风的分类

空气质量从高压区流向低压区的现象称为风。 换句话说，风是由气压变化引起的空气的水平运动。 地球的自转和太阳对空气的加热导致了这种气压变化。 尽管气流既会产生风，也会产生气流，但它们并不相同。

当空气因压力而水平流动时，就形成了风；当空气垂直或几乎垂直移动时，就形成了气流。 主导风、季节风和地方风是风的三种主要类别。 在这篇关于风的类型的文章中，我们将介绍风的主要类别以及属于每个类别的风的种类。

描述风。

气体（如空气）相对于行星表面的自然流动称为风。 有许多不同类型的风：由加热陆地表面产生的持续几小时的地方微风，持续几十分钟的雷暴气流，以及因地球气候带之间太阳能吸收差异而产生的全球性风。 大规模的大气环流主要由地球自转（科里奥利效应）以及赤道和两极之间的温差引起。

地形和高原上的热低压环流可以将季风环流推向热带和亚热带。 沿海地区的地方风可能由海陆风循环定义；在地形多样的地区，山谷风和山风可能是主导的。

风的原因、速度、方向、地理范围、发生区域和影响通常被用来对其进行分类。 风包含许多组成部分，包括风速、气体密度和能量含量，或风能。 在气象学中，风速和风向通常用于描述不同类型的风。“西风”或“西风”是指风的起源方向；因此，“北风”吹向南，等等。

有时，这似乎不合常理。 阵风定义为短暂的高风期。 强风是指持续一到两分钟的强风。 根据其平均强度，持续时间长的风有许多名称，包括微风、大风、风暴和飓风。

从行星大气中逸出到太空的光化学成分的流动称为行星风，而太阳风是指来自太阳的穿越太空的气体或带电粒子流。 太阳系中风力最强的两个行星是海王星和土星。

在人类文明的背景下，风在神话中被研究，塑造了历史的进程，扩展了交通和战斗的可能性，并为电力、机械劳动和休闲提供了能源。 地球海洋上的帆船由风驱动。

风被动力飞机用来减少燃料消耗和提高升力，热气球也利用风进行短途飞行。 飞机可能会发现自己因由多种气象事件引起风切变区域而处于危险境地。 树木和人造建筑容易受到严重风的损坏或摧毁。

风能够通过一系列风蚀过程形成地貌，包括侵蚀和黄土等肥沃土壤的形成。 大沙漠中的主导风可以将尘埃从其源区输送到很远的距离；事实上，与尘埃爆发相关的风（由崎岖地形加速）由于对这些地区产生重大影响而在世界上的许多地区获得了区域名称。 林火的蔓延也受到风的影响。

有许多不同的植物，它们的种子可以通过风传播，从而使飞虫和鸟类的数量以及这些植物的物种得以生存和传播。 当低温伴随风时，风会对动物产生不利影响。 风会影响动物的食物储存、狩猎和防御策略以及其他行为。

原因

温度变化占大气压变化的大部分，这反过来又产生风。 当大气压发生变化时，空气从压力较高区域流向压力较低区域，从而产生不同速度的风。

科里奥利效应也会偏转旋转地球上的空气，赤道除外。 在全球范围内，大规模风模式（大气环流）的两个基本驱动因素是赤道和两极之间的温差（太阳辐射吸收差异导致浮力）以及地球的自转。

当大规模风位于热带地区以外且远离地表摩擦影响时，它们经常达到地转平衡。 地表附近的摩擦会使风比通常情况下移动得慢。 风向低压区内流也归因于地表摩擦。

风廓线被分为几个部分，并使用以物理力平衡状态为特征的风进行分析。 它们有助于阐明大气运动方程，并为水平风的垂直和水平扩散提供定性解释。 科里奥利力和压力梯度力之间的平衡产生了地转风分量。 它关联了中纬度大气边界层上的气流，并与等压线平行。

