风形成的主要原因就是气压差,空气从气压高的地方流向气压低的地方就形成了风。而形成气压差主要是因为受热不均。但是问题是为什么会有受热不均呢?那是因为在地球的表面有些区域经常受到太阳光直射,有些地方会受到斜射,还有些地方根本找不到太阳的原因。而且地球表面的物质也是不相同的,比如有些地区是森林,有些地区是海洋,有些地区是岩石、陆地等,这些物质受到太阳光的照射,虽然受到太阳光的同样照射,但因为是不同的物质,传热都有所不一样,所以表面的温度是不相同的。而没有太阳的时候,各种物质的散热也是不同的,空气密度与温度成反比,也就是说温度高的地区气压低,温度低的气压较高,因此产生空气流动就是所谓的风,所以说风形成的主要原因是因地区温度之变化而来的。地球自转与公转都会使地球表面产生温度之差异变化,因此有海风、落山风、季风等不同的风。
另外,风也是有级别的。比如:0级风又叫无风。2级风叫轻风,树叶微有声响,人面感觉有风。4级风叫和风,树的小枝摇动,能吹起地面灰尘和纸张。6级风叫强风,大树枝摇动,电线有呼呼声,打雨伞行走有困难。8级风叫大风,树的细枝可折断,人迎风行走阻力甚大。10级风叫狂风,陆地少见,可拔起树木,建筑物损害较重。12级以上的风叫飓风,摧毁力极大,陆地少见。在天气预报中,常听到如“北风4到5级”之类的用语,此时所指的风力是平均风力;如听到“阵风7级”之类的用语,其阵风是指风速忽大忽小的风,此时的风力是指大时的风力。
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冷空气是要下沉的,热空气是要上升的。所谓度每升高100米温度就下降一度,是用于描述稳定状态下近地面空气的温度分布状况的,而上升和下沉的空气,并不是稳定态。
参考:
大气的热力过程
(一)太阳、大气和地面的热交换
太阳是一个炽热的球形体,表面温度约为5727摄氏度,不断以电磁波方式向外辐射能量。太阳(热核辐射波长0.15-4um之间)→地面吸收(以3-120um波长向大气辐射)→大气(水汽、二氧化碳吸收长波辐射的能力很强)。而且近地面40-50m厚的气层中就被全部吸收。低层大气吸收了地面辐射后,又以辐射的方式传给上部气层,地面的热量就这样以长波辐射方式一层一层地向上传递,致使大气自下而上的增热。
(二)气温的垂直变化
(1)大气的绝热过程与泊松方程
大气的升降运动总是伴有不同形式的能量交换。如果大气中某一空气块作垂直运动时与周围空气不发生热量交换,则将这样的状态变化过程称为大气的绝热过程。
一般可以将没有水相变化的空气块的垂直运动近似地看作为绝热过程。
由热力学第一定律和理想气体状态方程,可以推导出描述大气热力过程的微分方程.
泊松方程:
T/T0=(P/P0)R/Cp=(P/P0)^0.288
dQ=dU+dW=CpdT-RT(dp/p)(3-1)
式中:Q-加入体系的热量,J;
Cp-干空气的定压比热,Cp=1005J/(kg.k)
R-干空气的气体常数,R=287.0J/(kg.k);
T-气块温度,k
P-气块压力,hPa
对于大气绝热过程,dQ=0,式(3-1)变为
dT/T=(R/Cp)*(dp/p)(3-2)
将上式从气块升降前的状态(To,Po)积分到气块升降后的状态(T,P),则得:
(2)干绝热直减率(3)位温(4)温的垂直分布
(2)干绝热直减率
干空气块(包括未饱和的湿空气块)绝热上升或下降单位高度(通常取100m时)温度降低或升高的数值,称为干空气块温度绝热垂直递减率,以rd表示。其定义式为:
rd=-(dTi/dZ)d=g/Cp
g-重力加速度g=9.81m/s2
Cp-干空气定压比热,Cp=1005J/(kg.k)
下标i--表示空气块
下标d--表示干空气
,通常取,它表示干空气块(或未饱和的湿空气块)每升高(或下降)100m时,温度降低(或升高)约1k.
