風(fēng)和雨是怎樣形成的？

【專(zhuān)家解說(shuō)】：風(fēng)是怎樣形成的 一年四季，我們幾乎每天都在和風(fēng)打交道，有和煦的春風(fēng)，也有刺骨的寒風(fēng)。那么，你知道風(fēng)究竟是怎樣來(lái)的嗎？ 如果給風(fēng)下一個(gè)簡(jiǎn)單的定義，可以這樣說(shuō)：空氣在水平方向上的流動(dòng)就叫做風(fēng)。風(fēng)是由于空氣受熱或受冷而導(dǎo)致的從一個(gè)地方向另一個(gè)地方產(chǎn)生移動(dòng)的結(jié)果。 我們知道，太陽(yáng)照射著地表的不同區(qū)域，空氣受陽(yáng)光的照射后，就造成了有的地方空氣熱，有的地方空氣冷。熱空氣比較輕，容易向高處飛揚(yáng)，就上升到了周?chē)睦淇諝庵?；而冷空氣比較重，會(huì)向較輕空氣的地方流動(dòng)，于是空氣就發(fā)生了流動(dòng)現(xiàn)象，這樣就產(chǎn)生了風(fēng)。 風(fēng)的形成 朱瑞兆 風(fēng)的形成乃是空氣流動(dòng)的結(jié)果。風(fēng)能利用形成主要是將大氣運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 風(fēng)就是水平運(yùn)動(dòng)的空氣，空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，主要是由于地球上各緯度所接受的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度不同而形成的。在赤道和低緯度地區(qū)，太陽(yáng)高度角大，日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度強(qiáng)，地面和大氣接受的熱量多、溫度較高；再高緯度地區(qū)太陽(yáng)高度角小，日照時(shí)間短，地面和大氣接受的熱量小，溫度低。這種高緯度與低緯度之間的溫度差異，形成了南北之間的氣壓梯度，使空氣作水平運(yùn)動(dòng)，風(fēng)應(yīng)沿水平氣壓梯度方向吹，即垂直與等壓線從高壓向低壓吹。 地球在自轉(zhuǎn)，使空氣水平運(yùn)動(dòng)發(fā)生偏向的力，稱(chēng)為地轉(zhuǎn)偏向力，這種力使北半球氣流向右偏轉(zhuǎn)，南半球向右偏轉(zhuǎn)，所以地球大氣運(yùn)動(dòng)除受氣壓梯度力外，還要受地轉(zhuǎn)偏向里的影響。大氣真實(shí)運(yùn)動(dòng)是這兩力綜合影響的結(jié)果。 實(shí)際上，地面風(fēng)不僅受這兩個(gè)力的支配，而且在很大程度上受海洋、地形的影響，山隘和海峽能改變氣流運(yùn)動(dòng)的方向，還能使風(fēng)速增大，而丘陵、山地卻磨擦大使風(fēng)速減少，孤立山峰卻因海拔高使風(fēng)速增大。因此，風(fēng)向和風(fēng)速的時(shí)空分布較為復(fù)雜。 在有海陸差異對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)的影響，在冬季，大陸比海洋冷，大陸氣壓比海洋高風(fēng)從大陸吹向海洋。夏季相反，大陸比海洋熱，風(fēng)從海洋吹向內(nèi)陸。這種隨季節(jié)轉(zhuǎn)換的風(fēng)，我們稱(chēng)為季風(fēng)。所謂的海陸風(fēng)也是白晝時(shí)，大陸上的氣流受熱膨脹上升至高空流向海洋，到海洋上空冷卻下沉，在近地層海洋上的氣流吹向大陸，補(bǔ)償大陸的上升氣流，低層風(fēng)從海洋吹向大陸稱(chēng)為海風(fēng)，夜間（冬季）時(shí)，情況相反，低層風(fēng)從大陸吹向海洋，稱(chēng)為陸風(fēng)。 在山區(qū)由于熱力原因引起的白天由谷地吹向平原或山坡，夜間由平原或山坡吹向，前者稱(chēng)為谷風(fēng)，后者稱(chēng)為山風(fēng)。這是由于白天山坡受熱快，溫度溫度高于山谷上方同高度的空氣溫度，坡地上的暖空氣從山坡流向谷地上方，谷地的空氣則沿著山坡向上補(bǔ)充流失的空氣，這時(shí)由山谷吹向山坡的風(fēng)，稱(chēng)為谷風(fēng)。夜間，山坡因輻射冷卻，其降溫速度比同高度的空氣交快，冷空氣沿坡地向下流入山谷，稱(chēng)為山風(fēng)。 此外，不同的下墊面對(duì)風(fēng)也有影響，如城市、森林、冰雪覆蓋地區(qū)等都有相應(yīng)的影響。光滑地面或摩擦小的地面使風(fēng)速增大，粗糙地面使風(fēng)速減小等。 