朱雪妍 梁萍
信風(fēng)是海上的守護(hù)者。1519年,葡萄牙航海家麥哲倫率領(lǐng)船隊,從西班牙圣盧卡港出發(fā)時,就是借助東北信風(fēng)和赤道海流橫渡大西洋,繼而完成環(huán)球航行。此圖為葡萄牙航海紀(jì)念碑(供圖/朱雪妍)
風(fēng),看似無情,凌草木、凋碧樹、吹花落;骨子里卻是有情有義,以誠為本、以信為天,每年堅持為副熱帶高氣壓帶向赤道低氣壓帶傳遞“書信”。車馬很慢,書信很遠(yuǎn),在地轉(zhuǎn)偏向力的干擾下,風(fēng)“使者”不得不拉長行程,在北半球吹東北風(fēng),在南半球吹東南風(fēng)。這樣堅守信用、常年保持穩(wěn)定方向的風(fēng),被稱為“信風(fēng)”。
地球上的氣壓帶和風(fēng)帶分布示意圖(供圖/朱雪妍)
信風(fēng)風(fēng)向為何穩(wěn)定不變?這要從其成因說起。
信風(fēng)形成的根本原因是太陽輻射在不同緯度帶分布不均勻。具體而言,在太陽長期照射下,赤道地區(qū)受熱最多,氣流上升,空氣從地面向高空堆積,進(jìn)而在近地面形成赤道低氣壓帶,高空產(chǎn)生高氣壓區(qū)。由于赤道高空的高氣壓與南北兩側(cè)同一高度的低氣壓形成了氣壓差,受水平氣壓梯度力(一種促使大氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)的力)的影響,空氣在高空從赤道向南北兩極移動,再加上地轉(zhuǎn)偏向力的作用,空氣運(yùn)動至南北緯30度附近時堆積下沉,繼而在近地面又形成副熱帶高氣壓帶。
由此,在低空,風(fēng)從副熱帶高氣壓帶吹向赤道低氣壓帶,并在地轉(zhuǎn)偏向力的影響下向右偏轉(zhuǎn),最終在北半球形成東北信風(fēng)、在南半球形成東南信風(fēng)。
此外,太陽直射點(diǎn)并非一直在赤道,而是在地球南北回歸線之間來回?fù)u擺,所以,信風(fēng)位置也會隨之發(fā)生南北移動。
大航海時代,蒸汽機(jī)尚未被發(fā)明之前,信風(fēng)如同恪盡職守的守護(hù)者,為遠(yuǎn)洋活動的船只保駕護(hù)航,促進(jìn)了文化、貿(mào)易的交流和繁榮發(fā)展。而全球化的今天,雖然信風(fēng)驅(qū)動航船的動力作用已沒那么重要,但它對全球天氣氣候的影響仍不可小覷(qù)。
信風(fēng)的形成機(jī)制示意圖(供圖/朱雪妍)
在非洲北部,東北信風(fēng)從內(nèi)陸吹來,所攜水汽甚少,聯(lián)合強(qiáng)大的副熱帶高壓控制的下沉氣流等因素,造就了氣候極度干旱的撒哈拉沙漠。
信風(fēng)一定會導(dǎo)致干旱嗎?答案是否定的。例如,在大陸東岸,信風(fēng)從海洋掠過陸地,帶來的充沛水汽有利于成云致雨,若是遇到山地或高原,地形的抬升作用將會導(dǎo)致大量降水。非洲馬達(dá)加斯加?xùn)|部熱帶雨林的形成,就與此有關(guān)。
在中國,氣候雖多受季風(fēng)影響,但當(dāng)南半球的東南信風(fēng)調(diào)皮地越過赤道轉(zhuǎn)為西南風(fēng),抑或是當(dāng)東太平洋信風(fēng)與厄爾尼諾(暖流,會造成極端天氣)嬉戲打鬧時,它們便有意無意地增加了氣溫和降水預(yù)測的困難。
(責(zé)任編輯/陳琛 美術(shù)編輯/周游)
中國明代航海家鄭和前后7次下西洋主要依靠風(fēng)和洋流等自然動力航行,但與麥哲倫不同,鄭和借用的并非信風(fēng),而是季風(fēng)。這一字之差的風(fēng),究竟有何區(qū)別?
如果說信風(fēng)是守信代表,那季風(fēng)便是當(dāng)之無愧的守時代表,它們在區(qū)域范圍和季節(jié)性風(fēng)向變化等方面有著顯著不同。
太陽輻射不均導(dǎo)致地球表面不同緯度帶之間存在高低氣壓差異,而海陸熱力性質(zhì)(指海洋和陸地的比熱容,即吸收與存儲熱量的能力)差異又造成同一緯度地區(qū)也有著氣壓差。由于陸地的比熱容比海洋小,升溫快的同時降溫也迅速,所以夏季陸地的氣壓比海洋高,風(fēng)從海洋吹向陸地,冬季則與此相反(例如中國東部,溫暖濕潤的東南風(fēng)在夏季從太平洋向大陸吹來,寒冷干燥的西北風(fēng)在冬季從俄羅斯西伯利亞向太平洋跑去)。
像這樣每年冬夏如期而至、徜徉于大陸與海洋之間、風(fēng)向隨季節(jié)而發(fā)生變化的風(fēng)被稱為季風(fēng)。海陸熱力性質(zhì)差異是形成夏季風(fēng)和冬季風(fēng)的根本原因。
亞洲季風(fēng)環(huán)流示意圖