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      氣壓怎樣作用于風 

        風為什么從高氣壓區吹向低氣壓區?為什么在吹向低氣壓區的同時會向右偏斜?又為什么風力有時迅猛且強勁,而有時卻非常微弱?要弄清這些問題,得先了解一些關于氣壓分布的知識。  

        左圖是一張某一時刻的海平面氣壓分圖。圖中畫著一條條曲曲彎彎的等壓線,顧名思義就可知道凡是同一條等壓線經過之處,那里的海平面氣壓都是相等的。在等壓線閉合起來的地區,如果氣壓高于周圍,就稱為高氣壓(圖中A處);若氣壓低于周圍,則稱為低氣壓(圖中D處)。而從高氣壓伸展出來的部分稱為高壓脊(圖中B處),從低氣壓伸展出來的部分稱為低壓槽(圖中C處)。這種氣壓分布圖和表示地勢起伏的地形分布圖十分想象:高氣壓和低氣壓好比山峰和谷底,高壓脊和低壓槽猶如山脊和山坳,而等壓線就象表示海拔高度的地形等高線。

        等壓線的分布有疏有密,這種等壓線的疏密程度表示了單位距離內氣壓差的大小,稱為氣壓梯度,等壓線愈密集,表示氣壓梯度愈大。這和地形分布圖上地形等高線的疏密分布表示坡度的平陡也有相似之處。如圖所示,地形等高線愈是稀疏,表示那里地勢比較平坦,而在地形等高線非常密集的地方,那里一定是個陡坡。如果在斜坡上造起每級高度相等的石階梯,每一石級相當于一條地形等高線,那么石階梯的坡度愈大,石級的間隔距離便愈短,地形等高線愈密集,而平坦的石階梯坡度則相應的地形等高線必愈疏。既然氣壓分布圖上的等壓線可以比喻為地形分布圖上的等高線,那么氣壓梯度也就好比石階梯的坡度了,大概梯度這個名稱就是這樣比喻出來的吧。

        各地的氣壓如果發生了高低的差異,也就是說兩地之間存在氣壓梯度的話,氣壓梯度就會把兩地間的空氣從氣壓高的一邊推向氣壓低的一邊,于是空氣流動起來,風產生了, 氣壓梯度怎么會產生能推動空氣運動的力量呢?這可以拿江河中水流來打比方。水從高處流向低處,是因為高處的水和低處的水存在著水位差(右下圖),從而使上下游同一水平面上的兩點A和B之間發生了重力差異,上游A處所受水柱重力顯然要大于下游B處。于是便產生從上游壓向下游的旁壓力,水就在這種旁壓力的作用下順著傾斜河床從上游流向下游,從高處流向低處。兩地間水位差愈大,A、B間的重力差異也愈大,水就流得愈快。

        在空氣的“海洋”里也有“水位差”―氣壓差,即兩地間存在著氣壓梯度。計量水位差單位用米,而計量氣壓差則用毫巴為單位。兩把尺子不一樣,但水和空氣都是流體,又都有重量,水平方向上兩地的水或空氣如果存在重力的差異,就都會產生由重力大的地方指向重力小的地方的旁壓力(如下圖)。從這個意義上看,情況又都相像:水受到旁壓力的作用從高處流向低處,水位差愈大,流速愈快;而空氣也在旁壓力的推動下,從氣壓高處流向氣壓低處,兩地間氣壓差愈大,也即氣壓梯度愈大,空氣流得也愈快,風刮得愈起勁。

        人們把在空氣的“海洋”里,由于存在氣壓梯度而產生這種旁壓力稱為氣壓梯度力(如下圖),氣壓梯度力是由于大氣壓力不均勻而作用在空氣質點上的壓力,其方向由高壓指向低壓,垂直于等壓面,也可以分解成水平氣壓梯度力和垂直氣壓梯度力。顯然,它的大小和氣壓梯度成正比。

        現在不難明白風怎樣吹起的道理,空氣的流動原來是由氣壓梯度力推動起來的,風刮的猛烈還是微弱也是由氣壓梯度力的大小來決定的。

       

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