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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

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翠湖园
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2011/10/16 10:33:07 11楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
在空气的“海洋”里也有“水位差”―气压差，即两地间存在着气压梯度。计量水位差单位用米，而计量气压差则用毫巴为单位。两把尺子不一样，但水和空气都是流体，又都有重量，水平方向上两地的水或空气如果存在重力的差异，就都会产生由重力大的地方指向重力小的地方的旁压力（如下图）。190从这个意义上看，情况又都相像：水受到旁压力的作用从高处流向低处，水位差愈大，流速愈快；而空气也在旁压力的推动下，从气压高处流向气压低处，两地间气压差愈大，也即气压梯度愈大，空气流得也愈快，风刮得愈起劲。

　　

人们把在空气的“海洋”里，由于存在气压梯度而产生这种旁压力称为气压梯度力（如下图），气压梯度力是由于大气压力不均匀而作用在空气质点上190的压力，其方向由高压指向低压，垂直于等压面，也可以分解成水平气压梯度力和垂直气压梯度力。显然，它的大小和气压梯度成正比。

　　现在不难明白风怎样吹起的道理，空气的流动原来是由气压梯度力推动起来的，风刮的猛烈还是微弱也是由气压梯度力的大小来决定的。
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2011/10/16 10:33:58 Last edit by hhx050
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2011/10/16 10:35:16 12楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
热极生风


　　风为什么吹起？又为什么从高气压斜穿等压线吹向低气压的原因我们在前面基本上已经揭开了。风是由气压分布的差异所引起的，但引起各地气压差异的原因又是什么呢？这里先从“热极生风”说起吧。

　　从字面上看，“热极生风”的意思是说：一个地方热得太厉害，不久便会产生大风。夏天雷雨大风之前，空气往往热得出奇；而在冬天天气回暖，热得反常的时候，不久也会有冷空气大风来临。

　　热与冷是相比较而存在的，这个地区热得反常了，与别的地区一比较，就会比出冷来了。如果那里原来受冷空气控制，那两个区域之间冷热的差异就更大了。
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　　在一定条件下各种矛盾运动都可以互相转化。冷热的矛盾也可以转化为气压高低的矛盾：热空气发生膨胀，引起该区空气密度减小，结果使得单位面积上承受的空气柱重量也减小，也就是说，那里的气压降低了；相反的，一个地区冷下来的结果会引起那里气压的升高。可见，两地间如果发生了冷热的差异，就会相应地引起气压的差异，冷热差异越大，气压差异也越大。
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2011/10/16 10:35:57 13楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
　两地间气压差加大，气压梯度力就会增加，风也越刮越有劲。迅猛异常的雷雨大风和冷空气大风，就是因为雷雨地区、冷空气地区与暖区之间发生了很大的温度差，从而引起很大的气压差和很大的气压梯度力而产生的。这样，冷和热的矛盾运动，通过气压高低的矛盾，最后又转化为风的矛盾运动、热运动转化成为风的机械运动。

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　　然而，这种矛盾运动的转化过程还没有完结：风刮起来以后，川流不息到处奔走，它从南方刮到北方，又从北方刮到南方，从暖的地区刮到冷的地区（气象上称为暖平流，常用高空等压面图上等高线与等温线迭加在一起来进行分析），又从冷的地区刮到暖的地区（气象上称为冷平流），使冷暖空气来来往往，这样风就很自然地成为传送热量的角色。它每走一步就会引起经过之处温度的改变，从而也使各地之间的温度差异发生变化。于是风的机械运动终于又转化为冷与热的矛盾运动。然后，冷与热的矛盾运动又可通过气压高低的矛盾转化为风的机械运动……这种转化过程，一次次地循环，没完没了。
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2011/10/16 10:36:40 14楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
地转风


　　地转风是指自由大气中空气的水平等速直线运动，是指无加速度、惯性离心力不起作用情况下的运动。在这种运动中，只有水平气压梯度力和地转偏向力起作用。地转风是自由大气中水平气压梯度力和地转偏向力相平衡时的空气的水平运动。

