User:Towerman/translation/风

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气象学中,经常用风的大小和风的方向来描述风。短期的高速的风的爆发被成为阵风。极短时间内(大约1分钟)的强风被称为英语squall。长时间的风可根据它们得平均强度被称呼不同的名字,比如微风大风风暴飓风台风等。风发生的时间范围很大,有只持续几十分钟的雷暴气流,有可持续几小时的因地表加热而产生的局地微风,也有因地球上不同气候区内吸收太阳能量不同而产生的全球性的风。大尺度大氣環流产生的两个主要原因是赤道和极地之间的所受不同的加热,以及行星的旋转(科里奥利效应)。在热带,热低压和高原可以驱动季风环流。在海岸地区,海陆风循环在局地的风中占主要。在有起伏地形的地区,山谷风在局地风中占主要。

人类文明历史中,风引发了神话,影响过历史,扩展了运输战争的范围,为机械功娱乐提供了能源。风推动着帆船在地球的大海中航行。热气球利用风可作短途旅行,动力飞行可以利用风来增加升力和减少燃料消耗。一些天气现象引发的风切变区域可以导致航空器处于危险的境况。当风变强时,会毁坏树木和人造建筑。

风还可以通过不同的风成过程(比如沃土的形成,黄土的形成)和侵蚀作用改变地表形态。盛行风可以将大沙漠黄沙从源头带到很远的地方;粗糙的地形可以将风加速,因为对当地的影响很大,世界上一些区域的和沙尘暴相关的风都有自己的名字。风可以影响野火的蔓延。 很多种植物的种子是依靠风来散布,这些物种的生存和分布受风影响很大。一些飞行类昆虫的种群大小也受风影响。当风和低温同时发生时,对家畜会有不利影响。风还可以影响动物的食物的储存,以及它们的捕猎和自保的策略。

原因

1888年超级暴雪英语Great Blizzard of 1888地面天气分析图。图中等压线较密集的区域表明有较大的风。

风是由气压的差异造成的。当气压差异存在时,空气会从高压区域向低压区域移动,从而产生风速大小不同的风。在一个旋转的星球上,在赤道以外的地方,空气的流动会受到科里奥利力的影响而产生偏转。就全球而言,大尺度风(大氣環流)的两个主要的驱动因子是赤道和极地之间的加热差异(吸收太阳能量的差异导致了浮力)和星球的旋转。在赤道之外的不受地面摩擦力影响的高空,大尺度的风倾向于达到地转平衡。在地球表面,摩擦力会使得风逐渐变慢。地表摩擦力还会使得更多的风被吹入低压区域[1]。一个新的有争议的理论认为, 森林引起的水汽凝结导致了对森林从海岸沿线吸引潮湿的空气过程的一个正反馈循环,从而产生了气压梯度。[2]

在解构和分析风廓线时会将风描述为物理的力的平衡。这种分析有助于简化大气的运动方程以及构造有关风的水平和垂直的分布的变量。地轉風是科里奥利力与气压梯度力平衡的结果。它平行于等压线流动,在中纬度地区大致流动在大氣邊界層之上。 [3]热成风是大气中两层地转风的差分。它仅当大气有水平溫度梯度之时存在。[4]非地转风英语ageostrophy是地转风与真实风之差,它会导致空气逐渐填满气旋[5]梯度风与地转风相似,但还包括离心力(或向心加速度)。[6]

测量

一个风力磨坊式的风速计
一个锢囚的中尺度气旋龙卷风(俄克拉何马州,1999年5月)

风向经常被定义为风吹来的方向。比如,北风是从北方吹向南方。[7]风向标被用来指示风向。[8]在机场,風向袋被用来指示风向,它被吹拂的角度也被用来指示风速大小。[9]风速一般用风速计来测量,最常用的有转杯式和螺旋桨式。当需要频繁测量风速时(比如研究应用),可以利用超声波信号的传播速度或对加热电线的电阻的通风效应来测量风。[10]另外一种类型的风速计是利用皮托管来测量。皮托管的外管被暴露在风中测量动态压力,通过外管和内管之间的压力差可以计算出风速来。 [11]

全球范围内,各地的离地面10米(33英尺)高处的风的测量记录被平均每10分钟报告一次。美国热带气旋实行每1分钟报告一次风的记录,[12]以及平均每2分钟 作一次天气观测。[13]印度一般平均每3分钟报告一次风的记录。[14]知道采样风的平均时间是很重要的,因为1分钟持续风的平均风速一般要比10分钟持续风的平均风速大14%。[15]突然暴发的高速风被定义为阵风。阵风风速的一种技术上的定义为:超过10分钟间隔内测得的最小风速的最大风速差值,单位为 10節(19公里每小時)。英语squall是指风速超过某一临界值的两倍,并且持续至少一分钟的狂风。

