風吹起來為什麼一陣大一陣小?
空氣不規則運動時由於地表粗糙不平、高樓山丘等障礙物會產生大大小小的空氣渦旋。空氣渦旋隨着氣流總的方向一邊旋轉一邊前進,前進中又相互干擾、變形、合併或擴散。對一定地點來説,隨着許多大小不一、形狀各異的渦旋過往和渦旋位置的不斷變換,風便會一會兒大一會兒小。
風吹起來總是一陣強一陣弱,很少用同一個速度前進。天氣預報中報告風力大小常用5—6級、陣風7級這樣的字眼,就是説明了風速的不同。我國氣象台規定,在觀測風速時統一用2分鐘的平均風速。有時也根據不同需要來計算1分鐘或10分鐘的平均風速。而陣風則用一瞬間的最大風速,稱做瞬時風速。
為什麼風吹起來一陣大一陣小呢?這先得從空氣的亂流運動談起。
你一定注意過,煙囱裏冒出來的煙是滾滾向前的,大霧中的霧滴總是在飄移亂舞,牆角邊的落葉則往往隨風盤旋,這些都説明空氣的流動並不是按照直線方向運動的,而是帶有大大小小渦旋的不規則運動。這種不規則運動,就是空氣的亂流運動。
亂流開始時,先形成於和地表接觸的邊界。由於地表粗糙不平,接觸地表的小團空氣的流速不但因地表摩擦作用而減速,而且還會發生差異而產生大大小小的空氣渦旋。牆角邊落葉迴旋就是因為空氣在流動中遇到牆角的阻礙,不得不擠向牆角外側,然而一旦過了牆角,又繞向牆角的後側,形成渦旋。同樣,風遇到高樓、山丘等障礙物時,也會形成大大小小的空氣渦旋。空氣渦旋還常常形成於地面受熱不均、產生局部對流的地方,或者是兩股流速不同或方向相反的氣流之間。不管哪種原因產生的渦旋,都是隨着氣流總的方向一邊旋轉一邊前進,前進中又相互干擾、變形、合併或擴散。這時候,就空氣整體來説,雖然仍向同一個方向流動,但對每一小團空氣來説,則是有快有慢呈不規則的曲線運動。對一定地點來説,隨着許多大小不一、形狀各異的渦旋過往和渦旋位置的不斷變換,風便會一會兒大一會兒小。
在地表粗糙、摩擦力大的地方,亂流運動強,風的陣性也大。因此,風的陣性在陸上比海上強,山區又比平原強。此外,它還和風速本身的大小有關,平均風速愈大,風的陣性就愈強,瞬時風速與平均風速相差也愈大。
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