常见的地理效应① | 焚风效应丨#x

2023-02-21 05:56

原标题:常见的地理效应① | 焚风效应

#焚风效应

雨影效应

山脉高峻能阻隔季风,形成雨影效应。在迎风坡一面降水增多,背风坡降水较少

焚风效应

气流翻过山岭时在背风坡绝热下沉而形成干热的风。J.汉恩是最先解释并研究了这种现象。当气流经过山脉时,沿迎风坡上升冷却,在所含水汽达饱和之前按干绝热过程降温,达饱和后,按湿绝热直减率降温,并因发生降水而减少水分。过山后空气沿背风坡下沉,按干绝热直减率增温,故气流过山后的温度比山前同高度上的温度高得多,湿度也显著减少。亚洲的阿尔泰山、欧洲的阿尔卑斯山、北美的落基山东坡等都是著名的焚风出现区。中国不少地区有焚风,比较明显的如天山南坡,太行山东坡,大兴安岭东坡的焚风现象,其增温影响甚至在多年月平均气温直减率上也可促使作物、水果早熟,强大的焚风可造成干热风害和森林火灾。冬季强焚风可引起山区雪崩等。

焚风,?其英文名称直接借用德文源词,最早是指气流越过阿尔卑斯山后在德国、奥地利和瑞士山谷的一种热而干燥的风。实际上在世界其他地区也有焚风,如北美的落基山、中亚西亚山地、高加索山、中国新疆吐鲁番盆地,甚至太行山东麓也曾出现过焚风

Part 01

焚风的概念

焚风(F?hn?wind)是出现在山脉背面,由山地引发的一种局部范围内的空气运动形式——过山气流在背风坡下沉而变得干热的一种地方性风。焚风往往以阵风形式出现,从山上沿山坡向下吹。焚风这个名称来自拉丁语中的favonius(温暖的西风),德语中演变为F?hn,最早主要用来指越过阿尔卑斯山后在德国、奥地利谷地变得干热的气流。

Part 02

焚风的别名?

??在世界各地山脉几乎都有类似的风,对类似的现象还有类似的地区性的称呼,比如在智利的安第斯山脉这样的焚风被称为帕尔希风(Puelche),在阿根廷同样的焚风被称为Zonda,美国落基山脉东侧的焚风叫钦诺克风(Chinook),在加利福尼亚州南部被称为圣安娜风(Santa?Ana),在墨西哥被称为仓裘风(Chanduy)。此外在其它许多地区还有许多不同的称呼。?

??布拉风是一种类似焚风的冷风,布拉风的名字来源于克罗地亚和黑山的爱琴海岸。?

Part 03

分布与作用?

一般来说,在中纬度相对高度不低于800~1000米的任何山地都会出现焚风现象,甚至更低的山地也会产生焚风效应。1956年11月13、14日太行山东麓石家庄气象站曾观测到在短时间内气温升高10.9℃的焚风现象。焚风可以促进春雪消融,作物早熟;同时,也易引起森林火灾、干旱等自然灾害。?

?“焚风”在世界很多山区都能见到,但以欧洲的阿尔卑斯山,美洲的落基山,原苏联的高加索最为有名。阿尔卑斯山脉在刮焚风的日子里,白天温度可突然升高20℃以上,初春的天气会变得像盛夏一样,不仅热,而且十分干燥,经常发生火灾。强烈的焚风吹起来,能使树木的叶片焦枯,土地龟裂,造成严重旱灾。???

??在中国,焚风地区也到处可见,但不如上述地区明显。如天山南北、秦岭脚下、川南丘陵、金沙江河谷、大小兴安岭、太行山下、皖南山区都能见到其踪迹。

Part 04

焚风的形成

??焚风是如何形成的呢?气象专家介绍,焚风是山区特有的天气现象。它是由于气流越过高山后下沉造成的。当一团空气从高空下沉到地面时,每下降1000米,温度平均升高6.5摄氏度。这就是说,当空气从海拔四千至五千米的高山下降至地面时,温度会升高20摄氏度以上,使凉爽的气候顿时热起来,这就是“焚风”产生的原因。上面提到的台湾台东市焚风,它的形成就是西南气流在越过中央山脉后,湿气遭到阻挡,水汽蒸发从而形成了干热的焚风。?

Part 05

造成的灾害

焚风的害处很多。它常常使果木和农作物干枯,降低产量,使森林和村镇的火灾蔓延并造成损失。十九世纪,阿尔卑斯山北坡几场著名的大火灾,都是发生在焚风盛行时期的。

焚风在高山地区可大量融雪,造成上游河谷洪水泛滥;有时能引起雪崩。如果地形适宜,强劲的焚风又可造成局部风灾,刮走山间农舍屋顶,吹倒庄稼,拔起树木,伤害森林,甚至使湖泊水面上的船只发生事故。?

