风吹起来为什么一阵大一阵小
风的韵律:一阵强一阵弱的背后秘密
风,这位无形的艺术家,总是以变幻莫测的速度掠过大地。天气预报中的“5—6级风、阵风7级”,正是风的这一特性的生动写照。我国气象台在观测风速时,采用了统一的2分钟平均风速标准,但风,其实并非一成不变。有时,它需要我们捕捉瞬间的最大风速,也就是瞬时风速。
那么,为何风会吹得一阵大一阵小呢?这背后,与空气的乱流运动息息相关。
想象一下,烟囱里冒出的烟滚滚向前,大雾中的雾滴飘移乱舞,或是墙角边的落叶随风盘旋。这些日常生活中的景象都在告诉我们,空气的流动并非直线前行,而是充满了不规则的运动,这就是空气的乱流运动。
乱流的形成始于与地表接触的边界。由于地表的粗糙不平,与之接触的空气小团会受到地表的摩擦作用而减速。这种摩擦作用会产生大大小小的空气涡旋。比如墙角边的落叶,当空气遇到墙角阻碍时,会绕过后侧形成涡旋。同样,高楼、山丘等障碍物也会促使空气形成涡旋。地面受热不均、局部对流或是两股流速不同或方向相反的气流之间,都可能形成空气涡旋。这些涡旋会随气流旋转前进,相互干扰、变形、合并或扩散。
从整体上看,空气仍向同一方向流动,但每一小团空气的运动速度却是有快有慢,呈现出不规则的曲线运动。随着大小不等、形状各异的涡旋不断变换位置,风的大小也就随之变化。
地表粗糙、摩擦力大的地方,乱流运动更强,风的阵性也更大。在陆地上的风比海上更强,山区则比平原更为显著。风的阵性与风速本身的大小也有关。平均风速越大,风的阵性就越强,瞬时风速与平均风速的差距也就越大。
风的阵强阵弱,不仅仅是风速的变化,更是空气乱流运动的生动展现。每一阵风,都是大自然的一次呼吸,每一次呼吸,都是风的韵律在跳动。