两个大气层之间的地转风之差称为热风。 大气中只有在温度存在水平梯度的地方才会发生这种情况。 地转风分量（指地转风与实际风之间的差异）导致了“气旋在多年间被空气填满”。 离心力，也称为向心加速度，是梯度风的一个组成部分，它与地理风相似。

衡量标准

风的方向通常可以通过其起源的方向来确定。 例如，北风从北吹向南。 为了显示风的吹向，风向标会旋转。 机场使用风向袋来确定风的方向，并通过测量悬挂角度来估算风速。 测风仪，通常使用旋转的杯子或螺旋桨，用于测量风速。

当需要高测量频率时（如在研究应用中），可以通过加热导线的电阻或超声波传播速度来检测通风的影响。 使用皮托管（一种特殊的测风仪）通过测量外部的、暴露于风的管子和内部管子之间的压力差来测量动压，然后用它来计算风速。

在全球范围内，持续风的测量高度为 10 米（33 英尺），并按 10 分钟的平均时间进行计算。 对于热带气旋，美国发布基于一分钟平均的风速，对于气象观测，则发布基于两分钟平均的风速。 平均三分钟的风通常来自印度。 一分钟连续风的值通常比十分钟稳定风高 14%；因此，了解风的样本平均值至关重要。

阵风是短暂的、强烈的风；技术上，阵风可以定义为在十分钟期间内，最大风速持续短暂时间超过最低记录风速 10 节（5 米/秒）。 强风是指风速持续至少一分钟并超过特定限制的升高。

无线电探空仪使用无线电导航、GPS 或雷达监测探头来测量大气中的风速。 另一种方法是使用经纬仪观察地面上父气象气球的位置。 SODAR、多普勒激光雷达和雷达是用于风的遥感方法的突出例子。

这些仪器可以测量多普勒频移，这是电磁辐射散射或反射在悬浮的浮质或分子上时发生的变化。 辐射计和雷达还可以用于从太空或飞机上确定海洋表面的粗糙度。 在海洋上，可以使用海洋粗糙度估算近地表风速。

可以通过地球静止卫星图像之间云的运动量来确定云顶风。 风工程涉及研究风如何影响人造环境，例如建筑物、桥梁和其他人造结构。

型号

模型可以提供关于气流的地理和时间数据。 空间信息可以通过插值来自多个测量站的数据来收集，这允许水平数据计算。 廓线，例如对数风廓线，也可用于提取垂直信息。

时间信息通常通过在计算天气预报模型中求解纳维-斯托克斯方程来计算，从而产生全球气候模型（GCM）的全球数据或特定区域的数据。 风场计算受辐射变化、地球自转和摩擦等参数的影响。 计算纳维-斯托克斯方程是一个复杂且耗时的数值过程。 然而，机器学习方法可以帮助缩短计算时间。

数值天气预报模型极大地增进了我们对大气动力学的认识，使其成为天气预报和气候研究的重要工具。 这些模型允许科学家通过整合空间和时间数据来分析和预测全球和区域风模式，从而增进了我们对地球复杂大气系统的理解。

风力等级

历史上， Beaufort 风力等级（由 Beaufort 发明）提供了一种基于观察到的海况的风速数值表示。 最初是 13 级（0-12）；然而，到 20 世纪 40 年代，它增加到 18 级（0-17）。 微风、大风、风暴或飓风是用于区分不同平均风速的风的宽泛说法。

根据 Beaufort 量表，大风力风速范围从 28 节（52 公里/小时）到 55 节（102 公里/小时），形容词包括中等、新鲜、强劲和全速，用于区分大风类别中的风的强度。 风暴中的风速范围从 56 节（104 公里/小时）到 63 节（117 公里/小时）。 热带气旋的命名因世界各地而异。 为了定义热带风暴的类别，大多数海盆使用平均风速。

