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海陸風
(近海和海岸地區的,具有日週期的地方性風)
鎖定
海陸風(sea-land breeze),是出現於近海和海岸地區的,具有日週期的地方性風
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。海陸風在近地面有兩個局地環流組分,即日間由海洋吹向陸地的海風(sea breeze)和夜間由陸地吹向海洋的陸風(land breeze)
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海陸風的成因為晝夜交替過程中海洋-陸地間的氣温差,即日間海面上氣温低於陸地,而夜間高於陸地。氣温差帶來了近地面大氣的密度和氣壓差,氣壓梯度力推動氣流由高壓(低温)區域向低壓(高温)區域運動
[1]
[4]
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- 中文名
- 海陸風
- 外文名
- sea-land breeze
- 類 型
- 地方性風
- 出現地點
- 近海,海岸
海陸風形成方法
海陸風是出現於近海和海岸地區、具有日週期的地方性風。海陸風在近地面有兩個局地環流組分,即晝間由海洋吹向陸地的海風和夜間由陸地吹向海洋的陸風。
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這種規律的風循環,是由於海陸的熱容量不同造成的。陸地比熱小,白天增温快,夜間冷卻也快;而海洋的比熱大,在一天之內温度不會明顯的變化。於是白天,陸地空氣上升,變成低壓區,較冷和較重的空氣從海洋流入陸地,形成海風;到了夜間,陸地冷卻得快,變成高壓區,而海洋空氣增温上升,陸地吹來較冷較重的空氣,形成陸風。這樣晝夜循環就形成了海陸風。
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由於陸地土壤熱容量比海水熱容量小得多,陸地升温比海洋快得多,因此陸地上的氣温顯著的比附近海洋上的氣温高。在水平氣壓梯度力的作用下,上空的空氣從陸地流向海洋,然後下沉至低空,又由海面流向陸地,再度上升,遂形成低層海風和鉛直剖面上的海風環流。
海陸風形成原理
海陸風
海陸風的水平範圍可達幾十公里,垂直高度達1~2公里,週期為一晝夜。白天,地表受太陽輻射而增温,由於陸地土壤熱容量比海水熱容量小得多,陸地升温比海洋快得多,因此陸地上的氣温顯著地比附近海洋上的氣温高。陸地上空氣柱因受熱膨脹,形成了如圖1所示的氣温(T)、氣壓(p)分佈,海風從每天上午開始直到傍晚,風力以下午為最強。日落以後,陸地降温比海洋快;到了夜間,海上氣温高於陸地,就出現與白天相反的熱力環流而形成低層陸風和鉛直剖面上的陸風環流。海陸的温差,白天大於夜晚,所以海風較陸風強。如果海風被迫沿山坡上升,常產生雲層。在較大湖泊的湖陸交界地,也可產生和海陸風環流相似的湖陸風。海風和湖風對沿岸居民都有消暑熱的作用。在較大的海島上,白天的海風由四周向海島輻合,夜間的陸風則由海島向四周輻散。因此,海島上白天多雨,夜間多晴朗。例如中國海南島,降水強度在一天之內的最大值出現於下午海風輻合最強的時刻。
海陸風發生情況
海陸風形成影響
冷洋流經過的海岸地帶,海陸風最強烈。
在海邊住上一段時間,就會有這樣的體驗:晴朗的白天,常有風從海上吹來;而到了夜晚,風又從陸地吹向海洋。這種有規律循環出現的風就是氣象上所説的海陸風。日間陸地受太陽輻射增温,陸面上空空氣迅速增温而向上抬升,海面上由於其熱力特性受熱慢,上空的氣温相對較冷,冷空氣下沉並在近地面流向附近較熱的陸面,補充那兒因熱空氣上升而造成的空缺,形成海風;夜間陸地冷卻快,海上較為温暖,近地面氣流從陸地吹向海面,稱為陸風,這就是海陸風。
海陸風因僅受一天的熱力差異影響,能量微弱,風力不大,範圍也小,一般僅深入陸地20~50公里,又稱濱海風,在靜穩天氣最為顯著。海風對抑制中午暑熱,調節氣候有很好的作用。我國擁有千萬人口以上的上海市頗得海陸風的恩惠。
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城市風是指在大範圍環流微弱時,由於城市熱島而引起的城市與郊區之間的大氣環流:空氣在城區上升,在郊區下沉,而四周較冷的空氣又流向市區,在城市和郊區之間形成一個小型的局地環流,稱為城市風。由於城市風的存在,城區的污染物隨熱空氣上升,往往在城市上空籠罩着一層煙塵等形成的穹形塵蓋,使上升的氣流受阻,污染物不易擴散,所以上升的氣流轉向水平運動,到了郊區下沉,下沉氣流又流向城市的中心。如果城市的四周有工廠,這時工廠排出的污染物一併集中到城市的中心,致使城市的空氣更加混濁。所以城市風在某種情況下能加重市區的大氣污染。例如日本北海道的旭川市,人口僅20萬,市郊是山地丘陵,市區為平地,在市郊周圍山地建了工廠,本意是想讓市區避開空氣污染源。結果事與願違,城市風使市郊的煙塵湧入市區,反而使沒有污染源的市區污染濃度比有污染源的郊區高出了3倍左右,造成了市區的嚴重污染。
住在山區的人都熟悉山谷風。山谷風的形成原理跟海陸風類似。白天,山坡接受太陽光熱較多,成為一隻小小的“加熱爐”;而山谷上空,同高度上的空氣因離地較遠,增温較少。於是山坡上的暖空氣不斷上升,谷底的空氣則沿山坡向山頂補充,稱為穀風。這樣便在山坡與山谷之間形成一個熱力環流。到了夜間,山坡上的空氣受山坡輻射冷卻影響,“加熱爐”變成了“冷卻器”;而谷地上空,同高度的空氣因離地面較遠,降温較少。於是山坡上的冷空氣因密度大,順山坡流入谷地,稱為山風。谷底的空氣因匯合而上升,形成與白天相反的熱力環流。
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海陸風區別
