常見的地理效應(yīng)① | 焚風(fēng)效應(yīng)
#焚風(fēng)效應(yīng)
雨影效應(yīng)
山脈高峻能阻隔季風(fēng)，形成雨影效應(yīng)。在迎風(fēng)坡一面降水增多，背風(fēng)坡降水較少
焚風(fēng)效應(yīng)
氣流翻過山嶺時在背風(fēng)坡絕熱下沉而形成干熱的風(fēng)。
J.漢恩是最先解釋并研究了這種現(xiàn)象。當氣流經(jīng)過山脈時，沿迎風(fēng)坡上升冷卻，在所含水汽達飽和之前按干絕熱過程降溫，達飽和后，按濕絕熱直減率降溫，并因發(fā)生降水而減少水分。過山后空氣沿背風(fēng)坡下沉，按干絕熱直減率增溫，故氣流過山后的溫度比山前同高度上的溫度高得多，濕度也顯著減少。亞洲的阿爾泰山、歐洲的阿爾卑斯山、北美的落基山東坡等都是著名的焚風(fēng)出現(xiàn)區(qū)。中國不少地區(qū)有焚風(fēng)，比較明顯的如天山南坡，太行山東坡，大興安嶺東坡的焚風(fēng)現(xiàn)象，其增溫影響甚至在多年月平均氣溫直減率上也可促使作物、水果早熟，強大的焚風(fēng)可造成干熱風(fēng)害和森林火災(zāi)。冬季強焚風(fēng)可引起山區(qū)雪崩等。
焚風(fēng),?其英文名稱直接借用德文源詞，最早是指氣流越過阿爾卑斯山后在德國、奧地利和瑞士山谷的一種熱而干燥的風(fēng)。實際上在世界其他地區(qū)也有焚風(fēng)，如北美的落基山、中亞西亞山地、高加索山、中國新疆吐魯番盆地，甚至太行山東麓也曾出現(xiàn)過焚風(fēng)
Part 01? ? 焚風(fēng)的概念
焚風(fēng)（Föhn?wind）是出現(xiàn)在山脈背面，由山地引發(fā)的一種局部范圍內(nèi)的空氣運動形式——過山氣流在背風(fēng)坡下沉而變得干熱的一種地方性風(fēng)。焚風(fēng)往往以陣風(fēng)形式出現(xiàn)，從山上沿山坡向下吹。焚風(fēng)這個名稱來自拉丁語中的favonius（溫暖的西風(fēng)），德語中演變?yōu)镕öhn，最早主要用來指越過阿爾卑斯山后在德國、奧地利谷地變得干熱的氣流。
Part 02? ? 焚風(fēng)的別名
在世界各地山脈幾乎都有類似的風(fēng)，對類似的現(xiàn)象還有類似的地區(qū)性的稱呼，比如在智利的安第斯山脈這樣的焚風(fēng)被稱為帕爾希風(fēng)（Puelche），在阿根廷同樣的焚風(fēng)被稱為Zonda，美國落基山脈東側(cè)的焚風(fēng)叫欽諾克風(fēng)（Chinook），在加利福尼亞州南部被稱為圣安娜風(fēng)（Santa?Ana），在墨西哥被稱為倉裘風(fēng)（Chanduy）。此外在其它許多地區(qū)還有許多不同的稱呼。???
布拉風(fēng)是一種類似焚風(fēng)的冷風(fēng)，布拉風(fēng)的名字來源于克羅地亞和黑山的愛琴海岸。?
Part 03? ? ?分布與作用?
一般來說，在中緯度相對高度不低于800~1000米的任何山地都會出現(xiàn)焚風(fēng)現(xiàn)象，甚至更低的山地也會產(chǎn)生焚風(fēng)效應(yīng)。1956年11月13、14日太行山東麓石家莊氣象站曾觀測到在短時間內(nèi)氣溫升高10.9℃的焚風(fēng)現(xiàn)象。焚風(fēng)可以促進春雪消融，作物早熟；同時，也易引起森林火災(zāi)、干旱等自然災(zāi)害。?
?“焚風(fēng)”在世界很多山區(qū)都能見到，但以歐洲的阿爾卑斯山，美洲的落基山，原蘇聯(lián)的高加索最為有名。阿爾卑斯山脈在刮焚風(fēng)的日子里，白天溫度可突然升高20℃以上，初春的天氣會變得像盛夏一樣，不僅熱，而且十分干燥，經(jīng)常發(fā)生火災(zāi)。強烈的焚風(fēng)吹起來，能使樹木的葉片焦枯，土地龜裂，造成嚴重旱災(zāi)。???