　　地转风是平衡运动，它受到的合外力等于零，没有加速度。空气运动平行于等压线，人背风而立，高压在右，低压在左。这就是北半球地转风的规则。平时我们说水往低处流，那么空气也应该从高压向低压流动了。但实际上却是平行于等压线流动的，这是地转偏向力影响的结果。因为，当有了气压梯度之后，空气要从高压向低压流，但一有运动，就会受地转偏向力的作用，使运动方向向右偏(北半球)，随着运动方向的改变，偏向力的方向也改变，因为偏向力的方向永远垂直于运动方向所指的右方。

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2011/10/16 10:37:10 15楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
梯度风


　　梯度风是地转风在一定条件下，转化成另一种大尺度的系统风。当地转风在圆形的气压场中时，风是做等速曲线运动。作曲线运动物体的运动轨道，都有一定长度半径，所以风在运动时，除梯度力、偏向力作用外，还要受到惯性离心力的作用，当三个力作用平衡时，有效分力为零，风沿等压曲线作惯性等速曲线运动，这就是梯度风。



　　等压线往往是无规则的曲线。为了典型起见，我们假定等压线是同心圆。在这样的气压场中，空气受到水平气压梯度力的作用，力的方向是垂直于等压线由高压指向低压。
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2011/10/16 10:38:20 16楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
看风识天气


　　“东风送湿西风干，南风吹暖北风寒”。这则谚语流传在长江中下游一带，它说明不同的风会带来冷暖干湿不同的天气。

　　长江中下游地区东临海洋，西连大陆，这里的风东吹西刮、南来北往，担负着交流寒暖、运送水汽的任务。东风湿、南风暖，暖湿的东南风为云雨的产生提供了丰富的水汽条件，只要一有上升的机会就会凝云致雨。所以，有“要问雨远近，但看东南风”、“白天东南风，夜晚湿布衣”的说法。而西风干、北风寒，晴天刮西北风，预示着继续晴冷无雨；雨天刮西北风则预示着干冷空气已经压境，随着冷空气层的增厚，空中的云层升高变薄，不久就会云消雨散了。所以，谚语说“西北风，开天锁”。

　　在温带地区，地面上如有两股对吹的风，它们往往是两股规模大、范围广，温度、湿度不同的冷气流和暖气流。南风运载着暖湿空气，北风运载着干冷气流。在它们相遇的地带，形成了锋面。锋面一带，暖湿空气的上升运动最为旺盛。有时暖湿气流势力强大，主动北袭，并凌驾于冷气流之上，向上滑升，冷却凝云。这时，天上云向(暖气流)与地上风向(冷气流)相反，“逆风行云，定有雨淋”。随着云层迅猛发展，增厚，便形成范围广大、连绵不断的云雨了。有时，干冷空气的势力比暖湿气流强大，它主动出击，象一把楔子直插空气下面，把暖湿空气抬举向上，锋面一带便出现雷雨云带。在这一带，雷鸣电闪，风狂雨骤。
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2011/10/16 10:39:15 17楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
锋面云雨带的生消、移动，决定于南北气流势力的消长。某地南风劲吹，说明该地处于锋面云雨带以南，这时暖锋北去，天气晴暖。但是，“北风不受南风欺”,“南风吹到底，北风来还礼”,“南风吹得紧，不久起风雨”。每一次吹南风的过程，虽晴暖一时，却又预示着北风推动冷锋南下。所以，一旦“转了北风就要下”，就会云涌雨落。而南风刮得愈久，说明暖湿气流积蓄的力量也愈强，当北方冷空气一旦南下，愈易出现势均力敌的拉锯局面，使锋面在这一地区南北摆动、徘徊不去，会形成连续阴雨的静止锋天气。因此，有“刮了长东南，半月不会干”的说法。如果冷空气势力特强，南下的冷锋云雨往往一扫而过，一下子被推到南方的海洋上；北风愈猛，晴天愈长久。因此，“南风大来是雨天，北风大来是晴天。”

