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    地球完美的保护外衣(4)(图)

    )下降并向南流动,进入南方的暖空气下部。在冷空气前部形成一个冷锋,在冷锋附近天气应变坏。冷空气向南流动时变成暖空气(橘-):暖空气上升到位于低压东边(绿色)的冷空气上部,向北流动形成-个暖锋。冷锋向东流动与暖锋相遇的区域称为锢囚锋。在锢囚锋西边的冷暖空气混合产生气旋。


    ▲不断的运动着的空气

        人类真正科学地研究大气是从意大利物理学家伊万杰利斯塔·托里拆利(1608—1647)开始的。他说:“我们生活在大量空气的底部,根据不容置疑的经验我们知道这种空气是有重量的。”1643年,他完成了著名的托里拆利实验,推算出在海平面上的空气产生的压强相当于76厘米水银柱(1.034公斤)。接着,法国科学家布莱斯·帕斯卡(1623—1662)重复了该实验,于1648年说服姐夫佩里埃带着一个气压计登上高约1.5公里的多姆山。他们发现气压随高度是递减的,从此人们知道:空气越往上越稀薄,它只存在于一个有限的范围里,并不是无限延伸的。

        由于大气不同位置压力的差异导致空气从一处向另一处移动。靠近地表的空气从高压区向低压区移动,但在高空则相反。我们一般感觉到的风就是接近地面的空气在流动。沿海岸,特别在夏季,由于受热不同使陆地和海洋间气温不同,导致气压不同,引起称为微风的空气流动。由于白天陆地温度比海洋高,气温比海洋空气更暖,所以陆地形成一个低压区,而更轻的暖空气则会上升。为了取代上升的暖空气,海上一股凉爽气流就会向陆地运动,陆地上暖空气上升到了一定高度就会膨胀并向海洋移动。这样就形成两股气流,一股是从陆地吹向海洋的上层气流,一股是从海洋吹向陆地的下层气流。下层气流是使海岸凉爽的海风。当太阳落山后,陆地温度比海水凉得快。经过短时间的平静或无风之后,就会出现和白天相反的现象,地面上的凉爽气流从陆地吹向海洋,形成陆风。类似的情况也发生在较大的湖泊和山区,高山上的空气变热和变凉的程度都比山谷大,这样在白天,谷风就从山谷吹向高山;在夜间,山风就从高山吹向谷地。

        微风是周期风,也就是定期(每天)变换风向。这种现象在更大范围内形成了按照季节变化的季风,如印度洋季风和东亚季风——在夏季,季风从海洋吹向陆地(印度、东亚),到了冬季从陆地吹向海洋。

        假如地球没有自转,地表气压应是赤道最小两极最大,沿地表的气流运动应从高压区到低压区,与等压线(连接压力相同点的曲线)垂直,那么气流应沿经线运动。但实际上情况并非如此,最主要的原因是地球自转。由于地球的自转效应,在地球表面运动的物体好像都受到一种力的作用而偏离原来的直线轨道。这实际上是一种虚拟力,它是地球在物体下面移动而使人产生的错觉。最早发现这种现象并加以研究的是加斯巴德·科里奥利 (1792—1843),故这种力被称为科里奥利力。他指出,这种表观力使运动中的物体偏离原有的运动方向:在北半球将偏右,在南半球则偏左。科里奥利力的存在说明了一个气流在压力差的推动下开始垂直于纬线运动,然后又偏离方向向右(北半球)或向左(南半球)运动,直至与纬线平行的原因。

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