本文基于回答網友邀答,見截圖:
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風的本質是空氣的流動,也就是空氣分子在氣壓差驅動下的集體定向運動。空氣是由無數氮分子、氧分子等組成,這些氣體分子每時每刻都在相互亂撞,其劇烈程度是隨著溫度高低而變化的,溫度越高越劇烈,而越劇烈體積就會越大,單位體積就會越輕,這就是熱脹冷縮原理。
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由此,越熱的區域空氣就越輕,氣壓就會越低,周邊較冷的空氣就相對較重,形成相對的高壓區,就像水流一樣,人往高處走,水往低處流,高壓區的空氣就會自然而然地朝著低壓區涌動,這種群體性、方向性空氣移動,移動的氣體分子撞擊在我們身上,就是我們感受到的風。
這個世界運動是絕對的,空氣分子無時無刻都不在熱運動。無風的時候,大氣分子在無規則熱運動,有風的時候,就是分子無規則運動疊加了整體定向運動。實際上,絕對沒有風的時候極少或者說沒有,只是當空氣流動極緩慢,范圍較小時,人們感覺不到而已。
當空氣流動的速度在每秒0.3米以下時,人們基本感覺不到有風,悶熱、靜止,樹葉不動,炊煙直直上升就是這種現象;空氣流動速度達到每秒0.3米到1.5米時,人體通過手、臉感覺到空氣的流動,也就是有風。這種風叫軟風,氣象學上定為1級風。
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2級風叫輕風,空氣流速為每秒1.6米到3.3米,能感到明顯的風,臉上有清晰氣流感,頭發會被吹動,樹葉會輕微晃動;3級風叫微風,空氣流速為每秒3.4米到5.4米,體感明顯,感覺清爽舒適,適合戶外活動;4級風叫和風,空氣流速每秒5.5米到7.9米,此時風力明顯,走路有阻力,塵土紙片被吹起,但戶外活動仍較舒適;5級風叫清風,空氣流動每秒8米到10.7米,走路開始費力,小樹搖擺,水面起波,戶外活動舒適度減弱。
6級風叫強風,7級風叫疾風,8 級以上叫大風、烈風、狂風、暴風,這些風就讓人不舒適了。隨著風力的增大,會給人們生活和工作造成困擾和難受,大風暴還會造成災害。目前標準最高的風級為17級,空氣流速約每秒60米。歷史上曾經出現過風速每秒135米的氣旋,遠超17級。
那么,導致空氣不斷流動的原因具體有哪些呢?
簡單地說,地球上的風主要是太陽提供的能量驅動,加上地球不停的自轉,以及兩極溫差,讓空氣流動無法停止下來,才創造了氣候變換的季節和生生不息涌動的世界。
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太陽核心源源不斷地發生著氫核聚變,產生的巨大能量以電磁輻射方式輻射到太空,每秒鐘輻射的總能量約為3.828乘以10的26次方瓦,其中的22億分之一被地球承接,也就是每秒鐘地球接收到的太陽能約為1.74乘以10的17次方瓦,這個能量相當于771萬個三峽大壩發電量的總和。
根據地球承接太陽總能量換算,得出太陽常數S≈1360~1362W/m^2,就是地球大氣外接收到的太陽垂直照射能量約為每平方米1360瓦,除去大氣影響,晴天正午到達地面的太陽能在中緯度約為每平方米1000瓦。
太陽輻射能量并不是平均分配給地球每個角落,直射到的地方獲得的能量最大,反之就小,而地球又一直在不停的自轉,太陽直射的區域一直在赤道附近徘徊,也就是南北回歸線~南緯23.44°到北緯23.44°之間,由此這個區域就是熱帶;兩極距離太陽直射點最遠,也最冷,稱為寒帶;南北緯23.44度到66.57°之間就屬于溫帶。
世界上絕大多數城市和人口都集中在溫帶,是人類文明的核心區。
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同等太陽能量輻射相對陸地和海洋,陸地升溫更快,海洋升溫較慢,由此導致了全球更大的溫差效應。溫差效應形成不同區域的空氣冷熱不均,遵循能量守恒定律和熱脹冷縮原理等物理規律,熱的空氣向較冷的空氣流動,高壓大氣流向低壓大氣,這種流動就形成了各種各樣復雜且大小不一的風。
按尺度、成因、位置不同,風分為許多類別,如信風、西風、極地東風、季風、海陸風、山谷風、焚風、風暴風等。是風讓地球形成源源不斷地能量流動,它搬運熱量、分配水汽、塑造氣候、決定旱澇、影響生態與人類生活。
所以,只要地球大氣存在,太陽源源不斷發出輻射,地球不停地轉動,區域溫就會繼續差存在,風也就會永遠存在。有風在,生命才得以孕育、演化,生生不息。
就是這樣,歡迎討論。時空通訊原創文章,感謝閱讀。
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