风是怎么产生的？

你一定觉得这个问题很可笑——所有的孩子都知道气流形成风，风是因为气流而形成的！

那么，空气为什么会流动呢？当然，我的意思不是你打开电风扇，更不是你鼓着腮帮子呼吸，而是自然界大规模的空气流动。你知道答案吗？

今天我们就来说说风的起源，从科学的角度来探讨大气压力、地球自转、热力分布对风的影响。然后你就知道了，风就是吹这么简单。

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，大气主要由氮气和氧气组成，它们占大气体积的99%以上。气体是物质，也有质量。地球大气层的总质量约为5.15×10 ⁸千克。我们说的大气压就是单位面积的大气压，也就是它上面的气柱的重力。

你可能会说:这很简单！大家都知道一个标准大气压是760毫米汞柱，101325帕斯卡，相当于每平方米10.3吨压力。

大气压力的测量

很好，你的答案是正确的。但这是“一个标准大气压”，既是实测值，也是规定值。即当温度为0℃，纬度45度的海平面，水银气压计上的数值为760毫米汞柱(相当于1013.25百帕)，这是一个标准大气压。

事实上，在纬度45度的海平面上，温度并不总是维持在0℃，只要温度发生变化，气压也会发生变化。这是因为随着温度的升高，空气分子的运动速度会加快，相互远离，空气密度降低；相反，温度的降低会导致空气密度的增加。而一个地区的大气厚度基本不变，密度增加意味着这个地区上空的空气更多，其大气压力自然增加。

大气压会随着温度的变化而变化。

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原因，地表空气形成了不同温度的气团。这些气团相遇的地方，因为气压不同，空气会流动，空气会从气压高的地方倒向气压低的地方。这是风。

世界上主要的气团，颜色表示冷暖。

大气环流大气环流是覆盖地球最大最广的风。因为地球赤道附近有大面积的海洋，这里的阳光也比较强烈，大量海水在强烈阳光的照射下蒸发到大气中，海面的高温也加热了空气。海面上方的气团被加热形成上升气流，气压降低。

从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，同时向两侧极地方向移动。当空气移动到南北纬30度时，已经变得干冷，干冷空气由于密度的增加而下沉，在这个纬度形成了一个副热带高压区。到达地面附近，再次流向赤道，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，因为它在赤道两侧产生了巨大的信风。

大气环流形成的原因

你可能已经注意到，在北纬30°附近的副热带高压两侧，大气环流的方向是不同的:东北信风吹向北纬30°线以南，但西风主要吹向北方。为什么会这样？

有三种力量可以控制风的方向:大气压力差引起的压力梯度变化、地球自转和摩擦力。

根据上一段的分析，我们知道空气会从高压区流向低压区，而且应该是直线运动。同时，由于地球在不断旋转，地球的旋转会对流动的空气施加第二种力——科里奥利力。

转盘上科里奥利力的模拟表明，铅笔运动的方向代表流体运动的方向。

由于科里奥利效应，当风从北纬30°的副热带高压吹向两侧时，会顺时针方向运动，但在南半球，会反方向运动。同样，如果北半球海洋出现热带气旋或龙卷风，其旋转方向也是逆时针的。

由于科里奥利效应，北半球高压区的风向为顺时针，低压区为逆时针。

大气湍流湍流是一种不规则的大气运动，常发生在大气底部的边界层、对流云内部以及对流层上部的西风急流区。当空气层存在明显的风切变，且上层空气温度低于下层对流条件时，容易出现随机湍流。

由于太阳对地面各部分的加热是不均匀的，大气的高低压区往往是随机交错的，所以气团在运动过程中会有随机的湍流。大气湍流伴随着物质、能量和动量的传递和交换，其移动速度比层流快得多，因此其扩散和切应力也很大。再加上湍流的随机出现，风速快，风向不确定，突发的风切变往往对飞机的飞行安全构成威胁。

科学家为研究湍流现象而创造的涡流

地形风通常，空气会从高压区流向低压区，风速受压差(气压梯度)控制。等压线距离减小，其速度更高，风的运行路径自然。

如果前方有障碍物，风就不会通过，要么以最短路径绕行，要么被迫爬升产生振荡，这也是产生颠簸的重要原因之一。

山脉会产生垂直振荡风。

海风和陆风可能是沿海地区盛行风的重要因素。因为水的比热大于陆地的比热，海水被太阳加热的速度较慢。地表温度上升相对较快，陆地通过传导加热其上方的空气。暖空气的上升导致从海洋到陆地的气压梯度约为2毫巴。海面的高压冷空气流向内陆低压区，在海岸附近产生凉风。

夜间由于比热值的差异，陆地比海洋降温快，气温变化导致白天海风消散。当陆地温度低于海洋温度时，水面以上的大气压力会低于陆地上的气压，从而产生陆风。

海风和陆风是由于沿海的局部气压差，导致昼夜风向不同。

气旋通常发生在温暖的海洋中，偶尔会有龙卷风是由陆地上的高温引起的。当海面温度快速上升时，快速蒸发的水汽形成快速上升的低压区，同时由于地球自转，空气具有非零角动量。当空气径向向内流动时，开始循环旋转(北半球逆时针旋转，南半球顺时针旋转)以维持角动量。从而产生破坏力极大的气旋，这种气旋通常产生于热带海面，所以称为热带气旋。热带气旋在亚洲被称为台风，在美国被称为飓风。

热带气旋的廓线结构

得出结论:风是由气流引起的，而气流产生的原因是地球大气加热不均匀导致各纬度各地区气压不同。

大气压不是恒定的。空气受热时会膨胀上升，热空气所在区域的气压会降低。相邻的冷空气会弥补热空气留下的空间，从而形成风。

地球上最大范围的风是大气环流。由于科里奥利效应，在地球的不同纬度产生了不同方向的风带。

大气环流不是地球逆风造成的* * *因素。由于各地区地形的差异和加热不均匀，地球各地都产生地形风。

风是地球表面最多变的气候因素之一，也是塑造地形的高手。我们应该用心去研究和理解它。

风的雕塑作品