增强藤田尺度

增强藤田尺度（EF Scale）通过估算风速来确定龙卷风的强度。 它包含六个等级，从可观察到的损坏到完全毁灭。 它在美国和少数其他国家（包括加拿大和法国）使用，略有不同。

站点模型

在地面天气图上使用的站点模型使用风向风速标来指示风速和风向。 风向风速标用末端的“旗子”显示风速。

• 旗子的每一边代表 5 节（9.3 公里/小时）的风。
• 每面满旗代表 10 节（19 公里/小时）的风。
• 每个三角旗（实心三角形）代表 50 节（93 公里/小时）的风。

风的表示方向与风向风速标所指的方向相同。 因此，东北风将由一条从云形圆圈指向东北方向的线表示，并在线的东北端带有风速旗。 一旦将等速线（等风速线）绘制在图上，就可以进行研究。 等速线对于确定高层等压图上急流的确切位置非常有帮助，并且它们经常出现在 300 hPa 或更高处。

全球气候学

总的来说，西风吹过地球的中纬度地区和副热带高压脊的极地一侧，而东风则控制着热带地区。 另一方面，东风在极地地区的环流模式中占主导地位。

doldrums，也称为马纬度，位于副热带高压脊正下方，风力较弱。 地球上的许多沙漠位于副热带高压脊的中纬度区域，那里的下沉空气会降低气团的相对湿度。 当寒冷的极地空气与温暖的热带空气碰撞时，中纬度地区的风力最强。

热带

信风（也称为信风）是热带地区占主导地位的东风表面风模式，其风向朝向赤道。 信风在北半球主要从东北吹来，在南半球主要从东南吹来。 信风是世界各地热带气旋的引导气流。 非洲的尘埃也通过信风向西吹过大西洋，进入加勒比海和北美东南部。

季风是一种季节性主导风，在热带地区持续数月。 这个词最初在印度、孟加拉国、巴基斯坦和邻近国家使用，用来描述从印度洋和阿拉伯海吹来的强劲季节性西南风，给该地区带来大雨。 其向极地移动得益于从 5 月到 7 月在亚洲、非洲和北美洲大陆上，以及 12 月在澳大利亚上空形成的低热带。

风的分类

地球上的风分为三个主要类别。 这种分类的基础是位置和发生频率。

主要风或行星风

主要风全年持续朝一个方向吹。 主要风的另一个名称是行星风或盛行风。 主要风有三种：信风、西风和东风。

周期风或次要风

风向的季节性变化被称为次要风。 季节风和周期风是次要风的其他名称。 次要风遍布全球的许多不同地方。 它取决于特定次要风的地理位置及其驱动它的基本物理因素。 季风是次要风中最著名的风之一。

地方风或第三风

第三风只在一天或一年的特定时间和特定区域吹。 某个地方的空气压力和温度差异导致这些风吹动。 这些风根据当地条件可能差异很大；它们可能是热的、冷的、充满冰的或多尘的。 在印度北部平原，有一种称为 loo 的热而干燥的风。 Mistral、Foehn、Bora 等风是一些其他主要地方风。

各种风的类型

信风

地球赤道地区的主导风，通常称为信风或东风，始终从东向西吹。 信风以在冬季以及北极涛动的温暖时期最强而闻名，主要起源于北半球的东北部和南半球的东南部。

根据科里奥利效应和费雷尔定律，信风（通常称为热带东风）在北半球向右偏，在南半球向左偏。 它们从亚热带高压带吹向赤道低压带。 它们的吹风分别称为北半球的东北信风和南半球的东南信风。

几个世纪以来，帆船指挥官一直利用信风作为穿越全球海洋的手段。 它们不仅建立了跨大西洋和太平洋的贸易路线，还使欧洲人能够殖民美洲。

根据气象学，它们构成了全球海洋上形成的热带风暴的主要引导气流，并为东南亚、马达加斯加、东非和北美洲带来降雨。 当发生信风逆温时（由副热带高压脊上空的下沉空气引起），在信风区域内可以看到浅积云，并阻止它们向上生长。 当信风减弱时，预计相邻陆地上的降雨量会增加。