　　高气压和低气压的移动，也常常通过刮风而表现出来。高气压控制下的晴天，如果不刮风，表明高气压系统没有明显移动，晴天仍继续；低气压系统影响下的阴雨天，如果无风，表明低气压系统也很少移动，因而继续阴雨。长江中下游地区降水的低气压系统多由偏西方移来，所以，一年四季的雨前风向多偏东，而且呈逆时针变化，即风向由东南-东-东北地变化；相反地，如果风向由东南到偏西变化，一般无雨，只有夏季地方性积雨云出现时才有可能下雨。谚语说：“四季东风四季下，只怕东风刮不大”，就说明了低气压系统影响前当地的风向。还有“雨后生东风，未来雨更凶”的说法：即雨停后，仍有三、四级的偏东风，这是降雨暂停的征兆，表明西边还有低气压移来，未来会下更大的雨。

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2011/10/16 10:39:54 18楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
一般说来，在东北风中开始的降雨，下的时间长，雨量也较大。如果在将要下雨或开始下雨时，风向时而东北、时而东南，这叫做“两风并一举”；预示着移来的低气压系统范围大、移动慢，未来必有连阴雨。

在雨天，如果风向转为偏西，天气大多转晴。风向越偏西 北方，风力越大，则转晴越快，晴天维持的时间也较长。有时 西风很小，天气仍不睛，这就属于“东风雨，西风晴；西风不晴 必连阴”的情况。如果在偏南或西南风里转晴，则往往晴不长，表明下次雨期较近。

有时，偏东风连刮两三天，天气仍不变，风反而越刮越紧， 这种情况多在旱天出现；这时气温表现为“日暖夜寒”，人们称 之为“天旱东风紧”、“东风冷要旱”。当低气压控制本地时，东风风力不大，午后近地面常有旋风发生，预示近期天旱。“东风 刮，西风扯，若要下雨得半月”。这是说，在一两天内风向时而偏东、时而偏西，预示中期内没有强大的天气系统侵入，不会有降水现象。

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2011/10/16 10:40:24 19楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
值得注意的是，相同的风也不一定会出现相同的天气。看风识天气还得看具体条件。

首先要看季节。在夏季，暖气流强于冷气流，东南风一吹，锋面云雨带推向北方。这时长江中下游地区在单一的暖气流控制下，空气缺乏上升运动的条件，所以有“一年三季东风雨，独有夏季东风晴”的说法。要是在太平洋副热带高压的稳定控制下，盛行夏季风。夏季风虽然是来自东南海洋，但高气压控制下的气流稳定，天气晴热少雨，于是“东南风，燥烘烘”了。如果夏季吹西北风，反而预示下雨，所以有“冬西晴，夏西雨”，“夏雨北风生”的谚语。

在冬半年，冷空气强于暖空气，西北风常把锋面云雨带推向南方海洋。这时长江中下游地区在单一的冷空气控制下，天气晴朗，正象谚语所说的“秋后西北田里干”、“春西北，晒破头；冬西北，必转晴。”如果这时刮起东南风，但刮不长，这就是 “南风吹到底，北风来还礼”，预示锋面云雨带影响到本地，天将变阴，“要问雨远近，但看东南风”。

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2011/10/16 10:40:45 20楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
其次要看风速。谚语说得好，“东风有雨下，只怕太文雅”，只有“东风昼夜吼”，才能：风狂又雨骤”；只有“东南紧一紧”，才能“下雨快又狠”。冬天和旱天，偏东风要刮两、三天才能有雨；如果风力达到五、六级，则刮一、两天就可能下雨。而在初夏和多雨期，只要东南风刮一阵就会下雨。

另外，“风是雨的头，风狂雨即收”。阵雨前，往往是风打头阵，先刮风，雨才随后下降。雨停的时候也是风先增大，然后雨再停，即“狂风遮猛雨”。这种现象都是在积雨云下发生的。因为积雨云下快接近雨区时先有风，然后下雨，待风大雨大时，雨区很快就过去了。

第三要注意地方性。必须区别“真风”和“假风”。在一般情况下，风向风速都有各地不同的日变化规律。这种正常的日变化规律，并不反映天气系统的影响，人们称为“假风”。只有风向稳定在某个方向，风力逐渐增大，才是能预兆天气变化的“真风”。一般“真风”要从早刮到晚，从傍晚刮到午夜；特别是夜风，对于预报天气的晴朗转折，效果更好。至于地方性的山谷风，也属于“假风”，不能用来预报天气转折。

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