在中國，焚風(fēng)地區(qū)也到處可見，但不如上述地區(qū)明顯。如天山南北、秦嶺腳下、川南丘陵、金沙江河谷、大小興安嶺、太行山下、皖南山區(qū)都能見到其蹤跡。
Part 04? ? ?焚風(fēng)的形成
焚風(fēng)是如何形成的呢？氣象專家介紹，焚風(fēng)是山區(qū)特有的天氣現(xiàn)象。它是由于氣流越過高山后下沉造成的。當一團空氣從高空下沉到地面時，每下降1000米，溫度平均升高6.5攝氏度。這就是說，當空氣從海拔四千至五千米的高山下降至地面時，溫度會升高20攝氏度以上，使涼爽的氣候頓時熱起來，這就是“焚風(fēng)”產(chǎn)生的原因。上面提到的臺灣臺東市焚風(fēng)，它的形成就是西南氣流在越過中央山脈后，濕氣遭到阻擋，水汽蒸發(fā)從而形成了干熱的焚風(fēng)。?
Part 05? ? ?造成的災(zāi)害
焚風(fēng)的害處很多。它常常使果木和農(nóng)作物干枯，降低產(chǎn)量，使森林和村鎮(zhèn)的火災(zāi)蔓延并造成損失。十九世紀，阿爾卑斯山北坡幾場著名的大火災(zāi)，都是發(fā)生在焚風(fēng)盛行時期的。
焚風(fēng)在高山地區(qū)可大量融雪，造成上游河谷洪水泛濫；有時能引起雪崩。如果地形適宜，強勁的焚風(fēng)又可造成局部風(fēng)災(zāi)，刮走山間農(nóng)舍屋頂，吹倒莊稼，拔起樹木，傷害森林，甚至使湖泊水面上的船只發(fā)生事故。?
2002年11月14日夜間，焚風(fēng)在奧地利部分地區(qū)形成強烈風(fēng)暴，并以高達160公里的時速襲擊了所有農(nóng)田和村莊。焚風(fēng)暴所過之處，數(shù)百棟民房屋頂被風(fēng)刮跑或壓垮，許多大樹被連根拔起或折斷，電力供應(yīng)和電話通訊中斷，公路鐵路交通受阻。此次焚風(fēng)造成二人喪生，以及數(shù)百萬歐元經(jīng)濟損失。?
2004年5月11日，臺灣的臺東市刮起焚風(fēng)，40.2攝氏度的高溫創(chuàng)下了臺東百年紀錄。當日中午12時57分，臺東市區(qū)突然刮起強烈的焚風(fēng)，室內(nèi)外溫度如烤箱般急速上升。至13時14分，氣溫飆升到40.2攝氏度，當?shù)鼐用窨嗖豢把?。有些民眾打開冷氣，躲在屋內(nèi)，有些民眾帶著小孩，跑到郊外清澈的溪流里消暑。農(nóng)民們更是叫苦連天，因為最怕熱的荖葉和茶樹在勁吹的焚風(fēng)中慢慢枯萎。???? ? ? ?
在高山地區(qū)，焚風(fēng)還會造成融雪，使上游河谷洪水泛濫，有時還會導(dǎo)致雪崩。???此外，焚風(fēng)天氣出現(xiàn)時，許多人會出現(xiàn)不適癥狀，如疲倦、抑郁、頭痛、脾氣暴躁、心悸和浮腫等。醫(yī)學(xué)氣象學(xué)家認為，這是由焚風(fēng)的干熱特性以及大氣電特性的變化對人體影響引起的。
????????當然，焚風(fēng)有時也能帶來益處。如北美的落基山，冬季積雪深厚，春天焚風(fēng)一吹，積雪很快消融，雪水使大地長滿茂盛的青草，為家畜提供了草場，因而當?shù)厝税逊亠L(fēng)稱為“吃雪者”。一些程度較輕的焚風(fēng)，能增高當?shù)責(zé)崃?，提早玉米和果樹的成熟期，如前蘇聯(lián)高加索和塔什干綠洲的居民，便把焚風(fēng)稱為“玉蜀黍風(fēng)”。?
