风与空气的垂直运动 空气垂直运动的形式有哪些

导语：风，是大气中气压差异引起的水平气流运动，而且当温暖的空气和冷空气相遇时，气压便会产生差异，引发风的产生，那么这种水平运动的风，如同大地的呼吸，带来了气候的变化和季节的轮回，下面就去看看风与空气的垂直运动和空气垂直运动的形式有哪些吧！

风与空气的垂直运动

大风

目到前为止，我们讨论风时没有考虑一个地区的气流可能怎样影响其他地区的气流。正如一位研究者所说，一只蝴蝶在南美扇动翅膀可能引致在美国形成一场龙卷风。虽然这是一种夸张，但提出了一种可能：一个地区的气流会在未来某个时间引起另一个地区的天气变化。一个特别重要的问题是，水平气流(风)是怎样与垂直气流相联系的。

尽管空气上升或下降的速率远低于(除了在强风暴中)水平气流运动的速度，但它作为形成天气的一个因素却十分重要。上升气流与多云天气有关，通常会产生降水;而下沉气流则产生绝热加热，通常伴随着晴朗的天气。本节将讨论空气的运动如何产生气压差和风，同时我们将研究水平气流和垂直气流的相互关系及其对天气的影响。

气旋和反气旋的垂直气流

首先考虑地面低压系统(气旋)的情况。空气向气旋中心螺旋运动，净流入导致空气积聚，这个过程称为水平辐合。水平辐合造成空气堆积，即质量增加，单个气体分子所占有的空间变小，这一过程使气柱密度增加。这样似乎遇到一个悖论：空气的堆积既然使低压中心气压增大，那么就像一个真空罐被打开一样，地面气旋将很快因填满空气而消失。

为了维持地面低压的持续存在，其补偿只有来自高层大气，地面的辐合必须由高空的辐散来维持。当高层辐散(向外流出)的速率与低层辐合(向内流入)的速率相等时，地面低压就能维持;当高层辐散大于地面辐合时，上升运动增强，地面低压增强。上升气流往往会导致云的形成和降水的产生，因此低压中心通常伴随着“恶劣天气”。与气旋类似，地面反气旋的维持也必须依靠高层大气：低层辐散，高层辐合，反气旋中心气流下沉。空气下沉增温，因此在反气旋中很少形成云和降水，所以高压系统的到来常常预示着有好天气。

正是这个原因，你常会在家用气压表的底部和顶端分别看到“暴风雨”和“晴朗”这样的标注。因此，通过记录气压的变化趋势(上升、下降或稳定),我们就有了一个可以预估未来天气状况很好的指标。这种预测方法称为“气压趋势法”或“压力趋势法”,对短期天气预报非常有效。因此，地方电视台的天气预报会强调气旋和反气旋的位置并预报它们的路径。在气象节目中，低压系统总是制造“糟糕”天气的“坏人”,因为不管在什么时候都带来坏天气。

在美国，低压系统基本上是从西向东移动，横穿美国一般需要几天到一个星期以上。因为气旋的路径不固定，所以准确预测它的移动很困难，但这又是短期天气预报最基本的任务。因为高空气流的作用，气象学家在分析天气时，也必须确定高空气流是否会增强或抑制风暴发展。

天气

影响垂直气流的因子

由于大气的垂直运动和日常天气密切相关，下面讨论影响地面辐合和辐散的其他因子。摩擦会形成辐合与辐散。例如，当空气从相对平坦的海表面运动到陆地上时，摩擦的增加会使风速突然降低，而下游风速的降低导致上游空气的堆积。

因此，大气从海洋向陆地运动时将形成辐合风和上升气流，正是这种效应使美国佛罗里达潮湿的沿海地区形成多云天气。相反，当大气从陆地向海洋运动时，由于摩擦减小，海洋上风速将增大，通常形成辐散风和下沉气流，伴随着晴朗天气。山体也会阻碍气流并形成辐合与辐散。

当空气爬越山脉时在垂直方向上被压缩，在高空形成水平扩展(辐散);当气流到达背风面后，空气被垂直拉伸而在高空产生水平辐合。这一效应会对美国落基山脉以东地区的天气产生很大影响，后面将讨论这一问题。鉴于高空大气状况与地面天气的紧密联系，大量研究已经着眼于大气环流，特别是中纬度大气环流。

空气垂直运动的形式有哪些

对流运动：这是空气在热力或动力作用下的垂直上升运动，当空气块温度高于周围大气温度时，它将获得向上的加速度，形成上升运动，而低层四周空气便随之辐合以补偿上升气流，形成对流运动。

系统性垂直运动：这种运动是由于水平气流的辐合、辐散、暖气流沿锋面滑升以及气流受山脉的机械、阻滞等动力作用所引起的大范围、较规则的上升或者下沉运动。

大气波动：这是一种由于大气的不均匀性引起的垂直运动。

大气乱流：这是大气中的不规则、随机的垂直运动，通常与大气稳定度有关。

这些运动对大气中热量、水分、固体杂志的垂直输送和云雨的形成、天气发展演变具有重要作用。