为什么会刮风(风是怎样产生的?)

风是怎么产生的?
你一定觉得这个问题很可笑——小孩子都知道,空气流动形成风,风是因为空气流动形成的嘛!
那么,空气为什么会流动?我指的当然不是你打开电风扇,更不是你鼓起腮帮子吹一口气,而是自然界大规模的空气流动,你知道答案吗?
【为什么会刮风(风是怎样产生的?)】今天我们就来谈一谈风的起源,从科学的角度探究大气压力、地球转动以及热力分布对风的影响 。然后你就会知道,风,绝不是吹一吹那么简单 。
为什么会刮风(风是怎样产生的?)
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在大风中摇曳的樱桃树
大气压力我们的地球表面覆盖着厚厚的大气,它主要由氮气和氧气构成,这两种气体占到了大气体积的99%以上 。气体是物质,它们也是有质量的,地球大气的总质量达到约5.15×101? kg 。我们所说的气压,就是每单位面积的大气压力,也就是它上方空气柱的重力 。
你可能会说:这很简单啊!谁都知道一个标准大气压是760mm汞柱高、是101325 帕斯卡,相当于每平方米要承受10.3吨的压力 。
为什么会刮风(风是怎样产生的?)
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大气压的测量
很好,你的回答很正确 。但这是“一个标准大气压”,它既是一个测量值,也是一个规定值 。即:当温度为0℃、在纬度45度海平面、水银气压表上的数值为760毫米水汞柱高(相当于1013.25百帕),这就是一个标准大气压 。
事实上,在纬度为45度的海平面,温度并不总是维持在0℃,而只要温度发生变化,气压也随之发生变化 。这是因为随着温度的升高,空气分子的运动速度会加快,彼此之间会远离,空气密度随之减小;反之,温度的降低会导致空气密度增加 。而一个地区大气厚度基本不变,密度增加就意味着这个地区上空有更多的空气,其大气压力自然增加了 。
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大气压力会随温度变化而发生变化
地球表面因地形地貌的差异、日照强度的变化、水气蒸发量的不同等一系列复杂的原因,造成了地表空气形成一个个不同温度的气团 。在这些气团相交汇的地方因大气压力不同会导致空气流动,空气会从压力高的区域向压力低的区域倾泻,这就是风 。
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全球主要气团,颜色表示冷暖
大气环流大气环流是覆盖地球的规模最大、范围最广的风 。由于地球赤道附近覆盖着大面积的海洋,这里的阳光也最强烈,海水在强烈阳光的照射下大量蒸发进入大气,同时海面的高温也加热空气 。海面上方的空气团受热形成上升气流、气压降低 。
赤道上升的气体不会堆积,它一方面在高空冷却形成大规模降水,同时向两侧极地方向移动 。当这些空气移动到南北纬30°附近时,它已经变得又干又冷,干冷的空气因密度增加而下沉,在这一纬度带形成副热带高压区 。到达地面附近再次向赤道流动,补充赤道地区上升的空气,从而完成一个循环 。我们称这个环流圈为哈德利环流圈或信风环流圈,因为它造就了赤道两侧庞大的信风带 。
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大气环流形成原因
你也许注意到了,在南北纬30°附近的副热带高压区两侧,大气环流的方向是不一样的:在北纬30°线以南吹的是东北信风,以北吹的却主要是西风 。为什么会出现这种情况?
有三种力量可以控制风的走向:大气高地压差造成的压力梯度变化,地球自转,摩擦力 。