大氣環流(一)局部環流與季風(Atmospheric circulation)

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大氣環流(一)局部環流與季風(Atmospheric circulation)
國立台灣師範大學科學教育研究所吳佳蓉研究生/台灣師範大學科學教育研究所許瑛玿教授責任編輯

空氣的流動稱為氣流,可以是水平或垂直的,水平方向的氣流即我們一般所謂的「風」,垂直方向的氣流則稱為「上升氣流」或「下沉氣流」。氣壓分布不均造成空氣流動的力量,稱為氣壓梯度力,因此風有由氣壓高吹向氣壓低的趨勢。

地形起伏、海陸分布會使各地區大氣溫度不均,影響氣壓分布。受熱區的地面氣壓比周圍氣壓低,空氣流向受熱區;受熱區上層,氣壓比周圍氣壓高,空氣被推離受熱區。水平流動發生後,會在受熱區產生上升氣流,而在較冷區產生下沉氣流,形成一個環流狀的系統,即「大氣環流」。

(1)局部環流

  • 海陸風:

因海洋與陸地受熱不均,而在海濱附近形成日夜變化的風,稱為海陸風。白天時,由於陸地比熱比海水小,受熱後陸地溫度上升快,形成局部的低壓中心,海面上的 空氣則因為溫度較低,氣壓相對較高,空氣沉降,地表附近的空氣由海面吹向陸地,形成「海風」。夜晚時,陸地因長波幅射冷卻,散熱較快,形成相對高壓區,且 海洋因比熱大,散熱較慢,形成相對低壓區,使得低層空氣由陸地吹向海面,形成「陸風」。

台灣地區,海風大都從上午10?11時開始,起初風力很弱,範圍也小,到下午14?15時,氣溫最高的時候,海風最強,常可達3?4級左右,範圍也擴大, 但通常只能深入陸地20公里,至多也不過25公里。太陽下山以後,海風停止,陸風跟著就開始,陸風不如海風明顯,通常風力僅1?2級而已。海陸風現象,影 響之高度不大,通常只不過200~300公尺,最高不會超過600公尺。


左圖:海風示意圖、右圖:陸風示意圖 。(圖片來源:台灣大百科 http://taiwanpedia.culture.tw/web/content?ID=3307)

  • 山谷風:

山谷風形成的原因類似海陸風。白天時,在山坡地區由於受太陽照射,氣溫比周遭同一高度的空氣高,產生相對低壓區,同時改變等壓面的分布,使空氣由山谷沿山 坡爬升,而產生「谷風」。晚上時,山坡因地勢較高、輻射冷卻散熱較快,地面上的空氣比山谷上同高度的空氣冷,於是這些較冷、密度較大的空氣就自山頂沿山坡 下降,流入谷內,形成「山風」。因為重力是迫使空氣沿山坡下流的直接因素,因此山風又稱為重力風或夜間下潰風。

(2)季風

風向隨季節發生顯著變化的氣候系統稱為「季風」,主要是大範圍的海洋和陸地對於太陽輻射年變化的反應有差異所造成的,可以說是超大的海陸風。

夏季時,同緯度的陸地溫度上升的較海洋快,陸地形成相對低壓區,產生類似海風形式的環流;冬季時,海洋和陸地比熱不同,散熱成度不同,使同緯度的海洋溫度較陸地高,陸地形成相對高壓區,產生類似陸風形式的環流。因此,冬季、夏季的地面風向幾乎相反。

以東亞為例,夏季季風由海上吹向陸地,空氣濕熱,熱帶對流造成降雨,因此為雨季;冬季季風由陸地吹向海洋,受到大陸冷高壓的影響,以乾冷空氣為主,偶而有因鋒面系統造成的降雨,但整體來說為乾季。


參考資料:

1. 台灣大百科全書「山谷風」條目:http://taiwanpedia.culture.tw/we … =%E5%B1%B1%E9%A2%A8
2. 台灣大百科全書「海陸風」條目:http://taiwanpedia.culture.tw/we … 7%E9%99%B8%E9%A2%A8
3. 台灣大百科全書「季風」條目:http://taiwanpedia.culture.tw/we … =%E5%AD%A3%E9%A2%A8
4. 中央氣象局:http://www.cwb.gov.tw/V6/index.htm

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