为什么会刮风（风是怎样产生的？）

你一定觉得这个问题很可笑——小孩子都知道，空气流动形成风，风是因为空气流动形成的嘛！

那么，空气为什么会流动？我指的当然不是你打开电风扇，更不是你鼓起腮帮子吹一口气，而是自然界大规模的空气流动，你知道答案吗？

今天我们就来谈一谈风的起源，从科学的角度探究大气压力、地球转动以及热力分布对风的影响。然后你就会知道，风，绝不是吹一吹那么简单。

在大风中摇曳的樱桃树

大气压力

我们的地球表面覆盖着厚厚的大气，它主要由氮气和氧气构成，这两种气体占到了大气体积的99%以上。气体是物质，它们也是有质量的，地球大气的总质量达到约5.15×10¹⁸ kg。我们所说的气压，就是每单位面积的大气压力，也就是它上方空气柱的重力。

你可能会说：这很简单啊！谁都知道一个标准大气压是760mm汞柱高、是101325 帕斯卡，相当于每平方米要承受10.3吨的压力。

大气压的测量

很好，你的回答很正确。但这是“一个标准大气压”，它既是一个测量值，也是一个规定值。即：当温度为0℃、在纬度45度海平面、水银气压表上的数值为760毫米水汞柱高（相当于1013.25百帕），这就是一个标准大气压。

事实上，在纬度为45度的海平面，温度并不总是维持在0℃，而只要温度发生变化，气压也随之发生变化。这是因为随着温度的升高，空气分子的运动速度会加快，彼此之间会远离，空气密度随之减小；反之，温度的降低会导致空气密度增加。而一个地区大气厚度基本不变，密度增加就意味着这个地区上空有更多的空气，其大气压力自然增加了。

大气压力会随温度变化而发生变化

地球表面因地形地貌的差异、日照强度的变化、水气蒸发量的不同等一系列复杂的原因，造成了地表空气形成一个个不同温度的气团。在这些气团相交汇的地方因大气压力不同会导致空气流动，空气会从压力高的区域向压力低的区域倾泻，这就是风。

全球主要气团，颜色表示冷暖

大气环流

大气环流是覆盖地球的规模最大、范围最广的风。由于地球赤道附近覆盖着大面积的海洋，这里的阳光也最强烈，海水在强烈阳光的照射下大量蒸发进入大气，同时海面的高温也加热空气。海面上方的空气团受热形成上升气流、气压降低。

赤道上升的气体不会堆积，它一方面在高空冷却形成大规模降水，同时向两侧极地方向移动。当这些空气移动到南北纬30°附近时，它已经变得又干又冷，干冷的空气因密度增加而下沉，在这一纬度带形成副热带高压区。到达地面附近再次向赤道流动，补充赤道地区上升的空气，从而完成一个循环。我们称这个环流圈为哈德利环流圈或信风环流圈，因为它造就了赤道两侧庞大的信风带。

大气环流形成原因

你也许注意到了，在南北纬30°附近的副热带高压区两侧，大气环流的方向是不一样的：在北纬30°线以南吹的是东北信风，以北吹的却主要是西风。为什么会出现这种情况？

有三种力量可以控制风的走向：大气高地压差造成的压力梯度变化，地球自转，摩擦力。

根据之前段落的分析，我们知道空气会从高压区向低压区流动，它应该是直线运动。同时因为地球在一刻不停地自转，地球自转会给流动的空气施加第二个力——科里奥利力。

科里奥利力在转盘上的模拟，铅笔移动方向代表流体运动方向

由于科里奥利效应，当风从北纬30°副热带高压区向两侧吹送时，它会呈顺时针方向运动，在南半球则方向相反。同样地，如果在北半球海洋上出现热带气旋或龙卷风，它的转动方向则是逆时针方向。

因科里奥利效应，北半球高压区风向为顺时针，低压区为逆时针

大气湍流

湍流是不规则的大气运动，它经常发生在大气底层的边界层内、对流云的云体内部，以及大气对流层上部的西风急流区内。当空气层中具有明显的风速切变、上层空气温度低于下层对流条件时容易发生随机的湍流现象。

由于太阳对地面各部分加热并不均衡，大气的高低压区域往往是随机交错的，因此空气团在运动过程中会发生随机的湍流现象。大气湍流伴随着物质、能量和动量的传递和交换，其运动速度远大于层流，因此其扩散和剪切应力也非常大。加之湍流随机发生，风速快、风向不定，突然遭遇的风切变常常对飞机的飞行安全构成威胁。