熱力學(xué)理論解釋
按照熱力學(xué)理論焚風(fēng)與其它風(fēng)一樣是由于氣壓不同而形成的，山背風(fēng)面的氣壓低。在迎風(fēng)面空氣上升，溫度干絕熱下降（隨氣壓的下降溫度下降，熱量不散發(fā)），這個下降速度約為每上升100米氣溫下降1攝氏度。當氣溫下降到露點時空氣的相對濕度達到100%，在這種情況下空氣繼續(xù)上升就開始進入濕絕熱降溫的過程了。在這個過程中水不斷凝結(jié)出來，而空氣的相對濕度保持在100%。這個過程中氣溫下降的速度為約0.6度/100米。凝結(jié)出來的水在山的迎風(fēng)面形成云，假如空氣繼續(xù)不斷上升會產(chǎn)生雨和雪。從山的背風(fēng)面看上去可以看到山脊上形成一堵云墻，而它的后面則是藍天。假如焚風(fēng)非常強的話，也有可能將降雨區(qū)帶道背風(fēng)面。???
在山脊背后空氣開始下降，按照這個理論空氣下降的原因是山兩邊的氣壓差。在下降過程中空氣隔熱升溫（隨氣壓上升而溫度上升，不吸收熱），但由于空氣的相對濕度隨溫度上升而下降，這個升溫過程完全是干的，沒有水蒸發(fā)的過程，因此升溫的速度是1度/100米，比空氣在迎風(fēng)面上升時要高。同時空氣的相對濕度不斷降低，造成了干燥的熱風(fēng)。
熱力學(xué)理論的缺陷?
???熱力學(xué)理論非常形象地解釋了焚風(fēng)形成的原因，因此它也常常被列入教科書中。但是這個理論有許多不足之處，比如：?
??1.?有時焚風(fēng)在迎風(fēng)面沒有形成云或降水的情況下也會形成；?
??2.?有時迎風(fēng)面上升的空氣并不是在背風(fēng)面下降的空氣，有時迎風(fēng)面上升的空氣甚至?xí)骰亍?
??此外熱空氣下降也是一個不容易理解的事?
動力學(xué)理論解釋?
??雖然空氣是氣體，但是有時空氣也顯示出液體的特性。在許多情況下空氣中會形成大氣波。大氣波是許多不同的力，比如大氣壓力差、科里奧利力、引力和阻力相互影響造成的。在許多大氣不穩(wěn)定狀態(tài)下會有大氣波產(chǎn)生。今天對焚風(fēng)的解釋主要是一個流體力學(xué)的動態(tài)學(xué)理論。??
????????今天的解釋焚風(fēng)是這樣的：一開始的時候在山脈的兩側(cè)和周圍的氣象條件是一個幾乎平行的逆溫氣象。一個低壓靠近山脈的一側(cè)（背風(fēng)側(cè)），開始吸引山脈這一側(cè)的地面冷空氣，并通過山谷吸引迎風(fēng)側(cè)的地面冷空氣和山上的熱空氣。山谷里的氣流速度不斷提高。假如低壓的吸引力足夠強的話，那么在山谷周圍遲早會形成超臨界流，山谷對氣流的壓縮更加加強這個效應(yīng)。很快山谷里的氣流就達到了其最高速度。上方的熱空氣也被吸引下沉，在背風(fēng)的山坡上會形成超臨界流。這個效應(yīng)不斷向山脊擴展，最后整個山脊上都會形成超臨界流。焚風(fēng)從山谷開始，擴展到整個山脊。???
“梵風(fēng)”是一種由高原或山脈吹向低地的風(fēng)，“梵風(fēng)效應(yīng)”主要表現(xiàn)為氣流下層絕熱增溫，而且是又干又熱。?在山區(qū)，有時會產(chǎn)生一種奇怪的天氣現(xiàn)象，在高山背風(fēng)玻的山麓地帶形成一股干燥而炎熱的下沉氣流，使農(nóng)作物干枯或者死亡，甚至還能引起森林火災(zāi)。氣象學(xué)上稱這種氣流為焚風(fēng)，稱這種現(xiàn)象為焚風(fēng)現(xiàn)象。?山區(qū)出現(xiàn)焚風(fēng)的原因當氣流與山地坡向垂直或夾角較大時，濕氣流會翻越山坡，對迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡的氣溫和降水產(chǎn)生不同的影響。????
1、山地兩側(cè)降水差別較大在迎風(fēng)坡，濕空氣隨氣流上升而逐漸降溫冷卻，空氣中的水汽逐漸達到飽和狀態(tài)。當空氣中的水汽達過飽和時，水分子便會凝結(jié)成云而形成降水，特別是中海拔地段，常形成多雨中心。在一定高度范圍內(nèi)，降水量隨海拔升高而增加，這一范圍叫最大降水帶；其后因水汽減少，降水量也隨之逐漸減少。在背風(fēng)坡，空氣順山坡下沉氣溫升高，空氣中的水汽不易達到飽和狀態(tài)，故降水較少。????
