自然与人-28.8 寒潮过程的本质是地气之间的动能相互转换
李开乐
摘要:正因为寒潮过程的空气来自于高空西风急流,风速才那么大。大西北风来到南方之后又静止了下来,它们把动能归还给了地球自转。这是大自然规律为了控制大气环流的平衡在进行着自动的调节,寒潮爆发是调节作用的质变过程。
寒潮爆发时为什么地面风会那么大呢?这是因为那些空气都来自于高空西风急流,它们在高空时与地轴的距离比在地面时与地轴距离更远,绕着那么大的圈圈都转得那么快,到了地面后就更是猛虎下山,气势汹涌了,所以风速才那么大。可是,从开头的大西北风,逐渐向南走就逐渐转为北风─东北风─东风,经过了一定时间的消磨之后,终于也老实温顺,最后到了较低纬度时就变成了与地面同样的速度(即成了与地面相对静止的静风),静悄悄绕着地轴旋转。究竟能量哪儿去了呢?显然是下垫面制服了它们。这就是说,大气环流通过寒潮爆发或冷空气过程,与地球自转进行了动能的相互转换,高空西风急流将大量储存的流体软弹力势能释放掉了,转换成了地球自转能量,使地球自转速度加快了一小点。这是大自然规律为了控制大气环流的平衡在进行着自动的调节,其中,促使高空气流下沉到地面堆积成为冷高压,是调节作用的缓慢的量变过程,而寒潮爆发则是调节作用的质变过程。
实质上,急流上的冷空气,本来也是从低纬度的高空廻流过去的,不过当初起作用的科里奥利力,其反作用力(流体软弹力)却在急流中作为势能储存了起来。更完整的过程,是应该从头说起。原来在极圈内的静止空气,是被极圈下垫面用力甩动而沿着地面流向低纬度的,它们从地球自转获取了不少动能。在低纬度,它们上升到了高空之后又廻流去了急流之中。经过了长时间的冷冻之后,它们现在以寒潮的形式将动能归还了地球自转,却把温度作为特殊“礼物”送给了地面上的生物界。它们从地球自转获取动能时,就像吸取乳汁一样缓慢而均匀,可是向地球归还动能时却如此粗暴,这确是人类难以理解的特殊性格。但是,人类也不应该因此而看不到大气的多种性格和面孔,从而忽视了大气与地球之间密切的动能相互转换关系。


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