[科普中国]-地方性风

简介

在同一气团控制下，不同地区的风也可以有很大的差异，这种差异主要是由于地形和地表性质不同而引起的，这种与地方性特点有关的局部地区的风，称为地方性风。地方性风一般强度不大，一般指晴朗天气条件下由局地地形，地表性质产生的小范围大气环流。只有当大范围气压梯度比较小时，才会明显地表现出来。

常见的地方性风中的海陆风和山谷风的形成与地表性质不均匀而产生的热力环流有关。

形成原因：由于地形和下垫面性质的差异，因热力或动力的作用，可引起局部地区气压场和风场的变化，故将形成这种具有地方特色的风。

背景知识大气环流大气环流是大气运动的一种重要形式，因为通过大气环流，可以使高低纬度之间，海陆之间的热量和水汽得到交换，调整了全球的水热分布，对全球的热量平衡和水量平衡有重要作用，同时，它还是各地天气变化和气候形成的重要因素。

大气环流不仅是各种规模运动系统的形成和活动的基础，而且也是各地天气变化、气候形成和演变的重要条件，地球表面情况复杂多样。

热力环流热力环流原理：

在A、B两地，如果某高度上气压和温度都相等，则等压面与等温面相重合，且呈水平状态，如图4－13a，在这种情况下，各高度上没有水平气压梯度，也没有风。若A、B两地地面受热不均，A地的气温高于B地。则A地因气温高、气压阶大，B地气温低，气压阶小。也就是A地上空等压面间的距离大于B地，造成了某高度上等压面自A地向B地倾斜，如图4－13b。

这种情况下，即使A、B两地地面原来气压相等，由于等压面自A地向B地倾斜，某高度上的A地气压必高于同高度B地的气压，即暖地上空的气压高于冷地上空同高度的气压，于是空气在水平气压梯度力的作用下，自A地上空流向B地上空，空气流动的结果，使得B地上空空气质量增加，地面气压升高，而A地上空空气质量减少，地面气压下降，于是地面上产生了自B地指向A地的水平气压梯度，
如图4－13C，空气自B地流向A地，这样就形成了上空空气自暖地流向冷地。地面自冷地流向暖地的空气环流。这种环流是由于纯热力原因产生的，故称为热力环流。地面水平温度梯度愈大，由暖地上空指向冷地上空的水平气压梯度也愈大，热力环流就愈强；反之，水平温度梯度愈小，热力环流的强度也愈弱。

用热力环流的原理可以解释海陆风、山谷风等地方性风产生的原因。

分类地方性风可以归纳为周期性的和非周期性的两类，前者如海（湖）陆风、山谷风（坡风）、冰川风等，后者如焚风、布拉风、峡谷风、城市风等。

海陆风海陆风（sea breeze and land breeze）一种由于水陆间热力性质不同而形成的以一日为周期的方向相反的地方性风系（图1）。

成因：海陆风是由于海陆之间热力差异而产生的一种热力环流。

白天，地表受太阳辐射后，因陆地土壤热容量比海水热容量小，陆地升温比海洋迅速，陆地上气温显著地高于附近海洋上的气温，空气受热膨胀，陆面气压低于海面气压，在水平气压梯度力的作用下，上层的空气从陆地流向海洋，然后下沉至低空，又由海面流向陆地，再度上升，形成低层海风和铅直剖面上的海风环流。

海风和陆风转换：海风和陆风转换的时间各地不一。一般是陆风在上午转换为海风，海风从上午开始直到傍晚，风力以下午（13-15时）为最强。日落后，陆地降温比海洋快,夜间海上气温高于陆地，出现与白天相反的热力环流，形成低层陆风和铅直剖面上的陆风环流。海陆温差，白天大于夜晚，故海风较陆风强。

