地方風(fēng)系(local wind)是指在有限區(qū)域內(nèi),因特殊地理位置,地形或地表性質(zhì)等影響而產(chǎn)生的帶有地方性特征的中、小尺度風(fēng)系。常由地形的動(dòng)力作用或地表熱力作用引起。一般情況下,強(qiáng)度不大,在大范圍氣壓場較弱時(shí)表現(xiàn)較明顯。主要有海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、冰川風(fēng)、焚風(fēng)、布拉風(fēng)、峽谷風(fēng)和城市風(fēng)等
釋義在同一氣團(tuán)控制下,不同地區(qū)的風(fēng)也可以有很大的差異,這種差異主要是由于地形和地表性質(zhì)不同而引起的,這種與地方性特點(diǎn)有關(guān)的局部地區(qū)的風(fēng)系,稱為地方風(fēng)系。地方風(fēng)系一般強(qiáng)度不大,一般指晴朗天氣條件下由局地地形,地表性質(zhì)產(chǎn)生的小范圍大氣環(huán)流。只有當(dāng)大范圍氣壓梯度比較小時(shí),才會(huì)明顯地表現(xiàn)出來。
形成原因由于地形和下墊面性質(zhì)的差異,因熱力或動(dòng)力的作用,可引起局部地區(qū)氣壓場和風(fēng)場的變化,故將形成這種具有地方特色的風(fēng)。常見的地方風(fēng)系中的海陸風(fēng)和山谷風(fēng)的形成與地表性質(zhì)不均勻而產(chǎn)生的熱力環(huán)流有關(guān)。
分類地方風(fēng)系可以歸納為周期性的和非周期性的兩類,前者如海(湖)陸風(fēng)、山谷風(fēng)(坡風(fēng))、冰川風(fēng)等,后者如焚風(fēng)、布拉風(fēng)、峽谷風(fēng)、城市風(fēng)等。
海陸風(fēng)海陸風(fēng)(sea breeze and land breeze)一種由于水陸間熱力性質(zhì)不同而形成的以一日為周期的方向相反的地方風(fēng)系系。
成因:海陸風(fēng)是由于海陸之間熱力差異而產(chǎn)生的一種熱力環(huán)流。白天,地表受太陽輻射后,因陸地土壤熱容量比海水熱容量小,陸地升溫比海洋迅速,陸地上氣溫顯著地高于附近海洋上的氣溫,空氣受熱膨脹,陸面氣壓低于海面氣壓,在水平氣壓梯度力的作用下,上層的空氣從陸地流向海洋,然后下沉至低空,又由海面流向陸地,再度上升,形成低層海風(fēng)和鉛直剖面上的海風(fēng)環(huán)流。
影響:海陸風(fēng)在緊靠海岸附近最強(qiáng),距海岸越遠(yuǎn),風(fēng)越弱。海風(fēng)的水平范圍和垂直范圍都比陸風(fēng)大,強(qiáng)度也比陸風(fēng)大。海風(fēng)最遠(yuǎn)可深入陸地?cái)?shù)十公里。在海陸風(fēng)最強(qiáng)的熱帶地區(qū),海風(fēng)風(fēng)速可達(dá)5-6m/s,陸風(fēng)風(fēng)速只有2m/s。一般地,熱帶地區(qū)海陸溫差大,溫度日變化激烈的地區(qū),最利于海陸風(fēng)的發(fā)展。海陸風(fēng)對濱海地區(qū)的氣候有一定的影響,白天海風(fēng)帶來大量水汽,使陸上空氣濕度增大,并沿岸地區(qū)有時(shí)形成云霧和降水。海風(fēng)可使沿岸陸地溫度降低,夏季不致太熱。1
山谷風(fēng)山谷風(fēng)(mountah-vaueybreeze)因山坡和谷地受熱不均勻而引起以一日為周期的方向相反的地方風(fēng)系系。山地中,風(fēng)隨晝夜交替而轉(zhuǎn)換方向。白天風(fēng)從山谷吹向山地,稱為谷風(fēng);夜間,風(fēng)從山坡吹向山谷,稱為山風(fēng)。山風(fēng)和谷風(fēng)合稱為山谷風(fēng)。
成因:山谷風(fēng)是由于在接近山坡的空氣與同高度谷底上空的空氣間,因白天增熱與夜間失熱程度不同而產(chǎn)生的一種熱力環(huán)流。