科学家为研究湍流现象制造的漩涡

地形风

通常情况下，空气会从高压区向低压区流动，风速由压力差（压力梯度）控制，当等压线距离减小时，其速度更高，而风的运行路径则是顺其自然。

如果前方有障碍物阻挡，风不会穿过，它或是以最短路径绕行，或是被迫爬升产生振荡，这也是引起湍流的重要原因之一。

山脉会产生垂直方向的振荡风

海风和陆风可能是沿海地区盛行风的重要因素。由于与陆地相比水的比热更大，海水被太阳温暖得更慢。陆地表面温度上升的比较快，土地通过传导加热它上方的空气。暖空气上升导致从海洋到陆地的压力梯度约为2毫巴。海面上高压冷空气向内陆低压区流动，在海岸附近产生凉爽的微风。

晚上，由于比热值的差异，土地比海洋更快地冷却，温度变化导致白天海风消散。当陆上温度低于海上温度时，水面上方大气压力将低于陆地，于是产生陆地风。

海风与陆地风的产生因沿海局部气压差引起，造成昼夜风向不同

气旋通常发生在温暖的海面，偶尔也会因陆地高温炙烤引发龙卷风。当海面温度快速升高，迅速蒸发的水气形成快速上升的低压区，同时由于地球的旋转，空气具有非零的绝对角动量。当空气径向向内流动时，它开始循环旋转（在北半球逆时针旋转，在南半球顺时针旋转），以保持角动量。于是产生破坏力巨大的气旋，气旋通常产生于热带海面，因此称热带气旋。热带气旋在亚洲称做台风，在美洲叫飓风。

热带气旋的剖面结构

总结

风由空气流动产生，空气流动的原因在于地球大气受热不均导致各个纬度、各个地区气压差异。

大气压力并不恒定，当空气受热，它会膨胀上升，热空气所在的区域气压降低，相邻的冷空气会弥补热空气留下的空间，从而形成风。

地球上最大范围的风就是大气环流。由于科里奥利效应，在地球不同纬度造就了不同的方向的风带。

大气环流不是地球上风产生的唯一因素，由于地形地貌差异，以及各地区受热不均，在地球各个地方都有地形风产生。

风是地球表面最多变的气候因素之一，也是塑造地形地貌的卓越大师，我们应该用心研究和了解它。

拓展阅读：

降15度以上！冷空气将入华南，南方暴雨已到，2022年汛期不平凡？

“春分至，万物生”！全国进入到加速升温的阶段，不过，今年的春分似乎有点不一样，不仅没有升温，反而大范围地区出现了降温的情况，南北地区的气温都出现了“大转变”。只是整体上来说，北方反而像是真正的春分转变时段，阳光在不少地区还有。

而南方就不一样了，冷空气、降温还在持续地发展，不仅没有升温，而且还出现了降温。

为什么今年春分这么冷？根据中国天气统计数据显示，近30年节气大数据显示，在春夏季的12个节气期间，我国大部地区都处于升温状态，并且平均气温升幅可达3.5℃，是全年升温最快的节气。

所以，气温相当的暖和。同时，进入春分节气之后，我国受到的冷空气影响也会大大退缩。冷空气逐步退居二线，黄河以南地区的日平均气温都能超过10℃，进入明媚的春天。

然而，今年的春分期间，气候变化不一样，影响我国的冷空气较为频繁，除青藏高原外，中东部大部地区的气温都将陆续转为较常年同期偏低的状态。

这是什么原因呢？如果从全球变暖的角度来讲，其实这也并不奇怪，极端气候现象——在全球变暖的影响之下，出现的频率可能多了不少。春季出现冷空气也是正常，只不过今年巧遇春分时期，我国恰好受到冷空气影响明显。

同时，本身今年春季还有一个特殊气候现象，那就是——拉尼娜现象。从意义上来讲，拉尼娜现象会导致我国受到冷空气较为频繁。我国气候中心已经确定了一次弱拉尼娜现象的出现，并且在春季还在持续发展之中。