此外，信风将富含磷酸盐和硝酸盐的撒哈拉尘埃带到北美南部和东南部、加勒比海和整个拉丁美洲的部分地区。 佛罗里达州的日落可能包含来自撒哈拉的沙丘。 撒哈拉尘埃在陆地上的运动会抑制降雨，并将天空从蓝色变成白色，增加红日落的频率。 它的存在增加了空气中的颗粒物，对空气质量产生不利影响。

西风

在中纬度地区（30 至 60 度纬度之间），西风，也称为反信风或盛行西风，是从西向东吹的主导风。 总的来说，它们将温带气旋导向此方向，从马纬度的高压区出现并向极地延伸。

由于西风环流的改善，穿越副热带高压脊轴并进入西风的热带气旋会回流。 在北半球，风主要来自西南方向，而在南半球，来自西北方向。

在冬季和极地低压时期，西风最强；在夏季和极地高压时期，西风最弱。 在没有陆地的地区，西风尤其强烈，尤其是在南半球（也称为“咆哮西风”，吹袭智利、阿根廷、塔斯马尼亚和新西兰）。

这是因为陆地加剧了气流模式，使气流方向从北向南移动并减缓了西风。 在中纬度地区，咆哮的四十度（40 至 50 度南纬）可能产生最强的西风。 由于其广阔的海洋面积，西风对于将温暖的赤道风和洋流输送到大陆西岸（尤其是在南半球）至关重要。

极地东风

在对地球大气的研究中，环绕北极和南极高压区的干燥、寒冷的盛行风被称为极地东风。 当寒冷空气从极地移动时，科里奥利效应会产生西北风，导致高压区和向赤道的气流。

热带的信风和中纬度的西风比极地东风更强劲、更稳定。 请记住，风的名称取决于其来源。 极地东风是我们大气环流系统组成的五个主要风带或风带之一。 这个特定的风带延伸到极地，从北纬和南纬 60 度开始。

季风

目前，“季风”一词用于描述与赤道南北及其边界内的热带辐合带（ITCZ）年际纬向振荡相关的气压和降水的季节性变化。 通常，季风是伴随相应降水变化的年度风向转变。

严格来说，还有一个干旱期，但季风通常指的是周期性变化模式的雨季。 该短语还可以指当地发生的短暂大雨。 亚洲-澳大利亚、北美、南美和西非季风是全球四大季风系统。

当来自阿拉伯海和孟加拉湾的大型季节性风吹向西南方向，带来倾盆大雨时，这个词最早出现在英国统治下的印度及其周边国家的英语中。

海风

海风的过程全天进行。 太阳加热陆地和水面。 由于水的比热容远高于陆地，水温升高得比陆地慢。 因此，地表温度升高，加热周围的空气。 变暖的、密度较低的空气膨胀，在地表上方形成一个低压区。

同时，海面上形成高压区。 由于压力差，空气从海上高压区流向陆地低压区。 “海风”一词指的是这种从海洋到陆地的空气流动。 春季和夏季温暖晴朗的日子会带来更多的海风。 它会导致显着的冷却效果和明显的温度下降。

陆风

这个过程称为陆风，它逆转了之前描述的过程，并在整个晚上持续。 随着太阳落山，陆地和水开始冷却。 由于陆地的热容量与水不同，它冷却得更快。 因此，由于水上方的温度高于陆地，海面上形成一个低压系统。

结果，一股称为“陆风”的气流从陆地吹向海洋。 尽管陆风全年都可能发生，但在秋季和冬季更为常见，此时海洋仍然相对温暖，而夜晚则寒冷。

山谷风和山风

根据气象学，山谷风和山风是两种相关的、局部的、每天交替出现的微风。 它们是上升风和下降风局部现象的例子。 这些风相互反向吹动。

日落后，当山区冷却，而山谷地区明显变暖时，山风从山区吹向山谷。 山风中的暖空气上升到中心，而山谷风则随着空气向上爬升到山谷两侧而产生。 类似于陆风和海风的产生方式，山风和山谷风也以同样的方式产生。

