因气压的差异而引起空气在水平方向上的流动.PDF

风和风级的划分 风 在同一水平面上，因气压的差异而引起空气在水平方向上的流动，就是风。 通常用风向和风速（或风级）来表示。风是天气变化的重要因素之一，可促使干 冷和暖湿空气发生交换，风也是一种自然能源。风的形成原动力也即产生大气水 平运动的力是水平气压梯度力，同时受水平地转偏向力的影响，使其运动发生偏 向，北半球右偏，南半球左偏，赤道地区无偏向，当水平气压梯度力和水平地转 偏向力达到平衡状态时，即其合力为零时，空气质点作惯性运动，形成稳定的风。 在北半球等压线呈平直状态时，初始阶段空气质点按水平气压梯度力方向作垂直 等压线运动，但在水平气压梯度力和水平地转偏向力逐步建立平衡过程后，最终 阶段风向平行于等压线。在这个过程中，空气质点始终是按两个力的合力方向运 动，而水平地转偏向力始终垂直于运动方向之右侧，所以使风向不断右偏，最终 平行于等压线，此时水平气压梯度力与水平地转偏向力大小相等、方向相反，合 力为零，达到平衡状态，空气运动不再偏转而作惯性运动，故形成平行于等压线 的稳定的风，通常称为地转风。地转风是大气运动最简单的情况，它只考虑了气 压梯度力和地球自转的影响，它在高空平直等压线的状况下是实际存在的。但如 果在近地面的大气层里平直等压线的情况下，就要把摩擦力的作用也考虑进去， 当水平气压梯度力与水平地转偏向力和摩擦力的合力达到平衡时，形成斜穿等压 线吹的风，这便是近地面风的情况。因为摩擦力永远和运动方向相反，而水平地 转偏向力又在运动方向右侧90°，所以摩擦力与水平地转偏向力的合力和水平 气压梯度力达到平衡时，风是斜穿等压线吹的。一般摩擦力影响可达离地面1500 米左右的高度，在此范围内的风向都是斜穿等压线。摩擦力越大，风向与等压线 之间的夹角越大，反之则小。当高空摩擦力为零时，风向即平行于等压线。因此， 在实际大气中因摩擦力随高度增加而逐渐减小，所以风向与随高度增加而逐渐右 偏，即越往高空，风向与等压线之间的夹角越小，最后，风向与等压线平行。这 就是风向随高度变化的一般规律。风速则随高度的增加而加大。陆地表面和海洋 表面的摩擦力不同，地面摩擦力大，洋面摩擦力小，所以在相同的气压条件下， 陆地表面的风与等压线间的夹角大，风速小，海洋表面的风与等压线间的夹角小， 风速大。 风级 根据风对地面或海面物体影响程度而出的等级，常用以估计风力的大小。我 国唐朝科学家李淳风在《观象玩占》一书中，把风分为八级。1805 年英国海军 大将蒲福(1774—1857)把风力分为13 个等级（0—12 级），现仍为世界各地所 通用。蒲福风力等级表如下：