从数据上来看，Niño-3.4的关键指数区还比之前要强一些，已经增强到了-1度左右。所以，它活动带来的“连锁效应”可能会更强一些。

那么回头来看，这个时段出现冷空气的影响，也完全是正常的。所以并不是说春分到来，就一定会大范围升温，相当暖和。

当然，西南地区还可能符合春分时节的一个标准，那就是“春分刮大风，利到四月中”，意味着春分也是多风的时节。这不，西南地区就是“春分期间”刮起大风。

所以整体上来说，春分并没有什么特殊的情况，春分期间寒冷也是正常的。然而在寒冷的影响之下，降温，降雨也是强到离谱。

本轮降温、降雨有多强？的确是比较强，不少地区在过去一天，是热出了新高度，大范围地区都是在25 度 以上。

然而大风，降温的到来，降温已经非常明显了。特别是在我国西南地区，春分期间出现了一个“漩涡”，大风影响非常明显。不少地区的平均风力可达6级以上，而在大风的影响之下，也将冷空气吸收过来了，所以降温也会很明显。

例如：重庆沙坪坝，在3月19日的最高气温达到了32.1度，但是预计到3月21日的时候，气温将下滑到17.7度，直接大降了近14度左右了。成都也不差，也是大降10度左右的气温，大家真的要加衣服了。加上大风的影响，寒冷会更加明显。

然而，降温并不会停留在我国西南地区，而是会更加南下。包括我国广东，广西，福建等地均要出现大范围降温，可能真正地出现“倒春寒”气候。

从超算可以看到，冷空气的“前锋”将直接深入我国华南地区，这就是强降温的标志了，而这一波降温在连续性的影响之下，可以大降15度以上，大范围地区的气温都会从同期最高气温，直接下滑到同期偏低。

所以我国南方大范围地区都将降温。我国气候中心已经明确说明，在未来10天，黄淮、江淮、江汉、江南北部等地平均气温将由前期显著偏高转为较常年同期偏低。

那华南的降温有多强呢？举个例子就可以看到，这一波降温比较强。例如广东韶关，春分期间的温度还是居高不下，包括在3月21日的时候，最高温度还将达到28.9度。

但是随着冷空气的猛攻，3月23日的时候，最高气温仅13.8度，大降15度以上。就算是后续有回暖迹象，但是也不会快速重回极高温度，最高暂时看上去也是在20度左右进行徘徊，相对春季以来，飙升到25度以上气温来说，已经舒适很多了。

所以，冷空气的影响还是比较明显的。同时，从超算的情况来看，华南在3月下旬时段，还将可能受到一波稍微较强的冷空气影响。

预计在3月25日之后，攻入华南，可能带来强降温，广东，广西，福建等地降温明显，大家要做好准备。当然，这一波冷空气既然能够到华南，说明大范围降温可能又会来，所以大家要做好准备。

那降雨有多强呢？在冷暖空气不断对接发展之下，我国降雨进入了一个强盛时段，并且从现有的基础来看，可能是今年以来最大范围，最强的雨水了。气候中心也是连发暴雨预警，南方基本上是占据了“大壁江山”了，风雨交加了。

根据数据显示，暴雨，大暴雨在多个省市分布，其中陕西、重庆、河南、湖北、安徽、江苏、上海和浙江等地是重点，累计降雨量可达160毫米。主要时段在3月20日至21日白天。

而华南地区的降雨要等一下，例如：广东主要降雨时段在21日夜间至22日夜间。这是比较符合我们所说的冷空气南下的时段。刚好也是降温较为强的时段，这就是“冷暖气流”对接带来的一波强雨水。

所以在新一轮的暴雨预警之中，我国气候中心已经指出，10省市将出现大雨，江浙沪等地有暴雨，有点强。当天，同时注意强对流天气，续降雨或局地强降雨可能引发的次生灾害。

2022年汛期不平凡？的确，我国水利部发布消息指出，3月17日我国就已经进入了汛期，较多年平均入汛日期（4月1日）偏早15天。这不，刚入汛就来这么强的雨水，的确有点凶猛了，这说明了今年的雨水可能真的不平凡，2022年的气候大变，大波动的可能较大，大家要做好准备。

同时根据分析表明，各地汛期开始时间随雨带的变化自南向北逐步推迟，而汛期的长度则自南向北逐渐缩短，珠江、钱塘江、瓯江和黄河、汉水、嘉陵江等有明显的双汛期，前者分前汛期和后汛期，后者分伏汛期和秋汛期，7～8月是全国大洪水出现频率最高的时间。所以，雨水极端性转变的趋势不低。