地面受热不均,导致空气上升和下沉,进而使同一水平面上的气压产生了差异。单位距离间的气压差称为气压梯度。只要水平面上存在气压梯度,就产生了促使大气由高压区流向低压区的力,这个力称为水平气压梯度力。在水平气压梯度力的作用下,大气从高压区向低压区作水平运动,这就形成了风。可见,水平气压梯度力是形成风的直接原因。

水平气压梯度力的方向垂直于等压线,由高压指向低压。等压线是同一高度上气压相等的点的连线。如果没有其他外力的作用,风向应该与水平气压梯度力的方向一致,即风向也垂直于等压线(图2.14)。

但是,风一旦形成,马上就会受到地转偏向力①的作用,使风向逐渐偏离气压梯度力的方向。在北半球,风向向右偏转;在南半球,风向向左偏转。在不受摩擦力作用的情况下,风向最终与等压线平行(图2.15)。地转偏向力只改变风向,不改变风速。

在近地面,风还会受到摩擦力的作用。摩擦力是指地面和空气之间,以及运动状况不同的空气层之间相互作用而产生的阻力。摩擦力对风有阻碍作用,可以减小风速。在近地面,风在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下,风向与等压线斜交(图2.16)。

脚注:①由于地球自转,在地球上作水平运动的物体,其运动方向会发生偏转。导致物体水平运动方向发生偏转的力称为地转偏向力。

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