风是怎样形成的 一年四季,我们几乎每天都在和风打交道,有和煦的春风,也有刺骨的寒风。那么,你知道风究竟是怎样来的吗? 如果给风下一个简单的定义,可以这样说:空气在水平方向上的流动就叫做风。风是由于空气受热或受冷而导致的从一个地方向另一个地方产生移动的结果。 我们知道,太阳照射着地表的不同区域,空气受阳光的照射后,就造成了有的地方空气热,有的地方空气冷。热空气比较轻,容易向高处飞扬,就上升到了周围的冷空气之上;而冷空气比较重,会向较轻空气的地方流动,于是空气就发生了流动现象,这样就产生了风。
为什么会有风?空气在什么力量的推动下才发生运动?这是一个非常复杂的问题,通常有4种力是必须考虑的。这就是气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力和摩擦力。它们对空气运动,即对风的方向和速度都有作用,风是它们综合作用的结果。
(1)气压梯度力是由于气压分布不均匀,空气就从气压高的地方向气压低的地方流动,“水往低处流”,空气也是这样。因为高、低压差,使得它们之间形成一种力,气压差越大,这种力也就越大。就像物体从楼梯上滚下来,楼梯越高越陡,物体就滚得越快。所以,这种力称为气压梯度力。显然,气压梯度力的大小与气压梯度成正比,与空气密度成反比,力的方向是从高压指向低压,在大气温度为0℃、大气压力为1013.25百帕的标准温压条件下,空气密度是1.293千克/立方米。这时候,如果出现100帕/赤道度的气压梯度,就能产生7×104牛顿/千克的气压梯度力。不要小看这个力,只要经过一定时间,就能产生很大的速度。例如,3小时后,就能使风速从零增大到7.6米/秒;持续10小时,就会使风速增大到25米/秒。这就说明,气压梯度力是形成风的原动力。不过在事实上,在空气开始运动后,会有其他动力来与气压梯度力相平衡,以达到空气的常速运动。所以,尽管比较小的气压梯度,也可以引起很大的风速,而各种力的相互平衡作用,能使风速不可能无限地增大。
(2)在我们这个地球上,地球自转速度很快,有464米/秒,自转一圈有40074.25千米,以华里计算为80148.50里,真是名副其实的“日行八万里”。在这样高速自转的影响下,不可避免地要影响地球上物体的运动。在北半球,运动着的物体,常因地球自转作用,产生了使物体在其前进方向往右偏转的力,这个力因地球自转引起,所以称为地转偏向力。在南半球,地转偏向力的作用,则使运动着的物体在前进方向往左偏转。
地转偏向力属于一种惯性力,是由地球自转而产生,所以,只有当物体运动时才能表现出来,而且它的方向永远垂直于物体运动中的瞬时速度的方向。地转偏向力只改变物体运动的方向,而不改变物体运动速度的大小。
产生地转偏向力需要3个条件:①地球自转;②物体运动;③物体运动方向和地球自转有交角。二三个条件缺一不可,只有前两个条件,而无第三个条件,即运动方向与地轴平行时,例如在赤道上的南风和北风,都不会发生偏转。两极地区的垂直运动,也不会发生偏转。这些条件和特点,对于我们认识地转偏向力的作用很有好处。
(3)地球自转的另一个结果,是物体产生离心力。从物理学可知,离心力永远是在纬圈平面上,方向是沿着纬圈的曲率半径从地轴向外,而力的大小与运动物体的线速度的平方成正比,与曲率半径成反比。离心力与地转偏向力一样,都属于惯性力,只能改变运动的方向,不能改变运动的速度,所以也称为惯性离心力。惯性离心力通常比地转偏向力小。但是,在低纬度地区,或空气运动速度很大,而曲率关系很小时,也可能达到较大的数值,并可能超过地转偏向力。
(4)空气的乱流运动可能在上、下层之间有差异,方向可以不同,速度也可以不一样,这时就可能产生摩擦,称为内摩擦力。乱流作用越强,内摩擦力也就越大。近地层空气运动和地表面之间也会产生摩擦力,称外摩擦力。它是地表面对空气运动的阻力,方向与空气运动方向相反,并偏向一边约35°,大小与空气运动速度及摩擦系数成正比。内摩擦力与外摩擦力总称摩擦力,它使空气运动速度减小,方向往一边偏离。摩擦力越大,偏离也越大。在海洋上偏离角度要小些,约10°。在陆地上偏离角度可达35°左右。摩擦力的大小与高度有关系,在近地层30~50米处摩擦力最大,到1000~2000米已不显著。所以在这个高度以下,称为摩擦层,以上则称为自由大气。
从上述各种力可以看出,只有气压梯度力才可以使空气从静止状态产生运动,是空气运动的起动力。其他力只能改变空气运动的方向或速度,并只有当空气已经运动时才会发生,不是空气运动的起动力。
风是是由太阳辐射热引起的。太阳光照射在地球表面上,使地表温度升高,地表的空气受热膨胀变轻而往上升。热空气上升后,低温的冷空气横向流入,上升的空气因逐渐冷却变重而降落,由于地表温度较高又会加热空气使之上升,这种空气的流动就产生了风。
地球上的风与水源有关系,风由水与水蒸气的胀缩而产生。集结的水蒸气(云)结成水时,体积缩小,周围水蒸气前来补充,就形成风。
扩展资料
风的类型
1、旋风:当空气携带灰尘在空中飞舞形成漩涡时,这就是旋风。
2、焚风:当空气跨越山脊时,由于空气下沉,背风坡上容易发生一种暖(或热)而干燥的风,就叫焚风。
3、台风,就是发生在热带海洋上的大气涡旋, 所以又叫热带气旋。当涡旋中心最大风力达到八级以上时,就叫台风;中心最大风力在六至七级叫弱台风;中心最大风力达八至十二级时,叫强台风。
4、龙卷风:从积雨云中伸向地面的一种范围很小,破坏力极大的空气涡旋。发生在陆地上的叫陆龙卷,发生在海洋上的叫海龙卷,又叫水龙卷。龙卷风是一种旋转力很强的猛烈风暴,风速最大可达每秒100米以上。
5、山谷风:在山区,白天风沿山坡、山谷往上吹,夜间则沿山坡、山谷往下吹,。这种在山坡和山谷之间,随昼夜交替而转换风向的风叫山谷风。
-风
地球上任何地方都在吸收太阳的热量,但是由于地面每个部位受热的不均匀性,空气的冷暖程度就不一样,于是,暖空气膨胀变轻后上升;冷空气冷却变重后下降,这样冷暖空气便产生流动,形成了风。
原来地球表面,各个地方接受太阳的热量并不一样,有的地方接受得多,空气变暖了温度升高了。暖的空气要膨胀。相反,有的地方接受太阳的热量少,温度降低,空气变冷了,冷的空气要收缩。空气跟水一样,总是由高温空气向低温空气流动。这样,空气的流动就形成风了。
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。地球上某处所接受的太阳辐射能正是与该地点太阳照射角的正弦成正比。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。另外地球又绕自转轴每24h旋转一周,温度、气压昼夜变化。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,地球的自转以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”。另外局部温度梯度等因素也会使风能分布发生变化。
在气象上,风常指空气的水平运动,并用风向、风速(或风力)来表示。风向指风的来向,一般用16个方位或360度来表示。以360度表示时,由北起按顺时针方向量度
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