雨的形成 由液態(tài)水滴(包括過(guò)冷卻水滴)所組成的云體稱(chēng)為水成云。水成云內(nèi)如果具備了云滴增大為雨滴的條件，并使雨滴具有一定的下降速度，這時(shí)降落下來(lái)的就是雨或毛毛雨。由冰晶組成的云體稱(chēng)為冰成云，而由水滴(主要是過(guò)冷卻水滴)和冰晶共同組成的云稱(chēng)為混合云。從冰成云或混合云中降下的冰晶或雪花，下落到0℃以上的氣層內(nèi)，融化以后也成為雨滴下落到地面，形成降雨。 在雨的形成過(guò)程中，大水滴起著重要的作用。當(dāng)水滴半徑增大到2—3mm時(shí)，水分子間的引力難以維持這樣大的水滴，在降落途中，就很容易受氣流的沖擊而分裂，通過(guò)“連鎖反應(yīng)”。使大水滴下降，小水滴繼續(xù)存在，形成新的大水滴。這是上升氣流較強(qiáng)的水成云和混合云中形成雨的重要原因 凡是大氣中因懸浮的水汽凝結(jié)，能見(jiàn)度低于1千米時(shí)，氣象學(xué)稱(chēng)這種天氣現(xiàn)象為霧。 一般來(lái)說(shuō)，秋冬早晨霧特別多，為什么呢？我們知道，當(dāng)空氣容納的水汽達(dá)到最大限度時(shí)，就達(dá)到了飽和。而氣溫愈高，空氣中所能容納的水汽也愈多。1立方米的空氣，氣溫在4℃時(shí)，最多能容納的水汽量是6.36克；而氣溫是20℃時(shí)，1立方米的空氣中最多可以含水汽量是17.30克。如果空氣中所含的水汽多于一定溫度條件下的飽和水汽量，多余的水汽就會(huì)凝結(jié)出來(lái)，當(dāng)足夠多的水分了與空氣中微小的灰塵顆粒結(jié)合在一起，同時(shí)水分子本身也會(huì)相互粘結(jié)，就變成小水滴或冰晶?？諝庵械乃^(guò)飽和量，凝結(jié)成水滴，這主要是氣溫降低造成的。 如果地面熱量散失，溫度下降，空氣又相當(dāng)潮濕，那么當(dāng)它冷卻到一定的程度時(shí)，空氣中一部分的水汽就會(huì)凝結(jié)出來(lái)，變成很多小水滴，懸浮在近地面的空氣層里，這就是霧。它和云都是由于溫度下降而造成的，霧實(shí)際上也可以說(shuō)是靠近地面的云。 白天溫度比較高，空氣中可容納較多的水汽。但是到了夜間，溫度下降了，空氣中能容納的水汽的能力減少了，因此，一部分水汽會(huì)凝結(jié)成為霧。特別在秋冬季節(jié)，由于夜長(zhǎng)，而且出現(xiàn)無(wú)云風(fēng)小的機(jī)會(huì)較多，地面散熱較夏天更迅速，以致使地面溫度急劇下降，這樣就使得近地面空氣中的水汽，容易在后半夜到早晨達(dá)到飽和而凝結(jié)成小水珠，形成霧。秋冬的清晨氣溫最低，便是霧最濃的時(shí)刻。 霧形成的條件一是冷卻，二是加濕，增加水汽含量。這是由輻射冷卻形成的，多出現(xiàn)在晴朗、微風(fēng)、近地面水汽比較充沛且比較穩(wěn)定或有逆溫存在的夜間和清晨，氣象上叫輻射霧；另一種是暖而濕的空氣作水平運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)寒冷的地面或水面，逐漸冷卻而形成的霧，氣象上叫平流霧；有時(shí)兼有兩種原因形成的霧叫混合霧?？梢钥闯?，具備這些條件的就是深秋初冬，尤其是深秋初冬的早晨。 我們還可以看到一種蒸發(fā)霧。即冷空氣流經(jīng)溫暖水面，如果氣溫與水溫相差很大，則因水面蒸發(fā)大量水汽，在水面附近的冷空氣便發(fā)生水汽凝結(jié)成霧。這時(shí)霧層上往往有逆溫層存在， 否則對(duì)流會(huì)使霧消散。所以蒸發(fā)霧范圍小，強(qiáng)度弱，一般發(fā)生在下半年的水塘周?chē)? 城市中的煙霧是另一種原因所造成的，那就是人類(lèi)的活動(dòng)。早晨和晚上正是供暖鍋爐的高峰期，大量排放的煙塵懸浮物和汽車(chē)尾氣等污染物在低氣壓、風(fēng)小的條件下，不易擴(kuò)散，與低層空氣中的水汽相結(jié)合，比較容易形成煙塵（霧），而這種煙塵（霧）持續(xù)時(shí)間往往較長(zhǎng)。 霧消散的原因，一是由于下墊面的增溫，霧滴蒸發(fā)；二是風(fēng)速增大，將霧吹散或抬升成云；再有就是湍流混合，水汽上傳，熱量下遞，近地層霧滴蒸發(fā)。 霧的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短，主要和當(dāng)?shù)貧夂蚋蓾裼嘘P(guān)：一般來(lái)說(shuō)，干旱地區(qū)多短霧，多在1小時(shí)以內(nèi)消散，潮濕地區(qū)則以長(zhǎng)霧最多見(jiàn)，可持續(xù)6小時(shí)左右。