形成方法
由於陸地土壤熱容量比海水
熱容量小得多,陸地升溫比海洋快得多,因此陸地上的氣溫顯著的比附近海洋上的氣溫高。
在水平氣壓梯度力的作用下,上空的空氣從陸地流向海洋,然後下沉至低空,又由海面流向陸地,再度上升,遂形成低層海風和鉛直剖面上的海風
環流。
形成原理
海陸風
海陸風的水平範圍可達幾十公里,垂直高度達1~2公里,周期為一晝夜。白天,地表受
太陽輻射而增溫,由於陸地土壤
熱容量比
海水熱容量小得多,陸地升溫比海洋快得多,因此陸地上的氣溫顯著地比附近海洋上的氣溫高。陸地上空氣柱因受熱
膨脹,形成了如圖所示的氣溫(T)、氣壓(p)分布,海風從每天上午開始直到傍晚,風力以下午為最強。日落以後,陸地降溫比海洋快;到了夜間,海上氣溫高於陸地,就出現與白天相反的
熱力環流而形成低層陸風和鉛直剖面上的陸風環流。海陸的溫差,白天大於夜晚,所以海風較陸風強。如果海風被迫沿山坡上升,常產生雲層。在較大湖泊的
湖陸交界地,也可產生和海陸風環流相似的湖陸風。海風和
湖風對沿岸居民都有消暑熱的作用。在較大的
海島上,白天的海風由四周向海島輻合,夜間的陸風則由海島向四周輻散。因此,海島上白天多雨,夜間多晴朗。例如中國
海南島,
降水強度在一天之內的最大值出現於下午海風輻合最強的時刻。
發生情況
由於夜間低空熱力差別遠不如白天大,因此,無論氣流速度還是環流高度,陸風環流都比海風環流弱,陸風的風速僅為1~2米/秒。
海陸風在熱帶地區發展最強,一年四季都可出現,出現次數比溫帶和寒帶多。
中緯度地區(如中國
渤海地區)的海陸風,夏秋兩季比冬春出現次數多。高緯度地區只在暖季出現海陸風。
較大的島嶼如中國
海南島,也會出現海陸風。
海風白天從四周吹向海島,夜間陸風從海島吹向周圍海面。海陸風盛行的海島和沿海陸地,白天多出現雲、雨和霧;夜間以晴朗天氣為主。
形成影響
冷洋流經過的海岸地帶,海陸風最強烈。
在海邊住上一段時間,就會有這樣的體驗:晴朗的白天,常有風從海上吹來;而到了夜晚,風又從陸地吹向海洋。這種有規律循環出現的風就是氣象上所說的海陸風。日間陸地受太陽輻射增溫,陸面上空空氣迅速增溫而向上抬升,海面上由於其熱力特性受熱慢,上空的氣溫相對較冷,冷空氣下沉並在近地面流向附近較熱的陸面,補充那兒因熱空氣上升而造成的空缺,形成海風;夜間陸地冷卻快,海上較為溫暖,近地面氣流從陸地吹向海面,稱為陸風,這就是海陸風。
海陸風因僅受一天的熱力差異影響,能量微弱,風力不大,範圍也小,一般僅深入陸地20~50千米,又稱濱海風,在靜穩天氣最為顯著。海風對抑制中午暑熱,調節氣候有很好的作用。我國擁有千萬人口以上的上海市頗得海陸風的恩惠。
城市風是指在大範圍環流微弱時,由於城市熱島而引起的城市與郊區之間的大氣環流:空氣在城區上升,在郊區下沉,而四周較冷的空氣又流向市區,在城市和郊區之間形成一個小型的局地環流,稱為城市風。由於城市風的存在,城區的污染物隨熱空氣上升,往往在城市上空籠罩著一層煙塵等形成的
穹形塵蓋,使上升的氣流受阻,污染物不易擴散,所以上升的氣流轉向水平運動,到了郊區下沉,下沉氣流又流向城市的中心。如果城市的四周有工廠,這時工廠排出的污染物一併集中到城市的中心,致使城市的空氣更加混濁。所以城市風在某種情況下能加重市區的大氣污染。例如日本
北海道的
旭川市,人口僅20萬,市郊是山地丘陵,市區為平地,在市郊周圍山地建了工廠,本意是想讓市區避開空氣污染源。結果事與願違,城市風使市郊的煙塵湧入市區,反而使沒有污染源的市區污染濃度比有污染源的郊區高出了3倍左右,造成了市區的嚴重污染。