2002年11月14日夜间,焚风在奥地利部分地区形成强烈风暴,并以高达160公里的时速袭击了所有农田和村庄。焚风暴所过之处,数百栋民房屋顶被风刮跑或压垮,许多大树被连根拔起或折断,电力供应和电话通讯中断,公路铁路交通受阻。此次焚风造成二人丧生,以及数百万欧元经济损失。?

??2004年5月11日,台湾的台东市刮起焚风,40.2摄氏度的高温创下了台东百年纪录。当日中午12时57分,台东市区突然刮起强烈的焚风,室内外温度如烤箱般急速上升。至13时14分,气温飙升到40.2摄氏度,当地居民苦不堪言。有些民众打开冷气,躲在屋内,有些民众带着小孩,跑到郊外清澈的溪流里消暑。农民们更是叫苦连天,因为最怕热的荖叶和茶树在劲吹的焚风中慢慢枯萎。???

在高山地区,焚风还会造成融雪,使上游河谷洪水泛滥,有时还会导致雪崩。???此外,焚风天气出现时,许多人会出现不适症状,如疲倦、抑郁、头痛、脾气暴躁、心悸和浮肿等。医学气象学家认为,这是由焚风的干热特性以及大气电特性的变化对人体影响引起的。

当然,焚风有时也能带来益处。如北美的落基山,冬季积雪深厚,春天焚风一吹,积雪很快消融,雪水使大地长满茂盛的青草,为家畜提供了草场,因而当地人把焚风称为“吃雪者”。一些程度较轻的焚风,能增高当地热量,提早玉米和果树的成熟期,如前苏联高加索和塔什干绿洲的居民,便把焚风称为“玉蜀黍风”。?

热力学理论解释

??按照热力学理论焚风与其它风一样是由于气压不同而形成的,山背风面的气压低。在迎风面空气上升,温度干绝热下降(随气压的下降温度下降,热量不散发),这个下降速度约为每上升100米气温下降1摄氏度。当气温下降到露点时空气的相对湿度达到100%,在这种情况下空气继续上升就开始进入湿绝热降温的过程了。在这个过程中水不断凝结出来,而空气的相对湿度保持在100%。这个过程中气温下降的速度为约0.6度/100米。凝结出来的水在山的迎风面形成云,假如空气继续不断上升会产生雨和雪。从山的背风面看上去可以看到山脊上形成一堵云墙,而它的后面则是蓝天。假如焚风非常强的话,也有可能将降雨区带道背风面。?

??在山脊背后空气开始下降,按照这个理论空气下降的原因是山两边的气压差。在下降过程中空气隔热升温(随气压上升而温度上升,不吸收热),但由于空气的相对湿度随温度上升而下降,这个升温过程完全是干的,没有水蒸发的过程,因此升温的速度是1度/100米,比空气在迎风面上升时要高。同时空气的相对湿度不断降低,造成了干燥的热风。

热力学理论的缺陷?

???热力学理论非常形象地解释了焚风形成的原因,因此它也常常被列入教科书中。但是这个理论有许多不足之处,比如:?

??1.?有时焚风在迎风面没有形成云或降水的情况下也会形成;?

??2.?有时迎风面上升的空气并不是在背风面下降的空气,有时迎风面上升的空气甚至会流回。?

??此外热空气下降也是一个不容易理解的事?

动力学理论解释?

??虽然空气是气体,但是有时空气也显示出液体的特性。在许多情况下空气中会形成大气波。大气波是许多不同的力,比如大气压力差、科里奥利力、引力和阻力相互影响造成的。在许多大气不稳定状态下会有大气波产生。今天对焚风的解释主要是一个流体力学的动态学理论。??

?今天的解释焚风是这样的:一开始的时候在山脉的两侧和周围的气象条件是一个几乎平行的逆温气象。一个低压靠近山脉的一侧(背风侧),开始吸引山脉这一侧的地面冷空气,并通过山谷吸引迎风侧的地面冷空气和山上的热空气。山谷里的气流速度不断提高。假如低压的吸引力足够强的话,那么在山谷周围迟早会形成超临界流,山谷对气流的压缩更加加强这个效应。很快山谷里的气流就达到了其最高速度。上方的热空气也被吸引下沉,在背风的山坡上会形成超临界流。这个效应不断向山脊扩展,最后整个山脊上都会形成超临界流。焚风从山谷开始,扩展到整个山脊。???