白天,山坡上因太陽輻射而增溫,使與其接觸的空氣較谷地上同高度空氣溫度高,空氣受熱膨脹,在水平氣壓梯度力的作用下,上空空氣由山坡水平流向谷地,然后下沉至低層,又由谷地向山坡流動(dòng)再沿山坡上升,形成低層由谷地吹向山坡的谷風(fēng)和谷風(fēng)環(huán)流。夜間,山坡上的空氣由于山坡輻射冷卻而降溫較快,谷中同高度的空氣降溫較慢,形成風(fēng)從山坡吹向谷地的山風(fēng)和山風(fēng)環(huán)流。如果只有一面山坡,則形成坡風(fēng)。由于白天山坡受熱所造成的溫差大于夜間輻射冷卻造成的溫差,故谷風(fēng)風(fēng)速大于山風(fēng)風(fēng)速。山谷高差愈大,山谷地形愈完整,地面愈裸露,山谷風(fēng)愈大。
山谷風(fēng)是山區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的一種局地環(huán)流,只要大范圍氣壓場比較弱,就有山谷風(fēng)出現(xiàn),有些高原和平原的交界處,也可以觀測到與山谷風(fēng)相似的局地環(huán)流。
冰川風(fēng)冰川風(fēng)(glacier breeze)是指在冰川谷地中,由于冰川表面上空氣溫度比谷中同高度空氣溫度低,冷而重的空氣在冰川上形成沿冰川向下坡方向流動(dòng)的風(fēng)。如果冰川足夠大,可全天盛行冰川風(fēng),還可擴(kuò)展到離冰川前端更遠(yuǎn)的地方,冰川風(fēng)厚度也大。冰川面上空氣溫度和谷中同高度空氣溫度溫差有日變化,雖然冰川風(fēng)的風(fēng)向全日不變,但風(fēng)速有以24小時(shí)為周期的日變化。
現(xiàn)象:1960年春季,我國登山隊(duì)首次攀登珠峰時(shí),就發(fā)現(xiàn)珠峰北坡的許多冰川谷里,長達(dá)20公里的絨布冰川上,夜間是吹下山的南風(fēng),而白天也多是吹下山的南風(fēng),這就是“冰川風(fēng)”。這是由于冰川上的氣溫永遠(yuǎn)比同高度上的自由大氣冷的緣故。珠峰北坡冰川風(fēng)十分強(qiáng)勁,在冰川中部,平均風(fēng)速可達(dá)每秒3米以上,最大可達(dá)每秒10米左右。珠峰科學(xué)考察隊(duì)在1966年3-5月考察記載中說:“尤其在晴朗的下午,強(qiáng)勁的冰川風(fēng)有時(shí)會(huì)揚(yáng)起砂石,掀起帳篷。不過,冰川越小,“冰川風(fēng)”就越弱。我國祁連山區(qū),冰川風(fēng)僅僅表現(xiàn)為增強(qiáng)和延長山風(fēng),減弱并縮短谷風(fēng),并不全天出現(xiàn)“冰川風(fēng)”。
焚風(fēng)焚風(fēng)(fohn)是越山氣流迅速下沉到較低山麓或平原上所形成的干熱風(fēng),是一種由地形作用形成的地方風(fēng)系。
成因:常在氣流越山時(shí),在山的背風(fēng)坡形成,或在高壓區(qū)中,空氣下沉也可產(chǎn)生焚風(fēng)。越山氣流在迎風(fēng)坡上被迫抬升而逐漸降溫,水汽凝結(jié),引起降雨,空氣變干,越過山頂后沿坡下沉,氣溫上升。這是由于在迎風(fēng)坡上水汽飽和,氣溫隨高度按濕絕熱過程變化,即每上升100米降溫約0.6℃,而背風(fēng)坡不飽和氣流則按干絕熱過程變化,每下降100米增溫1℃左右,因此背風(fēng)坡同高度上氣溫就要比迎風(fēng)坡上高得多,使得到達(dá)背風(fēng)坡下部和山麓的氣流既熱又干。強(qiáng)烈的焚風(fēng)所經(jīng)之處,植物迅速發(fā)黃以至枯萎,猶如經(jīng)火焚烤,故稱焚風(fēng)。當(dāng)山脈為反氣旋控制時(shí),空氣沿山頂向山坡下沉,也可以產(chǎn)生焚風(fēng)現(xiàn)象,稱為反氣旋焚風(fēng),與前一種焚風(fēng)的主要區(qū)別在于焚風(fēng)同時(shí)發(fā)生在山脈兩側(cè)。其強(qiáng)度取決于氣團(tuán)的穩(wěn)定性和反氣旋的強(qiáng)度。
現(xiàn)象:焚風(fēng)最初指發(fā)生在歐洲阿爾卑斯山北麓的干熱風(fēng)。北美洲落基山東坡的欽諾克風(fēng)、 伊朗的薩蒙風(fēng)、 新西蘭的諾爾威斯脫風(fēng)等都屬于這一類風(fēng)。中國大興安嶺東坡、天山南坡、喜馬拉雅山北坡、橫斷山脈河谷等地也有焚風(fēng)發(fā)生。1956年11月13、14日太行山東麓石家莊氣象站曾觀測到在短時(shí)內(nèi)氣溫升高10.9℃的焚風(fēng)現(xiàn)象。
