风是怎么产生的?
你一定觉得这个问题很可笑——小孩子都知道空空气流动形成风,风就是空空气流动形成的!
那么空气为什么会流动呢?当然,我不是说你打开电风扇,也不是你鼓起腮帮子吸一口气,而是大自然中空气体流动的大范围 。你知道答案吗?
今天我们就来说说风的来源,从科学的角度来探讨大气压力、地球自转、热弥散对风的影响 。那你就知道了,枫红豆博客绝不是吹的那么简单 。
在强风中摇曳的樱桃树
大气压力我们的地球表面覆盖着厚厚的大气,大气主要由氮和氧组成,它们占大气体积的99%以上 。它们是气体物质,也有质量 。地球大气层的总质量约达1000千克.所谓气压,我们指的是单位面积的大气压力,也就是其上方空气柱的重力 。
你可能会说:很简单!大家都知道一个秤上的大气压是760毫米汞柱高,101325帕斯卡,相当于每平方米10.3吨的压力 。
大气压力的测量
很好,你的答案是正确的 。但这是“一个刻度大气压”,既是测量值,也是规定值 。即当温度为0℃,在纬度45度的海平面上,水银气压计上的数值为760毫米汞柱(相当于1013.25百帕),这是一个刻度大气压 。
其实在纬度45度的海平面,温度并不总是保持在0℃,只要温度变化,气压也变化 。这是因为随着温度的升高空气体分子的活动速度会加快,相互远离,空气体的密度会相应降低 。相反,温度的降低会导致空气体密度的增加 。但如果一个地区的大气厚度完全不变,密度增加就意味着这个地区有更多的空气体,其大气压力自然增加 。
大气压会随着温度的变化而变化 。
在地球表面,由于地形的差异、日照强度的变化、水汽蒸发量的差异等一系列复杂的原因 。,地表空气体形成不同温度的气团 。这些气团相遇的地方,由于大气压的差异,空气体会流动,空气体会从压力高的区域向压力低的区域倾泻,这就是风 。
全球重要气团,七彩红豆博客冷暖 。
大气环流大气环流是覆盖地球的更大和最广泛的风 。因为地球赤道靠近大面积的海洋,这里的阳光也最强 。在强烈的阳光照射下,海水大量蒸发到大气中,海面的高温也加热了空气体 。海面上方的空气团被加热形成上升气流和压降 。
赤道上升的气体不会积聚 。一方面会在高空降温形成大范围降水,同时会向两极移动 。当这些空气体移动到南北纬30°附近时,变得干冷,干冷空气体由于密度增加而下沉,在这个纬度带形成副热带高压区 。到达近地面时,又流向赤道,以弥补赤道地区上升的空气体,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,因为它在赤道两侧培育了大片信风带 。
大气环流形成的原因
大家可能注意到了,在南北纬30°附近的副热带高压两侧,大气环流的方向是不一样的:北纬30°以南吹东北信风,但西风向北吹 。为什么会这样?
能知道风向的力有三种:大气高压差引起的气压梯度变化,地球自转,摩擦力 。
根据上一段的分析,我们知道空气体会从高压区流向低压区,应该是线性的 。同时,由于地球一直在自转,地球的自转会对流动的空气体施加第二个力——科里奥利力 。
转盘上科里奥利力的模仿,铅笔运动的方向代表流体运动的方向 。
由于科里奥利效应,当风从30 N的副热带高压区吹向两侧时,是顺时针方向运动,而在南半球,则是反方向运动 。同样,如果北半球海洋出现热带气旋或龙卷风,其旋转方向是逆时针的 。
由于科里奥利效应,北半球高压区的风向为顺时针方向,而低压区的风向为逆时针方向 。
大气湍流【风是怎样产生的?为什么会刮风】湍流是一种不规则的大气活动,经常发生在大气底部的边界层、对流云内部以及大气对流层上部的西风急流区 。当空气体层有明显的风切变,上层空气体温度低于下层对流条件时,容易产生随机湍流 。
由于太阳对地面各部分的加热不均匀,大气的高低压区往往随机交织,所以空气团在活动过程中会产生随机湍流 。大气湍流伴随着物质、能量和动量的传递和交换,其活动速度比层流快得多,因此其扩散和切应力也很大 。此外,湍流随机产生,风速快且风向不确定,突发风切变往往威胁飞机飞行安全 。
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