于鵬飛
說起風(fēng),大家可能再熟悉不過了。雖然我們未曾與其謀面,但它就像一雙隱形的手,撥亂我們的頭發(fā),搞掉樹上的葉子,扇起滿地的塵?!合那锒?,它時而和煦、時而凜冽,卻始終伴隨在我們身邊。今天,我們就想辦法抓住這雙隱形的手,看看它到底從哪里來,長什么樣吧。
風(fēng)的成因
有同學(xué)可能會說:風(fēng)就是流動的空氣。沒錯,風(fēng)就是在水平方向上流動的空氣,所以我們看不到,也摸不著。但是本來平穩(wěn)的空氣怎么就流動起來形成風(fēng)了呢?
我們知道,地球上各地因太陽照射角度不同,溫度也會有差異。溫度高時,空氣分子會受熱膨脹,在一定的空間中,空氣分子的數(shù)量會減少,在這個空間中空氣的質(zhì)量就會變輕。那么,它對地面形成的壓力就會比較小,我們把這種情況就稱為氣壓低。相反,當(dāng)氣溫低的時候,空氣分子會遇冷收縮,同樣的空間中空氣分子的數(shù)量就會變多,于是這里的空氣就會變重,相應(yīng)的氣壓就會比較高。就像水從高處流向低處一樣,當(dāng)相鄰的位置氣壓高低不同時,空氣就會從氣壓高的地方流向氣壓低的地方,或者說空氣從擁擠的高氣壓區(qū)域流向了相對更加寬松的低氣壓區(qū)域。這種空氣的流動便產(chǎn)生了風(fēng)。
風(fēng)有區(qū)別嗎?
同樣是風(fēng),為什么有時候我們感受到的是微風(fēng)拂面,而有時候就是狂風(fēng)呼嘯呢?這依然與空氣的流動有關(guān),就像是高度差異大時水會加快流速一樣,當(dāng)氣壓差異大時,空氣也會加速流動,所以風(fēng)就會變大。在科學(xué)上叫作風(fēng)力加大。根據(jù)風(fēng)的速度和強弱,氣象學(xué)家還把風(fēng)分成不同等級。
海陸風(fēng)
去過海邊的同學(xué)可能會發(fā)現(xiàn),海邊好似總有源源不絕的風(fēng)吹來。這是為什么呢?走在海邊,一邊是無邊無際的大海,另一邊是廣袤的陸地。當(dāng)陽光灑向地球,海水和陸地接收太陽熱量的能力是不同的。這種接收熱量的能力叫作比熱容,比熱容越大,吸熱和散熱的速度越慢,就像一個“比胃容”很大的人很難吃飽一樣。又因為水的比熱容大于陸地,所以當(dāng)陽光同時照射到海面和陸地時,海水的溫度變化要比陸地慢。這樣,在白天時,海洋溫度較低,氣壓較高,風(fēng)從海洋吹向陸地,形成海風(fēng):而夜晚陸地降溫更快,氣壓高于海洋,風(fēng)就從陸地吹向海洋,形成陸風(fēng)。
季風(fēng)和信風(fēng)
我們已經(jīng)知道,海邊有海風(fēng)和陸風(fēng),現(xiàn)在我們把視角拉高,從整個地球的角度去看看地球上的風(fēng)。地球表面約29%的面積是陸地,剩下約71%的面積是海洋。于是,在海洋和陸地之間會產(chǎn)生放大版的海風(fēng)和陸風(fēng)。
我們已經(jīng)講過了水的比熱容大于陸地,那么夏天的時候,大家說陸地和海洋哪里更涼快呢?沒錯,就是海洋。海洋因溫度較低,形成高壓:而陸地因溫度較高,形成低壓。夏天,風(fēng)會從遼闊的海洋吹向陸地,同時把珍貴的水汽帶到陸地形成豐沛的降水。這種風(fēng)因為在夏天產(chǎn)生,所以叫作夏季風(fēng)。到了寒冷的冬季,因為陸地的比熱容小,溫度會迅速下降,而海洋卻還是暖暖的。于是,空氣在陸地上聚集,形成高壓。于是風(fēng)調(diào)轉(zhuǎn)了方向,從陸地吹向海洋,形成了干冷的冬季風(fēng)。因為它們隨季節(jié)的變化而產(chǎn)生,因此叫作季風(fēng)。
和會隨著季節(jié)而變化的季風(fēng)不同,在地球上還有一種不怎么變化的風(fēng),一年四季都朝著一個方向吹,這種風(fēng)就是“恒而有信”的信風(fēng)。信風(fēng)在英語里叫作“Trade Wind”,人們有時按照英語將其直譯為“貿(mào)易風(fēng)”。
身邊的風(fēng)
不知道同學(xué)們有沒有過這樣的體驗:你打開門時,突然一陣大風(fēng)吹來,門“砰”的一聲就被關(guān)上了。這種風(fēng)我們常叫它“過堂風(fēng)”。過堂風(fēng)非常常見,有時候它會給我們送來涼爽,有時又會給我們帶來困擾。那么它又是從哪里來的呢?
這種風(fēng)多發(fā)生在門窗相對的房間或者建筑物的間隙中。它是由一種叫作“風(fēng)壓”的物理原因產(chǎn)生的。由于建筑物不同方位受太陽照射的程度不同,溫度也就不同,靠窗的一邊溫度較高,靠門的一側(cè)則溫度較低,因此窗外和門外的空氣流動速度就不同,大氣壓力也就不同了。這時候,我們一旦把門打開,兩側(cè)的空氣流通,就會像一個吹滿氣的氣球突然打開了口一樣,氣壓高的一側(cè)空氣會迅速流向另一側(cè)。要是門窗之間還有一個狹窄的空間,那么空氣在經(jīng)過這個空間時,流動速度就會進一步加快。這樣,過堂風(fēng)就產(chǎn)生了。當(dāng)這種風(fēng)在高樓之間產(chǎn)生的時候又叫“樓間風(fēng)”。這種風(fēng)很突然,風(fēng)力還很大,有時候甚至?xí)讶舜档?。所以?dāng)我們開門或者是在高樓之間行走的時候,一定要小心喲,千萬不要讓這雙隱形的手將我們鎖在門外,抑或推倒在地。