影響:焚風(fēng)可以促進(jìn)春雪消融,作物早熟;同時(shí),也易引起森林火災(zāi)、干旱等自然災(zāi)害。在高山地區(qū),焚風(fēng)還會(huì)造成融雪,使上游河谷洪水泛濫,有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致雪崩。
布拉風(fēng)布拉風(fēng)(bora)是在溫帶及其附近緯度,從離海不遠(yuǎn)的山地或高原上,沿較陡的山坡,急速地瀉向溫暖海濱的干燥而寒冷的強(qiáng)風(fēng)。這也是一種因地形作用所形成的地方風(fēng)系,是一種災(zāi)害性天氣。
成因:冷空氣受高度不大的山脈或高地阻擋而聚集,越過山脈高地后,在背風(fēng)坡猛烈下瀉,雖因下沉而增溫,但其溫度仍比背風(fēng)地帶原來氣溫低得多,這時(shí)就形成布拉風(fēng)。布拉(bora)源于拉丁文“boreas”,意為極其寒冷的東北風(fēng),風(fēng)速可達(dá)40m/s以上。古羅馬人首先用它來命名亞得里亞海和黑海沿岸特殊的地方風(fēng)系。布拉風(fēng)多出弦于亞得里亞海東岸和意大利北部,主要盛行于冬季,夏季也可出現(xiàn),但較弱。現(xiàn)在,世界各地大都把這種強(qiáng)而冷的下吹風(fēng)統(tǒng)稱為布拉風(fēng)。個(gè)別地區(qū)還保留著地方性的名稱,例如發(fā)生于地中海伊斯肯德倫灣的急性下吹風(fēng)則稱為拉格特風(fēng)。在蘇聯(lián)新地島和黑海北岸的諾沃羅西斯克地區(qū),布拉風(fēng)很顯著。冬季,中國天山南側(cè)、長白山地區(qū)以及其它山地、高原邊緣也有布拉風(fēng)出現(xiàn)。發(fā)生在法國里昂灣一帶的密斯脫拉風(fēng)等也是布拉風(fēng)性質(zhì)的地方風(fēng)。
影響:初春的焚風(fēng)可使積雪融化,有利灌溉。夏末的焚風(fēng)可使谷物和水果早熟。但強(qiáng)大的焚風(fēng)會(huì)引起森林火災(zāi)和旱災(zāi)。
峽谷風(fēng)峽谷風(fēng)(gorge wind)是大規(guī)模氣流由開闊地區(qū)進(jìn)入山谷、隘口、海峽等時(shí)因通道變窄使氣流加速而形成的強(qiáng)風(fēng)。這也是一種由地形造成的地方風(fēng)系。當(dāng)氣流從開闊地區(qū)向兩山對峙的峽谷地帶流入時(shí),由于空氣質(zhì)量不能在峽谷內(nèi)堆積,于是氣流將加速流過峽谷。例如,中國新疆阿拉山口是一個(gè)典型的峽谷地形,平均每年有8級以上大風(fēng)166天,最大風(fēng)速超過40米/秒(儀器最大刻度)。
影響:在特大橋梁、高架橋、路堤、丘陵及山區(qū)的風(fēng)口地段,由于列車?yán)@流流場發(fā)生明顯改變,導(dǎo)致列車氣動(dòng)力顯著改變,致使列車脫軌、翻車的可能性大大增加。2
城市風(fēng)城市風(fēng)(urban wind)是指在大范圍環(huán)流微弱時(shí),由于城市熱島而引起的城市與郊區(qū)之間的大氣環(huán)流:空氣在城區(qū)上升,在郊區(qū)下沉,而四周較冷的空氣又流向市區(qū),在城市和郊區(qū)之間形成一個(gè)小型的局地環(huán)流,稱為城市風(fēng)。由于城市風(fēng)的存在,城區(qū)的污染物隨熱空氣上升,往往在城市上空籠罩著一層煙塵等形成的穹形塵蓋,使上升的氣流受阻,污染物不易擴(kuò)散,所以上升的氣流轉(zhuǎn)向水平運(yùn)動(dòng),到了郊區(qū)下沉,下沉氣流又流向城市的中心。
影響:如果城市的四周有工廠,這時(shí)工廠排出的污染物一并集中到城市的中心,致使城市的空氣更加混濁,所以城市風(fēng)在某種情況下能加重市區(qū)的大氣污染。城市也能制造局地大風(fēng),以致造成傷害。城市中因大風(fēng)刮倒樓頂廣告牌,掉下傷人的例子也有,其中不少是因建筑物造成的局地大風(fēng)。國外因高樓被風(fēng)刮倒傷人,投訴法院獲巨額賠償?shù)氖录灿羞^多起。它還能產(chǎn)生它自己的特殊風(fēng)系。
本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:
郭亮 - 副教授 - 中國海洋大學(xué)