风是由空气流动引起的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳光照射在地球表面上,使地表温度升高,地表的空气受热膨胀变轻而往上升。热空气上升后,低温的冷空气横向流入,上升的空气因逐渐冷却变重而降落,由于地表温度较高又会加热空气使之上升,这种空气的流动就产生了风。
从科学的角度来看,风常指空气的水平运动分量,包括方向和大小,即风向和风速;但对于飞行来说,还包括垂直运动分量,即所谓垂直或升降气流。大风可移动物体与物体(物质质量)方向。风的速度很快。
空气的水平运动称为风。风是一个表示气流运动的物理量。它不仅有数值的大小(风速),还具有方向(风向)。因此风是向量。风向是指风的来向。地面风向用 16 方位表示,高空风向常用方位度数表示,即以 0°(或 360°)表示正北,90°表示正东,180°表示正南,270°表示正西。在 16 方位中,每相邻方位间的角差为 22.5°。风速单位常用 m/s、knot(海里/小时,又称“节”,)和km/h 表示,其换算关系如下
1m/s=3.6km/h 1knot=1.852km/h
1km/h=0.28m/s 1knot=1/2m/s
风速的表示有时采用压力,称为风压。如果以 V 表示风速(m/s),P 为垂直于风的来向,1m2 面积上所受风的压力 kg/m2,其关系式P=0.125V2(1·13)
风向指气流的来向,常按16方位记录。风速是空气在单位时间内移动的水平距离,以米/秒为单位。大气中水平风速一般为 1.0~10米/秒,台风、龙卷风有时达到102米/秒。而农田中的风速可以小于0.1米/秒。风速的观测资料有瞬时值和平均值两种,一般使用平均值。风的测量多用电接风向风速计、轻便风速表、达因式风向风速计,以及用于测量农田中微风的热球微风仪等仪器进行;也可根据地面物体征象按风力等级表估计。
成因
风是地球上的一种空气流动现象,一般是由太阳辐射热引起的。太阳光照射在地球表面上,使地表温度升高,地表的空气受热膨胀变轻而往上升。热空气上升后,低温的冷空气横向流入,上升的空气因逐渐冷却变重而降落,由于地表温度较高又会加热空气使之上升,这种空气的流动就是风。
集结的水蒸气(云)结成水时,体积缩小,周围水蒸气前来补充,就形成风。地球上的风与水源有关系,风由水与水蒸气的胀缩而产生,风由大海吹向陆地,或陆地吹向大海。在夏天地面上温度高,空气、水蒸气膨胀上升,要由海面比重大的空气、水蒸气补充地面空气空间。海面温度低空气收缩,要由地面上温度高空气膨胀上升的空气、水蒸气补充海面空气空间。在冬天海面温度高海面空气上升,地面温度低空气比重大沿地面补充海面空间。
风速是指空气在单位时间内流动的水平距离。根据风对地上物体所引起的现象将风的大小分为13个等级,称为风力等级,简称风级。而人们平时在天气预报时听到的“东风3级”等说法指的是“蒲福风级”。“蒲福风级”是英国人蒲福(Francis Beaufort)于1805年根据风对地面(或海面)物体影响程度而定出的风力等级,共分为0~17级。
风 级 | 风的名 称 | 风速 (m/s) | 风速 (km/h) | 陆地上的状况 | 海面现象 |
0 | 无风 | 0~0.2 | 小于1 | 静,烟直上。 | 平静如镜 |
1 | 软风 | 0.3~1.5 | 1~5 | 烟能表示风向,但风向标不能转动。 | 微浪 |
2 | 轻风 | 1.6~3.3 | 6~11 | 人面感觉有风,树叶有微响,风向标能转动。 | 小浪 |
3 | 微风 | 3.4~5.4 | 12~19 | 树叶及微枝摆动不息,旗帜展开。 | 小浪 |
4 | 和风 | 5.5~7.9 | 20~28 | 吹起地面灰尘纸张和地上的树叶,树的小枝微动。 | 轻浪 |
5 | 清劲风 | 8.0~10.7 | 29~38 | 有叶的小树枝摇摆,内陆水面有小波。 | 中浪 |
6 | 强风 | 10.8~13.8 | 39~49 | 大树枝摆动,电线呼呼有声,举伞困难。 | 大浪 |
7 | 疾风 | 13.9~17.1 | 50~61 | 全树摇动,迎风步行感觉不便。 | 巨浪 |
8 | 大风 | 17.2~20.7 | 62~74 | 微枝折毁,人向前行感觉阻力甚大 | 猛浪 |
9 | 烈风 | 20.8~24.4 | 75~88 | 建筑物有损坏(烟囱顶部及屋顶瓦片移动) | 狂涛 |
10 | 狂风 | 24.5~28.4 | 89~102 | 陆上少见,见时可使树木拔起将建筑物损坏严重 | 狂涛 |
11 | 暴风 | 28.5~32.6 | 103~117 | 陆上很少,有则必有重大损毁 | 风暴潮 |
12 | 台风,又名“飓风” | 32.6~36.9 | 118~133 | 陆上绝少,其摧毁力极大 | 风暴潮 |
13 | 台风 | 37.0~41.4 | 134~149 | 陆上绝少,其摧毁力极大 | 海啸 |
14 | 强台风 | 41.5~46.1 | 150~166 | 陆上绝少,其摧毁力极大 | 海啸 |
15 | 强台风 | 46.2~50.9 | 167~183 | 陆上绝少,其摧毁力极大 | 海啸 |
16 | 超强台风 | 51.0~56.0 | 184~202 | 陆上绝少,范围较大,强度较强,摧毁力极大 | 大海啸 |
17 | 超强台风 | ≥56.1 | ≥203 | 陆上绝少,范围最大,强度最强,摧毁力超级大 | 特大海啸 |