对于高空的风,可以利用无线电探空仪上的GPS无线电导航,或用雷达追踪探空仪等方式来测量风速。[16]还有一种方法是,使用经纬仪从地面肉眼追踪搭载探空仪的气象气球[17]可以用来探测风的遥感技术有声雷达英语SODAR多普勒激光雷达和多普勒雷达]]。辐射计和雷达可以被搭载在飞机和太空来测量海洋的粗糙度。海洋表面的风速可以通过海洋粗糙度来估计。通过计算地球同步卫星图像中云移动的距离也可以估算出风速。風工程是研究风对建筑环境(包括建筑,桥梁和其它人造建筑)的效应的。

全球气候学

西风带和贸易风
风作为地球大气环流的一部分

平均而言,东风在吹过极地的风中占主要部分。西风则在地球的中纬度地区占主要。副熱帶高壓脊地区的风大多来自极地方向,赤道地区又是多为东风。

紧接着副熱帶高壓脊之下的是赤道无风带,或是马纬度(即副热带无风带)。这些地区风速很小。地球上很多沙漠都是排列在副熱帶高壓脊的平均纬度上,这里空气的下沉使得空气的相对湿度减小。[18]地球上最强的风是在中纬度地区,寒冷的极地气团与温暖的热带气团在这里相遇。

参考文献

  1. ^ JetStream. Origin of Wind. National Weather Service Southern Region Headquarters. 2008 [2009-02-16]. 
  2. ^ Makarieva, Anastassia; V. G. Gorshkov, D. Sheil, A. D. Nobre, B.-L. Li. Where do winds come from? A new theory on how water vapor condensation influences atmospheric pressure and dynamics. Atmospheric Chemistry and Physics. Feb 2013, 13 (2): 1039–1056 [1 February 2013]. Bibcode:2013ACP....13.1039M. doi:10.5194/acp-13-1039-2013.  已忽略未知参数|month=(建议使用|date=) (帮助);
  3. ^ Glossary of Meteorology. Geostrophic wind. American Meteorological Society. 2009 [2009-03-18]. 
  4. ^ Glossary of Meteorology. Thermal wind. American Meteorological Society. 2009 [2009-03-18]. 
  5. ^ Glossary of Meteorology. Ageostrophic wind. American Meteorological Society. 2009 [2009-03-18]. 
  6. ^ Glossary of Meteorology. Gradient wind. American Meteorological Society. 2009 [2009-03-18]. 
  7. ^ JetStream. How to read weather maps. National Weather Service. 2008 [2009-05-16]. 
  8. ^ Glossary of Meteorology. Wind vane. American Meteorological Society. 2009 [2009-03-17]. 
  9. ^ Glossary of Meteorology. Wind sock. American Meteorological Society. 2009 [2009-03-17]. 
  10. ^ Glossary of Meteorology. Anemometer. American Meteorological Society. 2009 [2009-03-17]. 
  11. ^ Glossary of Meteorology. Pitot tube. American Meteorological Society. 2009 [2009-03-17]. 
  12. ^ Tropical Cyclone Weather Services Program. Tropical cyclone definitions (PDF). National Weather Service. 2006-06-01 [2006-11-30]. 
  13. ^ Office of the Federal Coordinator for Meteorology. Federal Meteorological Handbook No. 1 – Surface Weather Observations and Reports September 2005 Appendix A: Glossary. Retrieved on 2008-04-06.
  14. ^ Hydrology and Water Resources of India. Springer. 2007: 187 [2009-04-22]. ISBN 978-1-4020-5179-1.  使用|coauthors=需要含有|author= (帮助)
  15. ^ Jan-Hwa Chu. Section 2. Intensity Observation and Forecast Errors. United States Navy. 1999 [2008-07-04]. 
  16. ^ Glossary of Meteorology. Rawinsonde. American Meteorological Society. 2009 [2009-03-17]. 
  17. ^ Glossary of Meteorology. Pibal. American Meteorological Society. 2009 [2009-03-17]. 
  18. ^ Michael A. Mares. Encyclopedia of Deserts. University of Oklahoma Press. 1999: 121 [2009-06-20]. ISBN 978-0-8061-3146-7. 

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