住在山區的人都熟悉山谷風。山谷風的形成原理跟海陸風類似。白天,山坡接受太陽光熱較多,成為一隻小小的“加熱爐”;而山谷上空,同高度上的空氣因離地較遠,增溫較少。於是山坡上的暖空氣不斷上升,谷底的空氣則沿山坡向山頂補充,稱為谷風。這樣便在山坡與山谷之間形成一個熱力環流。到了夜間,山坡上的空氣受山坡輻射冷卻影響,“加熱爐”變成了“冷卻器”;而谷地上空,同高度的空氣因離地面較遠,降溫較少。於是山坡上的冷空氣因密度大,順山坡流入谷地,稱為山風。谷底的空氣因匯合而上升,形成與白天相反的熱力環流。
區別
以水平範圍來說,海風深入大陸在溫帶約為15-50公里,熱帶最遠不超過100公里,陸風侵入海上最遠20-30公里,近的只有幾公里。以垂直厚度來說,海風在溫帶約為幾百米,熱帶也只有1-2公里;只是上層的反向風常常要更高一些。至於陸風則要比海風淺得多了,最強的陸風,厚度只有200-300米,上部反向風僅伸達800米。在中國台灣省,海風厚度較大,約為560一700米,陸風為250-340米。
海陸風交替的時間隨地方條件及天氣情況而不同。白天,陸地溫度高于海洋;夜裡,海洋溫度高於陸地。陸地溫度高于海洋的時間,一般為下午2-3時,這時候的海風最強。此後溫度逐漸下降,海風便隨著減弱,約在晚上9-10時,海陸溫差沒有了,海風也就停止了。夜裡,陸地溫度降得快,海洋溫度比陸地下降得慢些,因此,在晚上9-10時以後,陸上變冷了,海上反而暖些。海陸溫差的趨向改變了,海陸風的方向也改變了。從晚上9-10時的一度平靜無風之後,接著微弱的陸風就開始了;這以後,海陸溫差逐漸增大,陸風也越來越強;大約夜裡2-3時左右,溫差最大,這時的陸風也最強。天亮後,陸地漸漸暖起來,海陸溫差越來越小,陸風逐漸,減弱;約在上午9-10時左右,海陸溫差又消失了,陸風隨著終止。
就這樣,隨著海陸晝夜溫差的不斷改變,白天出現的海風,下午2-3時最強,夜間出現的陸風,夜裡2-3時最強;上午9-10時和晚間9-10時,海陸溫度幾乎相同,溫度差別消失,海風和陸風便消失了。
海風和陸風消失的時間,也正是從海風轉為陸風(晚上9-10時)或從陸風轉為海風(上午9-10時)的過渡時間。
海陸風必須在靜穩的天氣條件下才可以看得到,如果有強烈的
天氣系統,如
颮線、
風暴一類的天氣系統出現時,就看不到海陸風的現象了。此外,如果是陰天,陸風吹刮的時間往往拖延很長,而海風出現的時間便一直推後下去,有時甚至遲到12時左右才開始。
海風登入帶來
水汽,使陸地上濕度增大,溫度明顯降低,甚至形成低雲和霧。夏季沿海地區比內陸涼爽,冬季比內陸溫和,這和海風有關。所以海風可以調節沿海地區的氣候。
沿海地區因海陸受熱不均勻而形成的以一日為周期、風向相反的局地性風系。陸地熱容量小,白天地面受熱增溫比海洋快,氣溫也比附近海洋上的氣溫高,在水平氣壓梯度力的作用下,上層的空氣從陸地流向海洋,然後下沉至低空,又由海面流向陸地,低層形成海風,從上午開始吹至傍晚,風力以下午為最強。夜間,海上氣溫高於陸地,出現與白天相反的熱力環流,低層形成陸風。海陸的溫差白天大於夜晚,故海風較陸風強。
海陸風的水平範圍可達幾十公里,以熱帶地區的海陸風最強,海風風速達7米/秒,陸風
風速1~2米/秒。在
氣溫日變化大,海陸溫差也大的地區,海陸風發展最盛,故經常出現於熱帶和溫帶夏季晴朗而穩定的天氣條件下。在較大湖泊的湖岸附近,也可產生與海陸風相似的“
湖陸風”