动的呢？原因是错综复杂的。水平的风，垂直的升降气流，不规则的乱流运动，都各有其复杂的成因。这里先就风的成因谈起吧。

　　自从十七世纪出现了气压表，指出空气有重量因而有压力这个事实以后，为人们寻找风的奥秘提供了开窍的钥匙。十九世纪初，有人根据各地气压与风的观测资料，画出了第一张气压与风的分布图。这种图不仅显示了风从气压高的区域吹向气压低的区域，而且还指明了风的行进路线并不直接从高气压区吹向低气压区，而是一个向右偏斜的角度。

　　一百多年来，人们抓住气压与风的关系这一条从实践中得来的线索，进一步深入探究，总结出一套比较完整的关于风的理论。风朝什么地方吹？为什么风有时候刮起来特别迅猛有劲，而有时候却懒散无力，销声匿迹？这完全是由气压高低、气温冷暖等大气内部矛盾运动的客观规律在支配着的。人们不仅用这种规律来解释风的起因，而且还用这些规律来预测风的行踪。

气压怎样作用于风　

　　风为什么从高气压区吹向低气压区？为什么在吹向低气压区的同时会向右偏斜？又为什么风力有时迅猛且强劲，而有时却非常微弱？要弄清这些问题，得先了解一些关于气压分布的知识。　　

　　左图是一张某一时刻的海平面气压分图。图中画着一条条曲曲弯弯的等压线，顾名思义就可知道凡是同一条等压线经过之处，那里的海平面气压都是相等的。在等压线闭合起来的地区，如果气压高于周围，就称为高气压（图中A处）；若气压低于周围，则称为低气压（图中D处）。而从高气压伸展出来的部分称为高压脊（图中B处），从低气压伸展出来的部分称为低压槽（图中C处）。这种气压分布图和表示地势起伏的地形分布图十分想象：高气压和低气压好比山峰和谷底，高压脊和低压槽犹如山脊和山坳，而等压线就象表示海拔高度的地形等高线。

　　等压线的分布有疏有密，这种等压线的疏密程度表示了单位距离内气压差的大小，称为气压梯度，等压线愈密集，表示气压梯度愈大。这和地形分布图上地形等高线的疏密分布表示坡度的平陡也有相似之处。如图所示，地形等高线愈是稀疏，表示那里地势比较平坦，而在地形等高线非常密集的地方，那里一定是个陡坡。如果在斜坡上造起每级高度相等的石阶梯，每一石级相当于一条地形等高线，那么石阶梯的坡度愈大，石级的间隔距离便愈短，地形等高线愈密集，而平坦的石阶梯坡度则相应的地形等高线必愈疏。既然气压分布图上的等压线可以比喻为地形分布图上的等高线，那么气压梯度也就好比石阶梯的坡度了，大概梯度这个名称就是这样比喻出来的吧。

　 各地的气压如果发生了高低的差异，也就是说两地之间存在气压梯度的话，气压梯度就会把两地间的空气从气压高的一边推向气压低的一边，于是空气流动起来，风产生了， 气压梯度怎么会产生能推动空气运动的力量呢？这可以拿江河中水流来打比方。水从高处流向低处，是因为高处的水和低处的水存在着水位差（右下图），从而使上下游同一水平面上的两点A和B之间发生了重力差异，上游A处所受水柱重力显然要大于下游B处。于是便产生从上游压向下游的旁压力，水就在这种旁压力的作用下顺着倾斜河床从上游流向下游，从高处流向低处。两地间水位差愈大，A、B间的重力差异也愈大，水就流得愈快。