一干空气块绝热升降到标准气压(1000hPa)处所具有的温度称为它的位温。
(4)温的垂直分布
气温直减率
气温随高度的变化特征可以用气温垂直递减率来表示,简称气温直减率。它系指单位(通常取100m)高差气温变化率的负值。若气温随高度增加是递减的,为正值,反之,为负值。若Z↑,T↓,r=-(T2-T1)/(Z2-Z1)>0,正直,对流层,中间层。
若Z↑,T↑,r=-(T2-T1)/(Z2-Z1)<0,负值,平流层,电离层。
大气中的温度层结又四种类型:
(1)气温随高度增加而递减,即>rd,称为正常分布层结或递减层结;
(2)气温直减率等于或近似等于干绝热直减率,即=rd,称为中性层结;
(3)气温不随高度变化,即=0,称为等温层结;
(4)气温随高度增加而增加,即<0,称为气温逆转,简称逆温。
(三).稳定度
污染物在大气中的扩散与大气稳定度有密切的关系。
1.大气稳定度的概念
大气稳定度是指在垂直方向上大气稳定的程度,即是否易于发生对流。对于大气稳定度可以作这样的理解,如果一空气块由于某种原因受到外力的作用产生了上升或下降运动后,可能发生三种情况:(1)当外力去除后,气块就减速并有返回原来高度的趋势,则称这种大气是稳定的;(2)当外力去除后,气块加速上升或下降,称这种大气是不稳定的;(3)当外力去除后,气块被外力推到哪里就停到哪里或作等速运动,称这种大气是中性的。
2.大气稳定度的判别
根据牛顿第二定律和准静力条件和理想气体状态方程得
(-rd)符号决定了气块加速度与其位移的方向是否一致,也就决定了大气是否稳定。稳定条件常出现在晴天日落后至翌日日出前;中性常出现在阴天和大风时;不稳定条件常出现在晴天中午。
(四)逆温
<rd<0,z↑,T↑.逆温层是一种强稳定大气层,又称阻挡层,某一高度上的逆温层像一个盖子一样阻碍着气流的垂直运动。由于微软的空气不能穿过逆温层,而只能在其下面积聚或扩散,所以可能造成严重污染。空气污染事件多数发生在有逆温层和静风条件下,因此对逆温应予以足够重视。
(1)逆温层的定义
大气温度层结一般是>0,即气温随高度增加是递减的。但在特定条件下也会发生=0或<0的现象,即气温随高度增加而不变或增加。一般将气温随高度增加而增加的气层称为逆温层。逆温可发生在近地层中,也可能发生在较高气层(自由大气)中。
(2)逆温的分类
根据逆温生成的过程,可将逆温分为辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、锋面逆温及湍流逆温等五种。
(五)烟流形状与大气稳定度的关系
烟流扩散的形状与大气稳定度有密切的关系,大气稳定度不同,高架点源烟流扩散形状和特点不同,造成的污染状况差别很大。共有五种典型的烟流形状。
(1)波浪型(翻卷型)点击打开图像
特点:烟云上下摆动很大。
大气状况:r>0,r>rd,大气处于不稳定状态,对流强烈。
发生条件:多出现于太阳光较强的晴朗中午。
与湍流的关系:伴随较强的热扩散。微风。
地面污染状况:由于扩散速度快,靠近污染源地区污染物落地浓度高,对附近居民有害,一般不会造成烟雾事件。
(2)锥形(3)扇型(4)爬升型(5)漫烟型
(2)锥形
特点:烟云离开排放口一定距离后,云轴仍基本保持水平,外形似一个椭圆锥。烟云比波浪型规则,扩散能力比它弱。
大气状况:r>0,r=rd,大气处于中性和弱稳定状态。
发生条件:多出现于多云或阴天的白天,强风的夜晚或冬季夜间。
与湍流的关系:高空风较大,扩散主要靠热和动力因子的作用。
地面污染状况:污染物输送得较远。
(3)扇型(长带型)
特点:烟云再垂直方向上扩散速度很小,再水平方向有缓慢扩散。
大气状况: r<0,r<rd,出现逆温层,大气处于稳定状态。