“梵风”是一种由高原或山脉吹向低地的风,“梵风效应”主要表现为气流下层绝热增温,而且是又干又热。?

在山区,有时会产生一种奇怪的天气现象,在高山背风玻的山麓地带形成一股干燥而炎热的下沉气流,使农作物干枯或者死亡,甚至还能引起森林火灾。气象学上称这种气流为焚风,称这种现象为焚风现象。?

山区出现焚风的原因当气流与山地坡向垂直或夹角较大时,湿气流会翻越山坡,对迎风坡和背风坡的气温和降水产生不同的影响。???

?1、山地两侧降水差别较大在迎风坡,湿空气随气流上升而逐渐降温冷却,空气中的水汽逐渐达到饱和状态。当空气中的水汽达过饱和时,水分子便会凝结成云而形成降水,特别是中海拔地段,常形成多雨中心。在一定高度范围内,降水量随海拔升高而增加,这一范围叫最大降水带;其后因水汽减少,降水量也随之逐渐减少。在背风坡,空气顺山坡下沉气温升高,空气中的水汽不易达到饱和状态,故降水较少。???

?2、山地两侧的气温变化当空气在沿迎风坡运动时,可以把它看成是在做垂直运动,空气的这种运动过程常常是绝热进行的。在所含水汽达到饱和之前按干绝热直减率(1℃/100m)降温;当空气上升到凝结高度(即达饱和状态)以后,水汽凝结时会释放出一部分潜热,对空气加热,使空气上升时冷却的速度减慢,按湿绝热直减率(0.5-0.6℃/100m)降温,并因发生降水而减少水汽含量。空气过山后,在背风坡已经成为缺少水汽的干空气,它顺坡下沉基本上是按干绝热直减率(1℃/100m)进行增温的。故气流过山后的温度比山前同一高度的温度高得多,湿度也显著减少。例如:有一气流,要翻越一座高度为4000米的山脉,假定其在迎风坡山麓处的温度为15℃,凝结高度为1000米,由于在凝结高度以下空气每上升100米气温降低1℃,故在高度为1000米处的气温为5℃;在凝结高度以上,每上升100米降低0、6℃,那么这团空气到达山顶时气温将会降至-13℃。如果凝结出的水汽完全降落到了山前,在空气翻山后,就成了干燥的气团。在无水汽的影响下,气流按每下降100米气温升高1℃进行,当气流到达山底时,将会变成27℃的干热风。其气温变化可用下图表示:

我国境内高山峻岭很多,不少地方会出现焚风现象。例如河北省石家庄地区,位于太行山东麓,海拔高度相差1000米以上,当气流越过太行山下降时,石家庄地区常出现焚风效应,日平均气温比正常时偏高10℃以上,有时比离山麓较远的东南部市县(无焚风效应地区)要高出10℃以上。

#看看例题

焚风是过山气流在背风坡下沉而变得干热的一种地方性风。太焚风是过山气流在背风坡下沉而变得干热的一种地方性风。太行山东坡的焚风现象明显,对太行山东坡及山前平原有明显的增温效应。图?2?示意冬季某日太行山东坡暖脊示意图。据此完成?4~5?题。

(图2)

4.影响太行山东坡暖脊走向的最主要因素是

A.大气环流 B.山脉走向

C.山体高度 D.海陆位置

5.图中各地等温线弯曲程度差异较大,主要影响因素可能是

A.太阳辐射 B.城市规模

C.风力强弱 D.地势起伏

答 案

B D

解 析

4.焚风效应产生于山地背风坡,气流下沉,气温升高,形成干热风,有增温效果。受季风气候影响,冬季盛行西北风,太行山东坡是冬季风背风坡,产生焚风效应,焚风让东坡及山前平原明显增温,形成了暖脊(脊线上的气温比两侧气温高)。明白了暖脊的形成原理,就不难理解暖脊的位置与山地的位置是密切相关的,暖脊要紧紧依偎着山地,不离不弃,永远在山地的背风面.

5.等温线弯曲程度反映了同纬度温度差异大小,若等温线弯曲越严重,那它与同纬度两侧气温差异越大,对于焚风效应来说,说明焚风增温效果更强;若等温线弯曲不明显,说明同温度温差不大,对于焚风效应来说,说明焚风增温不明显,如我绘制的简图,A处与B、C温差明显,而D处与E、F温差较小。那焚风增温的效果与什么因素有关呢,那就是下沉气流的高度,每降低1000米,升温6℃-7℃,所以,山地越高,下沉气流增温越明显。综上所述,地势起伏大小,决定增温幅度,进一步决定暖脊处等温线弯曲程度。

来源:网络

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