海陆风形成的原因(“热力环流”的常见类型:海陆风、山谷风和城市风)

海陆风形成的原因(“热力环流”的常见类型:海陆风、山谷风和城市风)

海风形成的原因(常见的“热循环”类型:海风、谷风和城市风)

由于地球体积和质量适中,被厚厚的大气层包围,从下到上可分为对流层、平流层和高层大气。整个大气层的厚度可以达到2000到3000公里。我们生活在对流层的底层,对流层大气的各种变化都会影响我们的生产和生活。这里的变化包括大气的运动和雨、雪、风、霜等天气变化。

海风,谷风和城市风

一般来说,大气的运动可以分为两种,一种是大气的“垂直运动”,包括空气体的上升运动和下降运动;另一种是大气的“水平运动”,也就是我们通常所说的“风”,包括近地面风和高空风。地球的大气无时无刻不在运动,而推动大气运动的根本能源就是太阳辐射。由于地球表面太阳辐射分布不均匀,不同纬度的温差促进了大气运动,地转偏转力、摩擦力等因素形成了复杂的大气环流。

全球大气环流

由地表冷热不均引起的大气运动称为“热循环”,是大气运动最简单的形式。热循环广泛存在于大、中、小各种规模的区域。在全球大气环流中,也存在热力环流。地球表面温度最高的赤道附近和温度最低的两极存在大范围的热环流(最终演变成三圈)。

热力循环示意图

在热循环中,受热区空的气体膨胀上升,而冷区空的气体冷却下沉,产生水平压差,从而驱动空气流。在日常生活中,我们经常可以看到“热力循环”的现象。例如,海陆风、谷风和城市风就是三种典型的热环流。顾名思义,“陆海风”是指发生在海边,先于海洋和陆地存在的风。事实上,海陆风现象不仅存在于沿海地区,在广阔的陆地和水域之间也有类似的现象。

海风示意图

海风的形成是由于海水(水域)和陆地的比热不同。海水比热大,温度升降慢,陆地比热小,温度升降快。白天,陆地和海洋一起升温。土地比热小,升温快。陆地的温度高于海洋,在靠近地面的陆地上形成低压,而在海洋上形成高压。风从海洋吹向陆地,称为“海风”。晚上陆地和海洋一起降温,陆地降温快,陆地温度比海洋低。此时陆地高压,海洋低压,风从陆地吹向海洋,称为“陆风”。

白天可以感受到迎面而来的海风。

“山谷风”存在于山区。白天山坡上阳光充足,气温上升很快。空气体向上移动,而谷底由于阳光较少,温度较低。谷底上方的空气体向下运动,从而形成热循环。白天,我们站在山坡上,能感觉到从谷底吹来的风,这种风叫“谷风”。到了晚上,山坡上温度迅速下降,空气体向下移动,而谷底热量聚集,温暖,谷底以上空气体向上移动,形成热力循环。晚上,我们站在山坡上,能感觉到从山顶吹来的风,这种风叫“山风”。

山风图

“城风”是人类活动形成的,存在于一个城市的城区和郊区之间,也是一种热力环流现象。城市风与海陆风和谷风有明显的区别,即城市风的方向不像前两者那样在白天和夜晚发生变化,也就是说城市风的方向是恒定的。由于人类活动,城市人口更大,工业活动更集中,形成更多热量,成为“热岛”,导致城区空气体上移,郊区温度相对较低,空气体下移。近地面水平方向,市区形成低压,周边郊区形成高压,风从郊区吹向市区,形成热力环流。

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