发生条件:多出现于弱晴朗的夜晚和早晨。
与湍流的关系:微风,几乎无湍流发生。
地面污染状况:污染物可传送到较远的地方,遇山或高大建筑物阻挡时,污染物不易扩散,在逆温层的污染物浓度较大。
(4)爬升型(上扬型)
特点:烟云的下侧边缘清晰,呈平直状,而其上部出现湍流扩散。
大气状况:排出口上方,r>0,r>rd,大气处于不稳定状态;排出口下方,r<0,r<rd,大气处于稳定状态。
发生条件:多出现日落后,因地面有辐射逆温,大气稳定。高空受冷空气影响,大气不稳定。
与湍流的关系:排出口上方有微风,伴有湍流;排出口下方,几乎无风,无湍流。
地面污染状况:如烟囱高度处于不稳定层时,烟气中的污染物不向下扩散,只向上方扩散,这种烟型对地面影响较轻。
(5)漫烟型(熏烟型)
特点:与爬升型相反,烟云的上侧边缘清晰,呈平直状,而其下部出现较强的湍流扩散,烟云上方有逆温层,从烟囱排出的烟云上升到一定程度就受到逆温层的控制。
大气状况:排出口上方,r<0,r<rd,大气处于稳定状态;排出口下方,r>0,r>rd,大气处于不稳定状态。
发生条件:日出后,地面低层空气被日照加热使逆温自下而上逐渐破坏,但上部仍保持逆温。
与湍流的关系:烟云的下部有明显的热扩散,烟云的上部热扩散很弱,风在烟云之间流动。
地面污染状况:当烟囱高度不能超过上部稳定气层时,烟云就好像被盖子盖住,只能向下部扩散,象熏烟一样直扑地面。在污染源附近污染物的浓度很高,地面污染严重,这是最不利于扩散和稀释的气象条件。
作为一个从小就在沿海城市的家乡长大的山东人,我觉得我对这个问题还是挺有发言权的,不仅仅是因为每每到了暑假我总是会和家里人或者小伙伴们一起去海边玩,另外就是我也有一些对于一到夏天海滩上就那么多人的自己的理解吧。
夏天的海边优势之一就是凉快啊,对于我这种到海边玩必下水游泳的人来说,水里面就更加凉快了,无论是白天还是晚上。但是建议白天去海边玩一定要做好防晒工作,小时候就经历了几次被晒伤的痛苦,彻底让我长了记性。海里确实是很凉快的,如果去到一些比较干净的海边,没有什么生活垃圾漂浮在水面,而且海水湛蓝,那就太享受了。就算不会游泳,套个游泳圈也可以啊,不用担心溺水,还能完全享受那种凉快的感觉。炎炎夏日,温度奇高,“玩水”绝对是一种行之有效的避暑降温方法,而且感觉海边自己去没啥意思,玩的不开心,就要跟朋友们一起去,打打水仗,呛几口齁咸齁咸的海水才有意思,虽然海水口感极差难以忍受。
就算你不想下水,那在沙滩上找个遮阳伞和躺椅,往上面一躺,享受着海边独有的那种略带咸味的海风,也比平常要两块很多,而且十分惬意享受,有种忘却世间万物,此间独我一人的逍遥。再配上几首适合海边听的阳光向上的歌,就更完美了。你可以闭眼浅睡,也可以欣赏海边身穿泳衣的美女,记住表情不要太猥琐,想法要纯洁。
除了凉快之外,海边景色也很漂亮,这一点我真的感受特别深,我看过海边的日出,看过夕阳照射下的宁静大海,看过漆黑夜晚中海面上遥远的轮船上的灯,看过闪闪烁烁隐隐约约灯塔的光,看过沙滩上人声鼎沸下被包围的猎猎燃烧的篝火,看过苍蓝背景中海天一线间。大海明明就在你脚边,那触感明明如此真实,可是你站在沙滩上望向海洋深处时,总感觉目光所及尽皆虚幻,那一片充斥眼球的蓝,仿佛在呼唤你让你亲近,又仿佛在威慑你让你臣服。每年夏天我最少要去海边一次见见那种风景,像是久别重逢的期待终于实现,又像是不言而喻的默契一如从前。
还有在海里感受那种海浪冲击的时候,一个不小心就会被浪盖过头去,然后呛到,那时候也是挺好玩的一种体验,我觉得去海里玩除了游泳再就是这个有趣了。至于那些游乐设施,别的地方也有,没啥好说的。以上就是我的想法和一些分享,希望能够对你有所帮助。