白天，山谷保持相对凉爽，但太阳很快就会加热山坡上的空气。 由于对流，它上升，形成山谷风。 晚上，情况正好相反。 随着山坡在夜间冷却，山风将浓重的空气带入山谷。 这些风在晴朗、平静的天气中最常见。 其他受地形影响的地方性风包括山谷风和山风。 在山区，露营者可能会在日落后立即从一个温暖的白天转变为寒冷的夜晚。

白天，太阳加热山坡附近的空气。 随着这股暖空气爬升到山坡上，山谷中出现了一股风。 夜晚的来临使山坡上的空气冷却。 这股寒冷的空气从山上流向山谷，形成了山风。

在太空中

由于太阳风起源于太阳，并且由来自太阳大气的带电原子组成，因此它与地球上的风有很大不同。 行星风由从行星环境中逸出的轻质气体组成，就像太阳风一样。 行星风能够随着时间的推移极大地改变行星大气的构成。

IGR J17091-3624 黑洞的吸积盘产生了迄今为止测量的最快风。 它以光速的 3%（即每小时 20,000,000 英里或 32,000,000 公里/小时）的速度传播。

行星风

轻质化学元素如氢可以通过流体静力学风上升到外逸层顶（外逸层的最低点）。 从那里，气体可以达到逃逸速度并进入太空，而不会与其他气体粒子碰撞。 行星风是这种气体从行星通过外太空泄漏的特定类型的术语。 像地球这样水资源丰富的行星在整个地质时期都在继续这个过程，演变成像金星这样的行星。 此外，对于较低大气温度较高的行星，氢的损失速度可能会加快。

太阳风

太阳风是从太阳高层大气喷出的带电粒子流，称为等离子体，而不是空气，其速度为每秒 400 公里（890,000 英里/小时）。 其组成主要包括能量约为 1 keV 的质子和电子。 时间会改变粒子流的温度和速度。 这些粒子之所以能够绕过太阳的引力，是因为一种机制（仍未完全了解），以及粒子从日冕高温中获得的巨大动能。

在包围太阳系的星际介质中，太阳风形成了巨大的气泡，称为日球层。 为了减少太阳风对高层大气的电离，行星需要强大的磁场。 太阳风引起的其他现象包括彗星的等离子体尾巴（总是指向远离太阳的方向）、极光（如北极光）以及地磁暴（可能导致地球电网瘫痪）。

在其他行星上，金星的云层顶部存在强风，每四到五天绕行星一周，速度高达 300 公里/小时（190 英里/小时）。 当火星的两极在冬季暴露在阳光下时，大量的尘埃和水蒸气会被带到火星表面。 这是因为固态二氧化碳会升华并产生强风，这些风可以从两极以高达 400 公里/小时（250 英里/小时）的速度吹过。 其他火星风导致了尘卷风和清洁事件。 在木星的纬向急流中，风速高达 100 米/秒（220 英里/小时）是正常的。

在太阳系中，土星拥有一些最快的风。 Cassini-Huygens 数据记录到峰值东风为每秒 375 米（840 英里/小时）。 在天王星的北纬 50 度区域，北半球的风速可能高达每秒 240 米（540 英里/小时）。 海王星云层顶部的盛行风速度从赤道附近的每秒 400 米（890 英里/小时）到两极附近的每秒 250 米（560 英里/小时）不等。 一股快速移动的急流在海王星的南纬 70 度附近达到每秒 300 米（670 英里/小时）。 在距离地球 190 光年的行星 HD 80606 b 上，风速高达每小时 11,000 英里，即每秒 5 公里，是已知行星中最快的风。