地形的動力作用和地方性風(fēng)

1、地形的動力作用和地方性風(fēng) 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解地形對風(fēng)的影響；掌握海陸風(fēng)和山谷風(fēng)的概念、成因、分布及其特點。 學(xué)習(xí)重點： 海陸風(fēng)和山谷風(fēng)的概念及其分布；岬角效應(yīng)和狹管效應(yīng)。    前面討論的大氣環(huán)流是大范圍空氣運動的一般特征。在海岸和島嶼附近，在山峰、海峽或峽谷等地形復(fù)雜的地方，氣流因受周圍地形的影響，風(fēng)速和風(fēng)向都將發(fā)生很大的變化。有些地方甚至還會因為特殊地理位置、地形或地表性質(zhì)等影響而產(chǎn)生帶有地方性特征的局部范圍的風(fēng)，稱為地方性風(fēng)，如海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、峽谷風(fēng)、焚風(fēng)、布拉風(fēng)等。船舶在航時除了查看天氣圖了解大范圍的天氣環(huán)流特點外，還必須考慮特殊地形對風(fēng)的影響。一

2、、地形的動力作用1.繞流和阻擋作用當(dāng)氣流遇到孤立的山峰或島嶼時，有繞山峰或島嶼兩側(cè)而過的現(xiàn)象，并且在迎風(fēng)面風(fēng)速增強，在背風(fēng)面風(fēng)速減弱。在背風(fēng)面還會產(chǎn)生氣旋式和反氣旋式渦流，如圖3.23所示。山脈的阻擋作用和繞流，使實際風(fēng)向與根據(jù)氣壓場應(yīng)有的風(fēng)向可能發(fā)生顯著偏差，其差值可達90°，甚至180°。在背風(fēng)面常形成一低壓或低壓槽。 2.岬角效應(yīng)因陸地(如山脈盡頭或半島附近)向海中突出造成氣流輻合，流線密集，使風(fēng)力大為增強，稱為岬角效應(yīng)，如圖3.24所示。南非的好望角、南美的合恩角等地之所以令航海者生畏，都是因為岬角效應(yīng)助長了那里的狂風(fēng)惡浪。我國山東半島的成山角附近，也有“

3、中國好望角”之稱，那里的偏北風(fēng)通常比周圍海區(qū)大12級左右。  3.狹管效應(yīng)當(dāng)氣流從開闊海面流經(jīng)喇叭口式地形中時，在峽谷中風(fēng)速加大，風(fēng)向常被迫改變?yōu)檠貚{谷走向，這就是所謂的峽谷風(fēng)。如我國臺灣海峽就是一個狹管效應(yīng)顯著的地區(qū)，常常出現(xiàn)東北或西南向大風(fēng)，如圖3.25所示。     4.海岸效應(yīng)當(dāng)氣流沿海岸線方向吹，且陸地在氣流方向的右側(cè)時，因摩擦作用流線將會變密，即風(fēng)力將增強；如果陸地在氣流方向的左側(cè)，流線將會疏散開來，從而使風(fēng)減弱，如圖3.26所示。       

4、; 二、地方性風(fēng)1海陸風(fēng)在海濱地區(qū)，只要天氣晴朗，白天風(fēng)總是從海上吹向陸地；到夜里，風(fēng)則從陸地吹向海上。從海上吹向陸地的風(fēng)，叫做海風(fēng)(Sea Breaze)；從陸地吹向海上的風(fēng)，稱為陸風(fēng)(Land Breaze)。氣象上常把兩者合稱為海陸風(fēng)。海陸風(fēng)和季風(fēng)一樣，都是因為海陸分布影響所形成的周期性的風(fēng)。不過海陸風(fēng)是以晝夜為周期，而季風(fēng)以一年為周期，同時海陸風(fēng)影響的范圍小，強度相對也較弱，而季風(fēng)涉及的范圍廣，強度較強。那么海陸風(fēng)是如何形成的呢？白天，陸地上空氣增溫迅速，而海面上氣溫變化很小。這樣，溫度低的地方空氣冷而下沉，接近海面上的氣壓就高些；溫度高的地方空氣輕而上浮，陸地上的氣壓便低些

