大自然的风雨雷电（畅销版）/走进大自然丛书

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什么是风 风常指空气的水平运动分量，包括方向和大小，即风向和风速。但对于 飞行来说，还包括垂直运动分量，即所谓垂直或升降气流。阵风(又称突风) 则是在短时间内风速发生剧烈变化的风。气象上的风向是指风的来向，航行 上的风向是指风的去向。在气象服务中，常用风力等级来表示风速的大小。 风和阵风对飞机飞行影响很大。起飞和着陆时必须根据地面的风向和风速选 择适宜的起飞、着陆方向；飞行中必须依据空中风向和风速及时修正偏流， 以保持一定的航向和计算出标准的飞行时间；修建机场时必须根据风的气候 资料确定跑道方位。另外，风对飞机飞行性能也有明显影响，例如飞机逆风 飞行时，飞机升力将会增加。阵风则对飞机飞行载荷产生显著的影响，在飞 行器的设计中需要给出描述阵风的模型和强度标准。 相对于地表面的空气运动，通常指它的水平分量，以风向、风速或风力 表示。风向指气流的来向，常按16方位记录。风速是空气在单位时间内移动 的水平距离，以米／秒为单位。大气中水平风速…般为1.O～10米／秒，台 风、龙卷风有时达到102米／秒。而农田中的风速可以小于0.1米／秒。风速 的观测资料有瞬时值和平均值2种，一般使用平均值。风的测量多用电接风 向风速计、轻便风速表、达因式风向风速计，以及用于测量农田巾微风的热 球微风仪等仪器进行；也可根据地面物体征象按风力等级表估计。 地球上风的原动力——气压梯度力 夏天，人们扇扇子或吹电风扇，便产生了风。这是凶为扇子或电风扇的 扇叶给它前面的空气施加了一种力，从而推动空气的流动，形成了风。地球 上空气的自然流动，也需要某种力的驱使。 在地球上，由于纬度、海陆分布、地形及地表覆盖物不同，接受太阳辐 射的多少有差异，于是便出现温度分布不均的现象，有些地方温度比较高， 有些地方温度比较低。在温度较高的地方，空气膨胀上升，空气密度变小， 气压降低；而在温度较低的地方，空气冷却下沉，空气密度变大，气压升高 。高气压与低气压之间就产生了气压差。由于这种气压差而作用在单位质量 空气上的力便是气压梯度力，气压梯度力的方向是由高压指向低压。就是说 气压梯度力把空气从高压一侧推向低压一侧，从而形成了风。 就像水总是由高处往低处流一样，风也总是由高压吹向低压。气压梯度 力越大，即两地的气压差越大，风也越大，就像地面上高度差越大水流越急 一样。地转偏向力对风的影响地球上由于气压水平分布不均匀，便产生了气 压梯度力，从而形成了空气的水平运动——风。而地球并非静止不动，它是 一个不停地自西向东旋转的球体。由于地球的自转，而使空气水平运动发生 偏向的力，称为地转偏向力。 地转偏向力只对相对于地面运动的空气起作用，相对于地面静止时，地 转偏向力不起作用。地转偏向力的方向始终和空气运动的方向垂直，在北半 球它指向空气运动方向的右方，使空气的运动向右偏转，在南半球则使空气 运动向左偏转。它只影响空气运动的方向，不能改变空气运动的速度。地转 偏向力的大小还与纬度和风速有关．纬度越高、风速越大，地转偏向力越大 ，在两极最大。 水和空气一样也是流体，它的运动也受地转偏向力的影响。如在北半球 河流的右岸总比左岸冲刷得厉害，这就是因为地转偏向力使水流向右偏的结 果。在南半球则相反，是左岸冲刷得厉害。因为水流是看得见的，从水流中 也可以理解地转偏向力对空气流动的作用。 从地面至1500米高度称为摩擦层，在这一层中，地面对风有摩擦阻力即 摩擦力。在地面附近摩擦力最大，随着高度增高摩擦逐渐减小，到1500米高 度摩擦力已小到可以忽略不计，所以，在1500米以上的大气被称为自由大气 。 摩擦力的大小与风速大小成正比，方向与风向相反，就是说风速越大， 摩擦使风速减小的比例越大，风速越小减少的比例也越小。由于摩擦力的影 响，在摩擦层内风速有随高度增加而增大的规律。 摩擦力的大小取决于地面的粗糙程度，比如在多山、多森林的地区及多 高大建筑的大城市，地面粗糙程度大，因而地面摩擦力也很大，所以一般风 速较小。而在江、河、湖、海上以及平原上和无森林的开阔地上，由于地面 比较平滑，粗糙程度小，因而摩擦力也较小，所以风速就较大。