地理概念
焚风是特定地形特定环流条件下形成的一种山地天气。出现在山脉背面,由山地引发的一种局部范围内的空气运动形式——过山气流在背风坡下沉而变得干热的一种地方性风[1]。
"焚风效应"是一种过程,包括气流在迎风坡及山顶附近的云雨形成过程及背风坡到山麓处的干热风形成过程。即,当气流过山时向风坡的气温因绝热过程而降低,空气中水汽凝成云滴,继而降雨。这时,气温近似地沿着湿绝热曲线(即0.6℃/100米的递减率)而下降。气流过山后,因背风坡气压逐渐增大、受绝热增温而变暖。另外,也因为气流在向风面的大量降水,水汽锐减,空气非常干燥。这时的温度变化可以用干绝热的曲线(即1℃/100米的比率)来描述。这一过程,叫做焚风效应[2]。
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焚风成因
尽管焚风现象在世界各地均有出现,但是不同地区不同地形,焚风形成的原因却常常不同,概括起来有三种[3]:
(1)由迎风坡水汽凝结造成的非绝热加热所致,这也是关于焚风现象最古老最典型的解释。
(2)由日照引起的非绝热加热所致。
(3)由地形动力强迫引起的过山气流绝热下沉所致。
目前普遍认为,第三种即地形的动力强迫是造成世界上绝大多数焚风的根本原因。
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焚风分类
高国栋和陆渝蓉按照焚风的成因和表现,将焚风分为三种[4]。
(1)典型焚风(狭义焚风):
这种焚风的形成,是由于山脉两面的气压差异引起的。当气流吹向山区时,在山脉迎风坡,气流被迫抬升,上升气流的温度依干绝热直减率降低,到一定高度达饱和,水汽凝结,有雨雪降落,温度又按湿绝热直减率继续降低,过山后气流沿背风坡下沉,其温度又按干绝热直减率增高,空气也较前干燥。
在这种典型焚风中,迎风坡盛行阴雨天气,具有连绵的降水现象;背风坡天气晴朗干热。风永远是从山顶吹至山下的,而且经常达到暴风程度。如江南丘陵迎风坡上多雷雨,背风坡上多焚风。横断山脉山峰很高,背风坡的焚风更为显著,山下由于焚风作用,还有沙漠现象。
(2)反气旋焚风:当山脉受反气旋控制时,空气沿山顶下沉产生的焚风现象。这种焚风与前一种焚风的主要区别,就在于焚风同时发生在山坡两侧。这种反气旋焚风的强弱,决定于气团的稳定性和反气旋强度。气团越强,越稳定,则焚风亦愈大。
(3)自由大气焚风(逆温焚风):这种焚风是由于在自由大气中由于反气旋内的下沉逆温或由于下滑锋面现象而引起的,其特点是它可以发生在凸出的地形上,因此自由大气在山峰及山坡都有焚风。
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区别和联系
由于焚风现象的研究还在争议中前进,所以有时候会出现焚风与焚风效应混用的情形。但绝大多数文献表明,焚风是在背风坡的山麓地带形成的干燥、高温的气流。而焚风效应包括气流在迎风坡及山顶附近的云雨形成过程及背风坡到山麓处的干热风形成过程。所以焚风不等于焚风效应。焚风效应是过山气流在迎风坡的降水增多导致背风坡出现焚风现象(即背风坡的气温升高、风速增大、湿度减小),是典型焚风形成的全过程。
任何一个山地中,只要其上升气流能够达到反气旋逆增或凝结高度都可以产生焚风。在中纬度地区,一般山脉的相对高度在100-200米处,就可以出现焚风现象。当相对高度达800-1000米时,都会出现典型的焚风,其迎风坡与背风坡的温度和湿润状况有明显的差别[4]。