5、。陸地上的空氣上升到一定高度后，它上空的氣壓比海面上空氣壓要高些。因為在下層海面氣壓高于陸地，在上層陸地氣壓又高于海洋，而空氣總是從氣壓高的地區(qū)流到氣壓低的地區(qū)，所以，就在海陸交界地區(qū)出現(xiàn)了范圍不大的垂直環(huán)流。陸地上空氣上升，到達一定高度后，從上空流向海洋；在海洋上空，空氣下沉，到達海面后，轉(zhuǎn)而流向陸地。這支在下層從海面流向陸地，方向差不多垂直海岸的風(fēng)，便是海風(fēng)。圖3.27(a)給出了海風(fēng)形成的過程。夜間，情況正好相反。陸地上，空氣很快冷卻，氣壓升高；海面降溫比較遲緩(同時深處較溫暖的海水和表面降溫之后的海水可以交流混合)，因此比起陸面來仍要溫暖得多，這時海面是相對的低氣壓區(qū)。但到一定高度之后

6、，海面氣壓又高于陸地。因此，在下層的空氣從陸地流向海上，在上層的空氣便從海上流向陸地。在這種情況下，整個垂直環(huán)流的流動方向，也變得和前面海風(fēng)里的垂直環(huán)流完全相反了。在這個完整的垂直環(huán)流的下層，從陸地流向海洋，方向大致垂直海岸的氣流，便是陸風(fēng)。圖3 .27（b）給出了陸風(fēng)形成的過程。一般海風(fēng)比陸風(fēng)要強。因為白天海陸溫差大，加上陸上氣層較不穩(wěn)定，所以有利于海風(fēng)的發(fā)展。而夜間，海陸溫差較小，所波及的氣層較薄，陸風(fēng)也就比較弱些。從風(fēng)速來說，海風(fēng)最大可達56米/秒，陸風(fēng)一般只有12米/秒。以水平范圍來說，海風(fēng)深入大陸在溫帶約為1550公里，熱帶最遠不超過100公里，陸風(fēng)侵入海上最遠2030公里，近的只有

7、幾公里。以垂直厚度來說，海風(fēng)在溫帶約為幾百米，熱帶也只有12公里；只是上層的反向風(fēng)常常要更高一些。至于陸風(fēng)則要比海風(fēng)淺得多了，最強的陸風(fēng)，厚度只有200300米，上部反向風(fēng)僅伸達800米。在我國臺灣省，海風(fēng)厚度較大，約為560700米，陸風(fēng)為250340米。海陸風(fēng)交替的時間隨地方條件及天氣情況而不同。白天，陸地溫度高于海洋；夜里，海洋溫度高于陸地。陸地溫度高于海洋的時間，一般為下午23時，這時候的海風(fēng)最強。此后溫度逐漸下降，海風(fēng)便隨著減弱，約在晚上910時，海陸溫差沒有了，海風(fēng)也就停止了。夜里，陸地溫度降得快，海洋溫度比陸地下降得慢些，因此，在晚上910時以后，陸上變冷了，海上反而暖些。海陸溫