2、山地兩側(cè)的氣溫變化當空氣在沿迎風(fēng)坡運動時，可以把它看成是在做垂直運動，空氣的這種運動過程常常是絕熱進行的。在所含水汽達到飽和之前按干絕熱直減率（1℃/100m）降溫；當空氣上升到凝結(jié)高度（即達飽和狀態(tài)）以后，水汽凝結(jié)時會釋放出一部分潛熱，對空氣加熱，使空氣上升時冷卻的速度減慢，按濕絕熱直減率（0.5-0.6℃/100m）降溫，并因發(fā)生降水而減少水汽含量。空氣過山后，在背風(fēng)坡已經(jīng)成為缺少水汽的干空氣，它順坡下沉基本上是按干絕熱直減率（1℃/100m）進行增溫的。故氣流過山后的溫度比山前同一高度的溫度高得多，濕度也顯著減少。例如：有一氣流，要翻越一座高度為4000米的山脈，假定其在迎風(fēng)坡山麓處的溫度為15℃，凝結(jié)高度為1000米，由于在凝結(jié)高度以下空氣每上升100米氣溫降低１℃，故在高度為1000米處的氣溫為5℃；在凝結(jié)高度以上，每上升100米降低0、6℃，那么這團空氣到達山頂時氣溫將會降至－13℃。如果凝結(jié)出的水汽完全降落到了山前，在空氣翻山后，就成了干燥的氣團。在無水汽的影響下，氣流按每下降100米氣溫升高１℃進行，當氣流到達山底時，將會變成27℃的干熱風(fēng)。其氣溫變化可用下圖表示：
我國境內(nèi)高山峻嶺很多，不少地方會出現(xiàn)焚風(fēng)現(xiàn)象。例如河北省石家莊地區(qū)，位于太行山東麓，海拔高度相差1000米以上，當氣流越過太行山下降時，石家莊地區(qū)常出現(xiàn)焚風(fēng)效應(yīng)，日平均氣溫比正常時偏高10℃以上，有時比離山麓較遠的東南部市縣（無焚風(fēng)效應(yīng)地區(qū)）要高出10℃以上。
#?看看例題
焚風(fēng)是過山氣流在背風(fēng)坡下沉而變得干熱的一種地方性風(fēng)。太焚風(fēng)是過山氣流在背風(fēng)坡下沉而變得干熱的一種地方性風(fēng)。太行山東坡的焚風(fēng)現(xiàn)象明顯，對太行山東坡及山前平原有明顯的增溫效應(yīng)。圖?2?示意冬季某日太行山東坡暖脊示意圖。據(jù)此完成?4～5?題。
4．影響太行山東坡暖脊走向的最主要因素是
A．大氣環(huán)流?
B．山脈走向?
C．山體高度?
D．海陸位置
5．圖中各地等溫線彎曲程度差異較大，主要影響因素可能是
A．太陽輻射?
B．城市規(guī)模?
C．風(fēng)力強弱?
D．地勢起伏
答 案????B? ? ?D
解? 析
4.焚風(fēng)效應(yīng)產(chǎn)生于山地背風(fēng)坡，氣流下沉，氣溫升高，形成干熱風(fēng)，有增溫效果。受季風(fēng)氣候影響，冬季盛行西北風(fēng)，太行山東坡是冬季風(fēng)背風(fēng)坡，產(chǎn)生焚風(fēng)效應(yīng)，焚風(fēng)讓東坡及山前平原明顯增溫，形成了暖脊（脊線上的氣溫比兩側(cè)氣溫高）。明白了暖脊的形成原理，就不難理解暖脊的位置與山地的位置是密切相關(guān)的，暖脊要緊緊依偎著山地，不離不棄，永遠在山地的背風(fēng)面。
5.等溫線彎曲程度反映了同緯度溫度差異大小，若等溫線彎曲越嚴重，那它與同緯度兩側(cè)氣溫差異越大，對于焚風(fēng)效應(yīng)來說，說明焚風(fēng)增溫效果更強；若等溫線彎曲不明顯，說明同溫度溫差不大，對于焚風(fēng)效應(yīng)來說，說明焚風(fēng)增溫不明顯，如我繪制的簡圖，A處與B、C溫差明顯，而D處與E、F溫差較小。那焚風(fēng)增溫的效果與什么因素有關(guān)呢，那就是下沉氣流的高度，每降低1000米，升溫6℃-7℃，所以，山地越高，下沉氣流增溫越明顯。綜上所述，地勢起伏大小，決定增溫幅度，進一步?jīng)Q定暖脊處等溫線彎曲程度。
