风是怎么产生的?
你一定觉得这个问题很可笑——小孩子都知道,空气流动形成风,风是因为空气流动形成的嘛!
那么,空气为什么会流动?我指的当然不是你打开电风扇,更不是你鼓起腮帮子吹一口气,而是自然界大规模的空气流动,你知道答案吗?
今天我们就来谈一谈风的起源,从科学的角度探究大气压力、地球转动以及热力分布对风的影响。然后你就会知道,风,绝不是吹一吹那么简单。
在大风中摇曳的樱桃树
大气压力我们的地球表面覆盖着厚厚的大气,它主要由氮气和氧气构成,这两种气体占到了大气体积的99%以上。气体是物质,它们也是有质量的,地球大气的总质量达到约5.15×10¹⁸ kg。我们所说的气压,就是每单位面积的大气压力,也就是它上方空气柱的重力。
你可能会说:这很简单啊!谁都知道一个标准大气压是760mm汞柱高、是101325 帕斯卡,相当于每平方米要承受10.3吨的压力。
大气压的测量
很好,你的回答很正确。但这是“一个标准大气压”,它既是一个测量值,也是一个规定值。即:当温度为0℃、在纬度45度海平面、水银气压表上的数值为760毫米水汞柱高(相当于1013.25百帕),这就是一个标准大气压。
事实上,在纬度为45度的海平面,温度并不总是维持在0℃,而只要温度发生变化,气压也随之发生变化。这是因为随着温度的升高,空气分子的运动速度会加快,彼此之间会远离,空气密度随之减小;反之,温度的降低会导致空气密度增加。而一个地区大气厚度基本不变,密度增加就意味着这个地区上空有更多的空气,其大气压力自然增加了。
大气压力会随温度变化而发生变化
地球表面因地形地貌的差异、日照强度的变化、水气蒸发量的不同等一系列复杂的原因,造成了地表空气形成一个个不同温度的气团。在这些气团相交汇的地方因大气压力不同会导致空气流动,空气会从压力高的区域向压力低的区域倾泻,这就是风。