正文 第2章 風的產生及影響(1 / 1)

眾所周知,風是由於空氣的流動而形成的。它通常指空氣的水平運動,可以用方向和大小來表示,即風向和風速。但如果用在飛行上,風還包括空氣的垂直運動,也就是我們通常所說的垂直或升降氣流。風向有不同,在氣象上,風向是指風的來向;而在航行上,風向是指風的去向。飛機在飛行時,往往會受到風和陣風的影響。這裏所說的陣風是指在短時間內風速發生劇烈變化的風。所以,飛機在起飛和著陸時,必須根據地麵的風向和風速選擇適宜的方向;而在飛行中,也需要依據空中風向和風速及時修正偏流,因為隻有這樣,才能保持一定的航向和計算出標準的飛行時間;另外,修建機場時的跑道方位也要根據風候而定。除此之外,風對飛機飛行性能的影響也很明顯。如逆風飛行時,飛機升力將會增加。陣風對飛機飛行載荷的影響也很顯著,所以在飛行器的設計中,需要給出描述陣風的模型和強度標準。

1.科學描述——風的定義

風是指跟地麵大致平行的空氣流動。一般情況下,風用風向、風速或風力來表示。風向指氣流的來向,通常分16個方位記錄,不過,在航海上,風向指氣流的去向。風速是指空氣在單位時間內移動的水平距離,單位為米/秒。通常,大氣中的水平風速在0.1~10米/秒之間,台風、龍卷風有時達到102米/秒。一般來說,農田中的風速小於0.1米/秒。風速的觀測資料有兩種:即瞬時值和平均值,其中平均值的使用比較常見。風的測量儀器主要有電接風向風速計、輕便風速表、達因式風向風速計以及用於測量農田中微風的熱球微風儀等。當然,風力的大小也可根據地麵物體征象按風力等級表估計。

2.從何而來——風的形成

在水平方向上,由於大氣壓不均勻的分布直接導致了風的形成。此外,在大氣環流、地形、水域等因素的綜合作用下,風所表現出來的形式也是多種多樣的。如季風、地方性的海陸風、山穀風、焚風等等。簡單地說,風是空氣分子的運動。如果要更加清楚地理解風的形成,首先要弄清空氣和氣壓兩個概念。我們知道,空氣由占其總體積78%的氮分子、21%的氧分子、1%的水蒸氣和其他微量成分組成。每時每刻,空氣中所有的分子都在以很快的速度運動著,它們之間相互迅速地碰撞著,同時也和地平線上的所有物體發生著碰撞。

對於氣壓,我們通常可以這樣來定義:在一個給定區域內,空氣分子在該區域施加的壓力大小。一般來說,在某個區域裏的空氣分子越多,氣壓就越大。而風則是氣壓梯度力作用的結果。

氣壓的變化是由許多因素引起的。有些是由風暴引起的,有些是由地表受熱不均引起的,有些則是在水平區域上,大氣分子受氣壓梯度力的作用,由高氣壓地帶向低氣壓地帶流動引起的。

我們在氣象圖上所看到的大部分高壓帶和低壓帶,通常隻是形成溫和的微風。產生微風所需的氣壓差僅占大氣壓力本身的1%,這種氣壓變化在許多區域範圍內都很常見。與微風不同的是,強風暴的形成則源於更大、更集中的氣壓區域的變化。

3.讓人歡喜讓人憂——風的影響

一般來說,風對農業生產有著重要的影響。適宜的風速能夠改善農田環境。在農田環境中,近地層的熱量交換、農田蒸散和空氣中的二氧化碳、氧氣等的輸送過程都會隨著風速的變化而變化。此外,風在傳播植物花粉、種子,幫助植物授粉和繁殖等方麵還起著不可或缺的媒介作用。更重要的是,風能分布廣泛,是一種取之不盡用之不竭的可再生能源。值得一提的是,我國是個季風氣候國家,其氣候條件非常有利於作物的生長。在我國,風能資源主要分布在內蒙古高原、東北高原、東南沿海以及內陸高山地區。

當然,任何事物的影響都是雙麵的。風同樣對農業生產起著不可忽視的消極作用。風可以傳播病原體,蔓延植物病害(粘蟲、稻飛虱、稻縱卷葉螟、飛蝗等害蟲長距離遷飛就是以高空風為氣象條件的)。大風還會使葉片機械擦傷、作物倒伏、樹木斷折、落花落果,以致作物減產。與此同時,大風還能造成土壤風蝕、沙丘移動,對農田有毀壞作用。尤其在幹旱地區,如果盲目墾荒而不注意植被的保護工作,風對農田的毀壞作用會表現得更明顯,甚至導致大量土地的沙漠化。在牧區,風的影響也是很大的。大風和暴風雪會吹散畜群,加重凍害。有些地方性風由於其具有特殊性質,也會造成風害。如從海上吹來的含有大量鹽分的海潮風、高溫低溫的焚風和幹熱風,對果樹的開花、座果和穀類作物的灌漿都有不利的影響。