氣壓與風的關係

在天氣和氣候的各種要素中,氣壓變化是最不易察覺的。聽氣象報告時,我們通常會對水氣狀況(溼度及降水)、溫度或是風比較感興趣,很少有人會想知道氣壓狀況。雖然人們對逐時或逐日的氣壓變化總是渾然不 覺,氣壓造成的天氣變化卻非常重要。各地氣壓的不同會導致空氣的運動,也就是我們所說的風,這是天氣預報中一項很重要的因素。在此我們將會學到,氣壓和天氣的其他要素有密切的因果關係。 

關於氣壓與風總結

■ 地球的全球氣壓區包括赤道低壓、副熱帶高壓、副極地低壓和極地高壓。伴隨這些氣壓區的全 地面風為信風帶、西風帶和極地東風帶。

■ 陸地上的季節性溫度差異很大,特別是在北半球,使理想狀態下或帶狀的氣壓與風的全球型態 受到阻擾。在冬季,巨大、寒冷的陸地發展成高壓系統,使地面氣流向外流出。夏季時,陸地 受到加熱而發展成低壓系統,使空氣流入陸地。這類季節性的風向變化就是所謂的季風。

■ 在中緯度30度至60度之間,由西往東的西風帶氣流受氣旋和反氣旋的移動所阻擾。這些氣旋 與反氣旋系統的移動路徑,和高空氣流與極地噴流之間有密切的關係。極地噴流的平均位置, 以及氣旋所遵循的路徑,會隨著冬季來臨而南移,接近夏季時則北移。

■局部風是由區域性的氣壓梯度所造成的小尺度風。局部風包括海風和陸風(由於每天陸地和海 洋上的氣壓差異而形成於沿岸地區)、山風與谷風(在高山地區,沿著山坡的空氣與山谷上方 同高度的空氣加熱不同而產生)以及諾克風和聖塔安娜風(空氣在山的背風面下沉,因壓縮 增溫而產生溫暖、乾燥的風)。

■風的兩個基本測量為風向和風速。風的方向為風吹來的方向,風向可利用風標來測量,風速則 利用轉杯風速計來測量

● 空氣有重量:在海平面,空氣所施加的壓力約為1公斤/平方公分。氣壓為上方空氣的重量所 施加的力,高度愈高,上方的空氣愈少,施加的力也愈小,因此氣壓隨高度增加而降低,一開 始降得很快,然後降幅愈來愈慢。氣象學家用來測量氣壓的單位為毫巴,標準海平面氣壓為 1013.2 毫巴。天氣圖上的等壓線是氣壓相同的地方所成的線。

● 水銀氣壓計是把玻璃管一端封閉後注入水銀,然後倒置於一盤水銀中來測量氣壓,氣壓計中水 銀柱的高度就是所測得的氣壓,單位為公分汞柱。標準海平面氣壓等於76公分汞柱,當氣壓 升高,水銀柱會上升,當氣壓降低,水銀柱的高度也會下降。空盒(無液氣壓計為半真空的 金屬盒,氣壓升高時會壓縮,氣壓降低時則會膨脹。

■ 風是從高壓區流向低壓區的水平氣流。風由下列幾種力的組合所控制:(1)氣壓梯度力(氣壓 在某段距離之間的變化量),(2)科氏效應(地球自轉的偏向效應,在北半球偏向右邊,在南 半球則偏向左邊),以及(3)與地表間的摩擦力(會減緩空氣的運動,並改變風向)。

■ 氣壓中心有兩種類型:(1)氣旋或低壓(低壓中心),(2)反氣旋或高壓(高壓中心)。在北半 球,低壓(氣旋)周圍的風為逆時針方向內流,高壓(反氣旋)周圍的風為順時針方向外流。 在南半球,科氏效應造成低壓周圍的風為順時針方向,高壓周圍的風為逆時針方向。由於低壓 中心空氣上升絕熱冷卻,因此通常低壓通過時,會伴隨多雲及降水天氣。高壓中心空氣下沉壓 縮增溫,因此反氣旋不容易有雲生成及降水,通常預期會有好天氣。