影响：海陆风在紧靠海岸附近最强，距海岸越远，风越弱。海风的水平范围和垂直范围都比陆风大，强度也比陆风大。海风最远可深入陆地数十公里。在海陆风最强的热带地区，海风风速可达5－6m/s，陆风风速只有2m/s。一般地,热带地区海陆温差大，温度日变化激烈的地区，最利于海陆风的发展。海陆风对滨海地区的气候有一定的影响，白天海风带来大量水汽，使陆上空气湿度增大，并沿岸地区有时形成云雾和降水。海风可使沿岸陆地温度降低，夏季不致太热。

在较大湖泊的水陆交界地带可产生类似于海陆风环流的湖陆风。

山谷风山谷风（mountah－vaueybreeze)因山坡和谷地受热不均匀而引起以一日为周期的方向相反的地方性风系（见右图）。山地中，风随昼夜交替而转换方向。白天风从山谷吹向山地，称为谷风；夜间，风从山坡吹向山谷，称为山风。山风和谷风合称为山谷风。

成因：山谷风是由于在接近山坡的空气与同高度谷底上空的空气间，因白天增热与夜间失热程度不同而产生的一种热力环流。

白天，山坡上因太阳辐射而增温，使与其接触的空气较谷地上同高度空气温度高,空气受热膨胀,在水平气压梯度力的作用下，上空空气由山坡水平流向谷地，然后下沉至低层，又由谷地向山坡流动再沿山坡上升，形成低层由谷地吹向山坡的谷风和谷风环流。夜间，山坡上的空气由于山坡辐射冷却而降温较快，谷中同高度的空气降温较慢，形成风从山坡吹向谷地的山风和山风环流。如果只有一面山坡，则形成坡风。由于白天山坡受热所造成的温差大于夜间辐射冷却造成的温差，故谷风风速大于山风风速。山谷高差愈大，山谷地形愈完整，地面愈裸露，山谷风愈大。

山谷风是山区经常出现的一种局地环流，只要大范围气压场比较弱，就有山谷风出现，有些高原和平原的交界处，也可以观测到与山谷风相似的局地环流。

冰川风冰川风（glacier breeze）是指在冰川谷地中，由于冰川表面上空气温度比谷中同高度空气温度低，冷而重的空气在冰川上形成沿冰川向下坡方向流动的风。如果冰川足够大，可全天盛行冰川风，还可扩展到离冰川前端更远的地方，冰川风厚度也大。冰川面上空气温度和谷中同高度空气温度温差有日变化，虽然冰川风的风向全日不变，但风速有以24小时为周期的日变化。

现象：1960年春季，我国登山队首次攀登珠峰时，就发现珠峰北坡的许多冰川谷里，长达20公里的绒布冰川上，夜间是吹下山的南风，而白天也多是吹下山的南风，这就是“冰川风”。这是由于冰川上的气温永远比同高度上的自由大气冷的缘故。珠峰北坡冰川风十分强劲，在冰川中部，平均风速可达每秒3米以上，最大可达每秒10米左右。珠峰科学考察队在1966年3-5月考察记载中说：“尤其在晴朗的下午，强劲的冰川风有时会扬起砂石，掀起帐篷。

不过，冰川越小，“冰川风”就越弱。我国祁连山区，冰川风仅仅表现为增强和延长山风，减弱并缩短谷风，并不全天出现“冰川风”。

焚风焚风（fohn）是越山气流迅速下沉到较低山麓或平原上所形成的干热风，是一种由地形作用形成的地方性风。

成因：常在气流越山时，在山的背风坡形成，或在高压区中，空气下沉也可产生焚风。越山气流在迎风坡上被迫抬升而逐渐降温，水汽凝结，引起降雨，空气变干，越过山顶后沿坡下沉，气温上升。这是由于在迎风坡上水汽饱和，气温随高度按湿绝热过程变化，即每上升100米降温约0.6℃，而背风坡不饱和气流则按干绝热过程变化，每下降100米增温1℃左右，因此背风坡同高度上气温就要比迎风坡上高得多，使得到达背风坡下部和山麓的气流既热又干。强烈的焚风所经之处,植物迅速发黄以至枯萎，犹如经火焚烤,故称焚风。当山脉为反气旋控制时，空气沿山顶向山坡下沉，也可以产生焚风现象，称为反气旋焚风，与前一种焚风的主要区别在于焚风同时发生在山脉两侧。其强度取决于气团的稳定性和反气旋的强度。