8、差的趨向改變了，海陸風(fēng)的方向也改變了。從晚上910時的一度平靜無風(fēng)之后，接著微弱的陸風(fēng)就開始了；這以后，海陸溫差逐漸增大，陸風(fēng)也越來越強；大約夜里23時左右，溫差最大，這時的陸風(fēng)也最強。天亮后，陸地漸漸暖起來，海陸溫差越來越小，陸風(fēng)逐漸，減弱；約在上午910時左右，海陸溫差又消失了，陸風(fēng)隨著終止。就這樣，隨著海陸晝夜溫差的不斷改變，白天出現(xiàn)的海風(fēng)，下午23時最強，夜間出現(xiàn)的陸風(fēng)，夜里23時最強；上午910時和晚間910時，海陸溫度幾乎相同，溫度差別消失，海風(fēng)和陸風(fēng)便消失了。海風(fēng)和陸風(fēng)消失的時間，也正是從海風(fēng)轉(zhuǎn)為陸風(fēng)(晚上910時)或從陸風(fēng)轉(zhuǎn)為海風(fēng)（上午910時）的過渡時間。海陸風(fēng)必須在靜穩(wěn)的天

9、氣條件下才可以看得到，如果有強烈的天氣系統(tǒng)，如颮線、風(fēng)暴一類的天氣系統(tǒng)出現(xiàn)時，就看不到海陸風(fēng)的現(xiàn)象了。此外，如果是陰天，陸風(fēng)吹刮的時間往往拖延很長，而海風(fēng)出現(xiàn)的時間便一直推后下去，有時甚至遲到12時左右才開始。海陸風(fēng)的強度與溫度日較差的大小以及晝夜海陸溫度差有密切的關(guān)系。在氣溫日變化比較大的熱帶地區(qū)，全年都可見到海陸風(fēng)；中緯地區(qū)海陸風(fēng)較弱，而且大多在夏季才出現(xiàn)；高緯地區(qū)，只有夏季無云的日子里，才可以偶爾見到極弱的海陸風(fēng)。我國沿海的臺灣省和青島等地，海陸風(fēng)很明顯，尤其是夏半年，海陸溫差及氣溫日變化增大，所以海陸風(fēng)較強，出現(xiàn)的次數(shù)也較多。而冬半年的海陸風(fēng)就沒有夏半年突出，出現(xiàn)機會比較少。2山谷風(fēng)住

10、在山區(qū)的人都熟悉，白天風(fēng)從山谷吹向山坡，這種風(fēng)叫谷風(fēng)（Valley Breaze）；到夜晚，風(fēng)從山坡吹向山谷，這種風(fēng)稱山風(fēng)(Mountain Breaze)。山風(fēng)和谷風(fēng)總稱為山谷風(fēng)。山谷風(fēng)的形成原理跟海陸風(fēng)類似。白天，山坡接受太陽光熱較多，成為一只小小的“加熱爐”，空氣增溫較多；而山谷上空，同高度上的空氣因離地較遠，增溫較少。于是山坡上的暖空氣不斷上升，并在上層從山坡流向谷地，谷底的空氣則沿山坡向山頂補充，這樣便在山坡與山谷之間形成一個熱力環(huán)流。下層風(fēng)由谷底吹向山坡，稱為谷風(fēng)(見圖3.28(a)。到了夜間，山坡上的空氣受山坡輻射冷卻影響，“加熱爐”變成了“冷卻器”，空氣降溫較多；而谷地上空，同高度的空氣因離地面較遠，降溫較少。于是山坡上的冷空氣因密度大，順山坡流入谷地，谷底的空氣因匯合而上升，并從上面向山頂上空流去，形成與白天相反的熱力環(huán)流。下層風(fēng)由山坡吹向谷地，稱為山風(fēng)(見圖3.28(b)。谷風(fēng)一般強于山風(fēng)。谷風(fēng)的平均速度約24m/s，有時可達710m/s。谷風(fēng)通過山隘的時候，風(fēng)速加大。山風(fēng)比谷風(fēng)風(fēng)速小一些，但在峽谷中，風(fēng)力加強，有時會吹損谷地中的農(nóng)作物。谷風(fēng)所達厚度一般約為谷底以上5001000米，這一厚度還隨氣層不穩(wěn)定程度的增加而增大，因此，一天之中，以午后的伸展厚度為最大。山風(fēng)厚度比較薄，通常只及30