风可能与一些天气中最复杂的风暴有关,但它的起源却再简单不过了。风的定义为空气从一个位置到另一个位置的水平运动,风是由气压差异产生的。由于地球表面的不均匀加热会导致这些压力差异,因此产生风的能源最终是太阳。风形成后,有三个力的组合负责控制其运动,压力梯度力、科里奥利力和摩擦力。
压力梯度力
空气从高压区流向低压区是气象学的一般规则,发生这种情况时,高压处的空气分子会在它们准备向低压处推动时积聚,这种将空气从一个位置推向另一个位置的力称为压力梯度力,它是加速空气包裹的力量,因此,风才开始吹起来。压力梯度力的强度取决于气压差异有多大和压力区域之间的距离量,压力差越大,或两者之间的距离越短,力越大,反之亦然。
科里奥利力
如果地球不自转,空气就会直线流动,从高压到低压的直接路径,但是由于地球自转向东,空气在北半球偏向其运动路径的右侧,在南半球偏向左侧,这种偏差称为科里奥利力。科里奥利力与风速成正比,这意味着风吹得越强,科里奥利力将其向右偏转的力度越大,科里奥利力也取决于纬度,它在两极最强,越靠近赤道,它就越弱,一旦到达赤道,科里奥利力就不存在了。
摩擦
将脚移过铺有地毯的地板,这样做时您感受到的阻力,将一个物体移动到另一个物体上,是摩擦力。风吹过地面时也会发生同样的事情,它通过地形,比如树木、山脉,甚至土壤,产生的摩擦会中断空气的运动并使其减速。因为摩擦减少了风,它可以被认为是与压力梯度力相反的力。需要注意的是,摩擦仅存在于距地球表面几公里的范围内,超过这个高度,它的影响力就太小了,而不需要考虑。
那么,我们如何测风呢?风是一个向量,这意味着它有两个组成部分:速度和方向。风速是使用风速计测量的,以公里/小时为单位。它的方向是根据风向标或风向袋确定的,并以吹出的方向表示,例如,如果风从北吹向南,则称它们为偏北风,或来自北风。
为了更容易地将风速与观测到的陆地和海洋条件,以及预期的风暴强度和财产损失联系起来,通常使用风标,这是由皇家海军军官和海军上将于1805年发明,蒲氏分级表帮助水手在不使用仪器的情况下估算风速。他们通过对有风时海洋的行为进行目视观察来做到这一点。然后将这些观察结果与波弗特标度图进行匹配,并可以估计相应的风速。
最初的量表由0级到12级的13个类别组成,在1940年代,又增加了五个类别,它们仅用于热带气旋和台风,根据风暴最大持续风速的强度描述了登陆或掠过的台风可能造成的影响和财产损失,它根据风将台风分为五类,从1到5。增强型藤田等级根据龙卷风能够造成的破坏程度,对龙卷风的强度进行评级。它根据风将龙卷风分为六类,从0到5。