以水平範圍來説,海風深入大陸在温帶約為15-50公里,熱帶最遠不超過100公里,陸風侵入海上最遠20-30公里,近的只有幾公里。以垂直厚度來説,海風在温帶約為幾百米,熱帶也只有1-2公里;只是上層的反向風常常要更高一些。至於陸風則要比海風淺得多了,最強的陸風,厚度只有200-300米,上部反向風僅伸達800米。在中國台灣省,海風厚度較大,約為560一700米,陸風為250-340米。
海陸風交替的時間隨地方條件及天氣情況而不同。白天,陸地温度高於海洋;夜裏,海洋温度高於陸地。陸地温度高於海洋的時間,一般為下午2-3時,這時候的海風最強。此後温度逐漸下降,海風便隨着減弱,約在晚上9-10時,海陸温差沒有了,海風也就停止了。夜裏,陸地温度降得快,海洋温度比陸地下降得慢些,因此,在晚上9-10時以後,陸上變冷了,海上反而暖些。海陸温差的趨向改變了,海陸風的方向也改變了。從晚上9-10時的一度平靜無風之後,接着微弱的陸風就開始了;這以後,海陸温差逐漸增大,陸風也越來越強;大約夜裏2-3時左右,温差最大,這時的陸風也最強。天亮後,陸地漸漸暖起來,海陸温差越來越小,陸風逐漸,減弱;約在上午9-10時左右,海陸温差又消失了,陸風隨着終止。
就這樣,隨着海陸晝夜温差的不斷改變,白天出現的海風,下午2-3時最強,夜間出現的陸風,夜裏2-3時最強;上午9-10時和晚間9-10時,海陸温度幾乎相同,温度差別消失,海風和陸風便消失了。
海風和陸風消失的時間,也正是從海風轉為陸風(晚上9-10時)或從陸風轉為海風(上午9-10時)的過渡時間。
海陸風必須在靜穩的天氣條件下才可以看得到,如果有強烈的天氣系統,如颮線、風暴一類的天氣系統出現時,就看不到海陸風的現象了。此外,如果是陰天,陸風吹刮的時間往往拖延很長,而海風出現的時間便一直推後下去,有時甚至遲到12時左右才開始。
海風登陸帶來水汽,使陸地上濕度增大,温度明顯降低,甚至形成低雲和霧。夏季沿海地區比內陸涼爽,冬季比內陸温和,這和海風有關。所以海風可以調節沿海地區的氣候。
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沿海地區因海陸受熱不均勻而形成的以一日為週期、風向相反的局地性風系。陸地熱容量小,白天地面受熱增温比海洋快,氣温也比附近海洋上的氣温高,在水平氣壓梯度力的作用下,上層的空氣從陸地流向海洋,然後下沉至低空,又由海面流向陸地,低層形成海風,從上午開始吹至傍晚,風力以下午為最強。夜間,海上氣温高於陸地,出現與白天相反的熱力環流,低層形成陸風。海陸的温差白天大於夜晚,故海風較陸風強。
海陸風的水平範圍可達幾十公里,以熱帶地區的海陸風最強,海風風速達7米/秒,陸風風速1~2米/秒。在氣温日變化大,海陸温差也大的地區,海陸風發展最盛,故經常出現於熱帶和温帶夏季晴朗而穩定的天氣條件下。在較大湖泊的湖岸附近,也可產生與海陸風相似的“湖陸風”
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- 參考資料
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- 1. Sea and land breezes .North Carolina Climate Office, North Carolina State University[引用日期2019-05-05]
- 2. Glossary of meteorology - sea breeze .American Meteorological Society, AMS.2012-04-25[引用日期2019-05-05]
- 3. Glossary of meteorology - land breeze .American Meteorology Society, AMS .2012-01-26[引用日期2019-05-05]
- 4. Stull, R.An introduction to boundary layer meteorology (Vol. 13) :Springer Science & Business Media,2012:pp.593-595
- 5. Stull, R. and James, S., ATSC 113: Weather for Sailing, Flying & Snow Sports .Earth, Ocean and Atmospheric Science, University of British Columbia.2019-02[引用日期2019-05-05]
- 6. 李青春, 李炬, 鄭祚芳, 王耀庭, 於淼, 2019. 冬季山谷風和海陸風對京津冀地區大氣污染分佈的影響. 環境科學, (2).
- 7. 近藤裕昭, 1990. いわゆる 「大規模海風」 を生成する海風と穀風の相互作用の數値実験. 気象集志. 第 2 輯, 68(4), pp.435-446.
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- 9. 福建寧德沿海海陸風觀測結果及特徵分析 .中國知網.2009[引用日期2016-11-17]
- 10. 海風和陸風(Sea and Land Breezes) .Weather Elements[引用日期2016-11-17]
- 11. 海陸風研究進展與我國沿海三地海陸風主要特徵 .中國知網[引用日期2016-11-17]
- 12. 海陸風 .911查詢[引用日期2021-07-06]
- 13. 海陸風 .中國氣象科普網[引用日期2022-07-29]
- 14. 大氣臭氧污染與防控歌謠 .開封市生態環境局[引用日期2022-07-29]
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