现象：焚风最初指发生在欧洲阿尔卑斯山北麓的干热风。北美洲落基山东坡的钦诺克风、 伊朗的萨蒙风、 新西兰的诺尔威斯脱风等都属于这一类风。中国大兴安岭东坡、天山南坡、喜马拉雅山北坡、横断山脉河谷等地也有焚风发生。

1956年11月13、14日太行山东麓石家庄气象站曾观测到在短时内气温升高10．9℃的焚风现象。

影响：焚风可以促进春雪消融，作物早熟；同时，也易引起森林火灾、干旱等自然灾害。在高山地区，焚风还会造成融雪，使上游河谷洪水泛滥，有时还会导致雪崩。

布拉风布拉风（bora）是在温带及其附近纬度，从离海不远的山地或高原上，沿较陡的山坡，急速地泻向温暖海滨的干燥而寒冷的强风。这也是一种因地形作用所形成的地方性风，是一种灾害性天气。

成因：冷空气受高度不大的山脉或高地阻挡而聚集，越过山脉高地后,在背风坡猛烈下泻,虽因下沉而增温，但其温度仍比背风地带原来气温低得多，这时就形成布拉风。布拉(bora)源于拉丁文“boreas”，意为极其寒冷的东北风，风速可达40m/s以上。古罗马人首先用它来命名亚得里亚海和黑海沿岸特殊的地方性风。

布拉风多出弦于亚得里亚海东岸和意大利北部，主要盛行于冬季，夏季也可出现，但较弱。现在，世界各地大都把这种强而冷的下吹风统称为布拉风。个别地区还保留着地方性的名称，例如发生于地中海伊斯肯德伦湾的急性下吹风则称为拉格特风。在苏联新地岛和黑海北岸的诺沃罗西斯克地区，布拉风很显着。冬季，中国天山南侧、长白山地区以及其它山地、高原边缘也有布拉风出现。发生在法国里昂湾一带的密斯脱拉风等也是布拉风性质的地方风。

影响：初春的焚风可使积雪融化，有利灌溉。夏末的焚风可使谷物和水果早熟。但强大的焚风会引起森林火灾和旱灾。

峡谷风峡谷风（gorge wind）是大规模气流由开阔地区进入山谷、隘口、海峡等时因通道变窄使气流加速而形成的强风。这也是一种由地形造成的地方性风。当气流从开阔地区向两山对峙的峡谷地带流入时，由于空气质量不能在峡谷内堆积，于是气流将加速流过峡谷。例如，中国新疆阿拉山口是一个典型的峡谷地形，平均每年有8级以上大风166天，最大风速超过40米/秒（仪器最大刻度）。

影响：在特大桥梁、高架桥、路堤、丘陵及山区的风口地段，由于列车绕流流场发生明显改变，导致列车气动力显著改变，致使列车脱轨、翻车的可能性大大增加2。

城市风城市风（urban wind）是指在大范围环流微弱时，由于城市热岛而引起的城市与郊区之间的大气环流：空气在城区上升，在郊区下沉，而四周较冷的空气又流向市区，在城市和郊区之间形成一个小型的局地环流，称为城市风。由于城市风的存在，城区的污染物随热空气上升，往往在城市上空笼罩着一层烟尘等形成的穹形尘盖，使上升的气流受阻，污染物不易扩散，所以上升的气流转向水平运动，到了郊区下沉，下沉气流又流向城市的中心。

影响

如果城市的四周有工厂，这时工厂排出的污染物一并集中到城市的中心，致使城市的空气更加混浊，所以城市风在某种情况下能加重市区的大气污染。

城市也能制造局地大风，以致造成伤害。城市中因大风刮倒楼顶广告牌，掉下伤人的例子也有，其中不少是因建筑物造成的局地大风。国外因高楼被风刮倒伤人，投诉法院获巨额赔偿的事件也有过多起。它还能产生它自己的特殊风系。3